电工电子技术(电子技术)-专题1-2

直流稳压电源第2讲直流稳压电源的组成半导体直流电源的原理方框图交流电源负载变压整流滤波稳压ututututut220v6V主要内容1.1整流电路1.2RC滤波电路1.3稳压二极管稳压电路1.4集成三端稳压器稳压电路小结整流电路单相桥式整流电路~RLuo~RLuuoa~TrRLbuuo~RLuuo整流电路几种常见的硅整流桥外形：+AC-~+~-~+-~整流电路单相桥式整流电路+-u2正半周时电流通路u1u2TD4D2D1D3RLuo整流电路单相桥式整流电路u1u2TD4D2D1D3RLuo-+u2负半周时电流通路整流电路单相桥式整流电路u2uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLuoABu2>0时D1,D3导通D2,D4截止A

D1

RL

D3Bu2<0时D2,D4导通D1,D3截止B

D2

RL

D4A输出是脉动的直流电压！Uo整流电路单相桥式整流电路u2D4D2D1D3RLuoABt0uT(2)二极管上承受的最高反向电压(1)二极管上的平均电流(3)uo平均值：iLiLiD整流电路1.整流输出电压平均值（Uo）负载上的(平均)电流IL:S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo之比2.脉动系数Ｓ整流电路3.整流二极管的平均电流(ID)与反向峰值电压(UDRM)1.2RC滤波电路

RC电路的频率特性

RC滤波电路其他滤波电路电容滤波电路滤波原理桥式整流电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–1.RL未接入时(忽略整流电路内阻)电容滤波电路RL未接入时(忽略整流电路内阻)u2tuot设t1时刻接通电源t1整流电路为电容充电充电结束没有电容时的输出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–电容滤波电路RL接入（且RLC较大）时(忽略整流电路内阻)u2tuot

电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–电容滤波电路u2tuotau1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–

只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流iD

。因此整流电路的输出电流是脉冲波。整流电路的输出电流iD电容滤波电路电容滤波电路的特点一般取(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=1.2U2。(2)流过二极管瞬时电流很大。RLC越大

Uo越高

负载电流的平均值越大;

整流管导电时间越短

iD的峰值电流越大故一般选管时，取(1)输出电压Uo与放电时间常数

RLC有关。RLC愈大

电容器放电愈慢

Uo(平均值)愈大电容滤波电路电容滤波电路的特点

输出波形随负载电阻

RL或

C

的变化而改变,Uo

和S也随之改变。如:RL愈小(IL

越大),Uo下降多,S增大。结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。(3)输出特性(外特性)uo电容滤波纯电阻负载1.4U20.9U20IL电感滤波电路电路结构:

在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。电感滤波电路u2u1RLLuo电感滤波电路滤波原理u2u1RLLuo对直流分量:XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波分量:

f

越高，XL

越大,电压大部分降在XL上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：电感滤波电路电感滤波的特点u2u1RLLuo整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。其他形式的滤波电路改善滤波特性的方法：采取多级滤波。L-C型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。RC–

型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤波电路。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。LC–

型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C型滤波电路。其他形式的滤波电路电感电容滤波器(LC滤波器)~TrRLuCL电感电容滤波电路

由于电感线圈对整流电流的交流分量具有阻抗，

L比RL大得愈多则滤波效果就愈好。

一般需要线圈的电感量较大，但其直流电阻也较大，因而会造成输出电压的下降。

LC滤波器适于电流较大、输出电压脉动很小的场合，更适合与高频滤波其他形式的滤波电路

形滤波器

形LC滤波电路

如果需要输出电压的脉动更小，可以再加一个滤波电容。

形LC滤波器的效果跟好，但整流二极管的冲击电流较大。RLuC2LC1

由于线圈体大且重，有些情况可用电阻代替电感线圈以构成

形RC滤波器。R愈大滤波效果愈好，但将使输出电压下降，所以适用于负载电流较小、电压脉动很小的场合。

形RC滤波电路RLuC2RC1稳压电路与稳压电源分类稳压管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备)以下主要讨论线性稳压电路。电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。稳压管及其稳压电路稳压管uDiD0UBR稳压管及其稳压电路1、稳压二极管的电路符号DZ+-uzizDZ+-uziz2、稳压二极管的特性izuz0UZ1）PN结易于击穿（击穿电压比普通二极管低很多）。2）PN结面积大，散热条件好，使反向击穿是可逆的。特点稳压管及其稳压电路稳压二极管的主要参数izuz0UZIZminIZmax△UZ△IZ1）稳定电压UZ2）稳定电流IZmin

（保证稳压管稳压性能的最小工作电流）。3）最大稳定电流IZmax

4）最大允许耗散功率PZM5）动态电阻6）电压温度系数

U稳压管不发生热击穿的最大功率损耗。动态电阻越小稳压管稳压效果越好稳压管受温度变化的影响系数。DZ+-uziz稳压管及其稳压电路稳压电路构成1）电源电压波动2）负载变化稳压管及其稳压电路工作过程器件选择稳压管及其稳压电路参数选取R承受的最大可能电压R承受的最小可能电压R允许流过的最大电流R必须流过的最小电流如果负载电流的变化范围为ILm~ILM，电源电压波动使滤波输出电压Ui的变化范围为Uimin~Uimax稳压管及其稳压电路存在的问题稳压值只能由稳压管的型号决定，不能调节；输出电流受IZM的限制，调节范围和数值都较小；输出电压的稳定性较差。适用于：输出直流电压固定且负载电流不大的场合。线性集成稳压电源单片集成稳压电源最普遍应用的单片稳压电源是W7800系列和W7900系列。只有三个引出端：输入端1、输出端2和公共端3(俗称三端集成稳压器)。123123W78159824型号W7805W7809W7812W7815Uo(V)591215UiMax(V)35ΔUMin2~3Iom(A)2.2Ro(Ω)0.03~0.15外形图和主要参数线性集成稳压电源1端:输入端2端:公共端3端:输出端W7800系列稳压器外形1231端:公共端2端:输入端3端:输出端W7900系列稳压器外形123线性集成稳压电源注：型号后XX两位数字代表输出电压值输出电压额定电压值有:5V、9V、12V、18V、24V等。三端集成稳压器固定式可调式正稳压W78XX负稳压W79XX线性集成稳压电源应用电路输出为固定电压的电路——固定正压时的接法如图注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_W7800系列稳压器基本接线图CoW78xxCIUI+_Uo1320.1~1

F1µF线性集成稳压