【重庆大学电工学】第6章直流稳压电源

1、电网供电是交流电，主要原因是交流电传输方便、使用方便、价格便宜等，而工农业生产及科学试验中常常需要直流电源，有的使用化学电源如电池、电瓶等，但大部分直流电源都是通过对交流电整流获得。,整流的主要元件是单向导电元件, 如二极管、晶闸管。,逆变的主要元件是晶闸管。,一般交流电源和直流电源是可以互换的。从交流到直流的称为整流,第6章 直流稳压电源,半导体直流电源的原理框图,交流电源,负载,变压器,整流,滤波,稳压,1、变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。,2、整流电路：将交流电源电压变换为单向脉动电压。,3、滤波器：减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。,4、稳压环节：在交流电源电压

2、波动或负载变动时，使 直 流输出电压稳定。,6.1 整流及滤波电路,6.1.1 整流电路,整流电路的目的是将交流电变换为单向脉动的直流电。整流电路有单相、三相之分，常见的单相整流电路有半波、全波、桥式和倍压整流。,单相半波整流电路只利用了电源的半个周期，并且整流电压的脉动较大，为此常采用桥式整流电路，下图给出了桥式整流电路的四种画法：,在变压器副边电压u2为正半周时，二极管D1、D3导通，而二极管D2、D4截止；,当副边电压u2为负半周时，二极管D2、D4导通，而二极管D1、D3截止。,D2、D4通,D1、D3通,D1、D3通,D2、D4通,1.单相桥式整流电路工作原理,（1）输出电压平均值U

3、o,2.单相桥式整流电路的主要参数,（2）输出电流平均值Io,(3)、每个整流管的电流平均值ID,(4)、每个整流管的反向 峰值电压UDRM,以u2正半周为例可以看出,整流电压平均值,电 路,整流电压波形,二极管平均电流,二极管反向峰值电压,常见的几种整流电路(重点掌握内容),整流类型,半波 全波 桥式,6.1.2 滤波电路,整流电路的滤波，一方面可以降低输出电压中的脉动成份，另一方面可以保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。 滤波器的基本组成元件是电容或电感。滤波原理主要是利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特性。,1.电容滤波电路,根据以上的分析，负载上的

4、电压的脉动程度大为减小，对于全波及桥式整流电路，其原理相同，只是波形更加平稳。,采用电容滤波时，输出电压 的脉动程度与电容器的放电时间常数RLC有关，其值愈大则脉动程度就愈小。一般取,工程上输出电压Uo常由下式估算：,(半波滤波),(全波或桥式滤波),电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善，但带负载能力较差。,(RL=，即负载开路),例6.1.1,有一单相桥式滤波电路，电源频率f=50HZ，负载电阻为 200，要求Uo=24V，试选择整流二极管及滤波电容。,解,查二极管参数，为了使用安全此项参数选择应比计算值大一倍左右。选用2CP11(Iom=100mA， URM= 50V)。,（1）选择整流二

5、极管,变压器副边电压有效值,故,(2)选择滤波电容,故电容可选用250uF耐压50V的电解电容器,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，更适合于高频滤波。,2.其他滤波电路,要进一步减小输出电压的脉动程度，可在滤波电容之前串入铁心电感线圈L即LC滤波器。,1）电感电容滤波电路,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滤波器的效果更好，但整流二极管的冲击电流较大。,由于线圈体积大且重，有些情况可用电阻

6、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。,2. 形滤波电路,经整流和滤波后，脉动程度有了较大改善，但直流电压幅度还会随着电网的波动或负载的变化而变化。,图中 R：限流电阻， DZ：稳压管,6.2 直流稳压电源,1.电路构成,6.2.1 直流稳压电源的工作原理,最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。 如上图所示,稳压管稳压电路,稳压管稳压电路,能够保持负载电压Uo近似不变。,(1)当负载RL不变,输入电压u1升高时,（2）当输入电压u1不变而负载增加时,保持负载电压Uo近似不变。,2.工作原理,u1, Uc, Uo

7、, IZ IR , UR , Uo,同理可以分析输入电压u1降低或负载减轻的情况,6.2.2串联反馈式稳压电路,1.电路的构成,2.工作原理,（1）当输入电压增大（或负载电流减小时）：,（2）同理可以分析当输入电压减小（或负载电流增大时）也能保持UO稳定,（3）输出电压的调节,6.3.1外形结构及型号,目前最普遍应用的单片稳压电源是输出正电压的CW78XX系列和输出负电压的CW79XX系列。其内部电路是在串联型晶体管稳压电路的基础上构成的。只有三个引出端：输入端1、输出端 3 和公共端 2 (俗称三端集成稳压器)。,型号中XX代表输出电压的绝对值，一般为：5V,6V,9V,12V,15V,18V和24V,6.3 集成线性稳压电源,1.CW7800系列基本应用电路,2.CW7900系列基本应用,6.3.2集成线性稳压电源,C1抵消较长输入线的电感效应，防止产生自激振荡。 C2用于吸收负载突变所产生的电压抖动杂波。,电路为负电压输出，需注