最新09直流稳压课件.ppt

1、292、单相桥式整流电路单相桥式整流电路桥式整流电路桥式整流电路+-u2正半周时正半周时电流通路电流通路u1u2TD4D2D1D3RLu010单相桥式整流电路单相桥式整流电路桥式整流电路桥式整流电路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2负半周时负半周时电流通路电流通路11u u2 20 0 时时D1,D3导通D2,D4截止电流通路:由+经D1RLD3-u u2 20 0 时时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:由-经D2RLD4+输出是脉动的直流电压！u2tt桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形uD4,uD2uD3,uD1tuou2D4D2D1D3

2、RLu0+-12几种常见的硅整流桥几种常见的硅整流桥+A C -+-+-131、整流输出电压平均值（、整流输出电压平均值（U0）负载电压负载电压 U0的平均值为的平均值为:20ooU9.0U22tdu21U负载上的负载上的(平均平均)电流电流:LoR0.9UI tuoiouoio14平均电流平均电流(ID)与反向峰值电压与反向峰值电压(URM)是选择整是选择整流管的主要依据。流管的主要依据。L2oDRU0.45I21I 2RMU2U 例如，例如，在桥式整流电路中，每个二极管只有在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流

3、流 ID是负载平均电流的一半。是负载平均电流的一半。二极管截止时两端承受的最大反向电压：二极管截止时两端承受的最大反向电压：整流电路中整流管的选择整流电路中整流管的选择15二、二、滤波器滤波器滤波原理滤波原理:交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件利用储能元件电容电容两端的电压两端的电压(或通过或通过电感电感中的电中的电流流)不能突变的特性不能突变的特性,将将电容电容与负载与负载RL并联并联(或将或将电电感感与负载与负载RL串联串联)，滤掉整流电路输出电压中的交

4、，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。形的目的。161、电容滤波器、电容滤波器(C滤波器滤波器)桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SC以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。路如图所示。1、滤波原理滤波原理17u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL未接入时未接入时u2tu0t设设t1时刻接时刻接通电源通电源t1整流电路为电整流电路为电容充电容充电充电结束充电结束忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻没有电容时的

5、没有电容时的输出波形输出波形18u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时u2tu0t忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻电容通过电容通过RL放电，在放电，在整流电路电压小于电整流电路电压小于电容电压时，二极管截容电压时，二极管截止，整流电路不为电止，整流电路不为电容充电，容充电，u0会逐渐下会逐渐下降。降。19u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCu2tu0t忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻只有整流电路输只有整流电路输出电压大于出电压大于u0的的时间区间，才有时间区间，才有充电电流。因此充电电流。因此整流电路的输出整流电路的输出电流是脉冲波。电流

6、是脉冲波。整流电路的整流电路的输出电流输出电流RL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时20u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCu2tu0t考虑整流电路内阻考虑整流电路内阻电容充电时，电电容充电时，电容电压滞后于容电压滞后于u2。整流电路的整流电路的输出电流输出电流RL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时RLC越小，输越小，输出电压越低出电压越低21一般取一般取2T5)(3CRLd (T:电源电压的周期电源电压的周期)近似估算近似估算:U0=1.2U。(2)流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大RLC越大越大U0越高越高,负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大整流整流管导电时

7、间越短管导电时间越短iD的峰值电流越大的峰值电流越大一般选管时，取一般选管时，取0DII 2、电容滤波电路的特点、电容滤波电路的特点(1)输出电压输出电压U0与时间常数与时间常数RLC有关有关RLC愈大愈大电容器放电愈慢电容器放电愈慢U0(平均值平均值)愈大，愈大，22输出波形随负载电阻输出波形随负载电阻RL或或C的变化而改变的变化而改变,U0随之随之改变。改变。如如:RL愈小愈小(I0越大越大),U0下降多下降多电容滤波电路适用于输出电压较高电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电负载电流较小且负载变动不大的场合。流较小且负载变动不大的场合。(3)、输出特性、输出特性(外特性外特性):uL电容

8、滤波电容滤波纯电阻负载纯电阻负载1.4U20.9U20IL结论结论23（1）滤波原理）滤波原理:对直流分量对直流分量(f=0):XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上。对交流分量上。对交流分量:f 越高越高,XL越大越大,电压大部分降在电压大部分降在XL上。上。因此因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。而后又经过电容滤波器滤波而后又经过电容滤波器滤波,在一次滤掉交流分量在一次滤掉交流分量,可以可以得到甚为平直的直流输出电压得到甚为平直的直流输出电压。u2u1RLLu02、电感电容滤波器电感电容滤波器(LC滤波器滤波器)24（2）电感滤

9、波的特点）电感滤波的特点:整流管导电角较大整流管导电角较大,峰值电流很小峰值电流很小,输出特性比输出特性比较平坦较平坦,适用于低电压大电流适用于低电压大电流(RL较小较小)的场合。缺的场合。缺点是电感铁芯笨重点是电感铁芯笨重,体积大体积大,易引起电磁干扰。易引起电磁干扰。u2u1RLLu0253、形形滤波器滤波器为了改善滤波特性，可采取多级滤波的办法为了改善滤波特性，可采取多级滤波的办法,如如在电容滤波后再接一级在电容滤波后再接一级RC滤波电路，或在电感滤波滤波电路，或在电感滤波后面再接一电容。从而构成后面再接一电容。从而构成RC-型或型或L-C型滤波电型滤波电路，其性能及应用场合分别与电容滤

10、波和电感滤波路，其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似相似。u0Ru2u1C1C2u0 RL26稳压管稳压管稳压电路稳压电路开关型开关型稳压电路稳压电路线性线性稳压电路稳压电路常用稳压电路常用稳压电路(小功率设备小功率设备)在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压电路、线性稳压电路和开关型稳压电路等。其中电路、线性稳压电路和开关型稳压电路等。其中稳压管稳压电路最简单，但是带负载能力差，一稳压管稳压电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。开关型稳般只提供基准电压，不作为电源使用。开关型稳压电源效率较高，目前用的也比较多，但因

11、学时压电源效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。以下主要讨论稳压管稳压有限，这里不做介绍。以下主要讨论稳压管稳压电路和线性稳压电路电路和线性稳压电路。271、稳压管稳压电路稳压管稳压电路u0引起电压不稳定的原因引起电压不稳定的原因:交流电源电压的波动交流电源电压的波动负载电流的变化负载电流的变化UIUO(UO=UDZ)IZ u2u1RLDZIZU1RIoCUR+-+-UDZ抵偿抵偿UI的增加的增加UR UO保持近似不变保持近似不变28选择稳压管选择稳压管UZ=UOIZM=(1.5 3)IOMUI=(23)UO292、恒压源恒压源+R1R2RL+URFDZ+-UZR+-UO+R

12、1R2RL+URFUZDZ+-R+-UO反相输入反相输入同相输入同相输入Z1FOURRU Z1FOURR1U 303、串联型稳压电路、串联型稳压电路一一 、电路结构的一般形式、电路结构的一般形式串联式稳压电路由基准电压、比较放大、串联式稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。取样电路和调整元件四部分组成。31T+_UI+_+_UO比较放大比较放大基基 准准取取 样样URFUO+_C2RL调整元件调整元件调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。与负载串联，通过全部负载电流。比较放比较放大器大器可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大可以是单管放大电路，差动放大电路，集成

13、运算放大器。器。调整元件调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。并联。基准电压基准电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压输出电压UO的一部分和基准电压相比较。的一部分和基准电压相比较。因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。32串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路UOO2121fURRRRUU fZuoBUUAU UOUf UB IC UCE UO UITR1R2UfUZR

14、L Av+-+-+-+-UB+UBE R 1R3R 1334、集成稳压电源、集成稳压电源随着半导体工艺的发展随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高可靠性高,使用使用灵活灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳故称之为三端集成稳压器。压器。本节主要介绍常用的本节主要介绍常用的W7800系列系列三端集成稳压三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。该组件的

15、外形如下图，稳压器的硅片封装在普该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。环节。341端端:输入端输入端2端端:输出端输出端3端端:公共端公共端W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1231端端:公共端公共端2端端:输入端输入端3端端:输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形12335分类分类:正稳压W78XX负稳压W79XX固定式可调式三端集成稳压器型号后型号后XX两位数字两位数字代表输出电压值代表输出电压值W78系列系列(输出正电压输出正电压)W79系列系列(输出负电压输出负电压)输出电压

16、额定电压值有输出电压额定电压值有:5V、9V、12V、18V、24V等等。36 一、输出为固定电压的电路一、输出为固定电压的电路W7800系列稳压器系列稳压器 基本接线图基本接线图输出为固定正压时的接法如图所示输出为固定正压时的接法如图所示。输入与输输入与输出端之间出端之间的电压不的电压不得低于得低于3V3V！COW7800CIUI+_+_UO1230.11 F1F37正负电压同时输出电路正负电压同时输出电路二二、输出正负电压的电路、输出正负电压的电路W78XXCIUI+_UO123+_CIW79XX13COCO2UO38COW78XXCIUI+_+_UO123UXXUZRDZUXX:为为W7

17、8XX固定输出电压固定输出电压UO=UXX+UZ三三、提高输出电压的电路、提高输出电压的电路39运算放大器作为电压跟随器使用运算放大器作为电压跟随器使用,它的电源就借助于稳它的电源就借助于稳压器的输入直流电压。由于运放的输入阻抗很高压器的输入直流电压。由于运放的输入阻抗很高,输出输出阻抗很低，可以克服稳压器输出电流变化的影响。阻抗很低，可以克服稳压器输出电流变化的影响。四、四、输出电压可调式电路输出电压可调式电路用三端稳压器也可以实现输出电压可调，下图是用三端稳压器也可以实现输出电压可调，下图是用用W7805组成的组成的730V可调式稳压电源可调式稳压电源。W7805123R1CICOUI76234UOR2F0070.33 33V10K0.1 40)RR(1UU12XXO(UXX=5V)同时消除了同时消除了(IOR2)一项，稳压器输出用下式表示一项，稳压器输出用下式表示。41结 束第七章第七章