电工电子技术教学课件-太原理工-第07章:直流稳压电源-28M-版.ppt(83页)
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- 电工 电子技术 教学 课件 太原理工 07 直流 稳压电源 28
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1、9/19/20231目录目录第第 7 章章 直流稳压电源直流稳压电源9/19/20232目录目录第第7 7章章 直流稳压电源直流稳压电源7.4 串联开关式稳压电源串联开关式稳压电源7.3 集成稳压器集成稳压器7.1 整流滤波电路整流滤波电路7.2 稳压电路稳压电路9/19/20233目录目录第第7 7章章 直流稳压电源直流稳压电源9/19/20234目录目录7.1 整流滤波电路整流滤波电路电源变压器电源变压器:将交流电源电压将交流电源电压u1变为所需要的交流电变为所需要的交流电 压压u2。整流电路整流电路:将交流电压将交流电压u2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压uR。滤波电路滤波电路:将将
2、脉动直流电压脉动直流电压uR转变为平滑的直流转变为平滑的直流 电压电压uF。稳压电路稳压电路:当电网波动及负载变化时当电网波动及负载变化时,维持维持输出输出Uo的稳定。的稳定。直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能交流电源交流电源 电源变压器电源变压器整流电路整流电路滤波电路滤波电路稳压电路稳压电路负载负载u1u2uRuFUootu1otu2otuRotuFotUoRL9/19/20235目录目录7.1.1 单相整流电路单相整流电路1.单相半波整流电路单相半波整流电路o tuo o uDtu1TriDbaiouoDu2RLo t iDio2u2 t3o 22Uu2 0 时,时,D导通
3、导通uD=0。U2 0 ub 0时,时,D1导通导通D2截止截止Ua 0 ub 0时,时,D2导通导通D1截止截止 uo=ua uo=ub输出平均电压输出平均电压 Uo=0.9U2二极管上的平均电流:二极管上的平均电流:oII21D 二极管上承受的最高电压:二极管上承受的最高电压:2DRM22UU 输出平均电流输出平均电流LRUIoo 9/19/20238目录目录3.单相桥式整流电路单相桥式整流电路u2正半周时电流通路正半周时电流通路 分析分析 设:设:tUu sin222+-u1u2TrD4D2D1D3RLuoabto+-ioD1 D2共阴极,对应共阴极,对应uo的的“+”+”极;极;D3
4、D4共阳极,对应共阳极,对应uo的的“-”“-”极。极。D1 D3在在u2的正半周导通;的正半周导通;D2 D4在在u2的负半周导通。的负半周导通。9/19/20239目录目录-+u2负半周时电流通路负半周时电流通路uou1u2TrD4D2D1D3RLabto+-io9/19/202310目录目录u20 时时 a+b-D1,D3导通导通D2,D4截止截止电流通路电流通路:由由a+经经D1RLD3b-u20 时时b(+)a(-)D2,D4导通导通D1,D3截止截止电流通路电流通路:由由b(+)经经D2RLD4a(-)输出是脉动的直流电压输出是脉动的直流电压!u2t桥式整流电路输出波形桥式整流电路
5、输出波形tuou2D4D2D1D3RLu0+-ab(+)(-)9/19/202311目录目录 输出平均电压输出平均电压Uo2220o9.022sin21UUttdUU 输出平均电流输出平均电流LLRURUI2oo9.0 二极管的选择二极管的选择二极管上的平均电流:二极管上的平均电流:oD21II 二极管上的最高反向电压:二极管上的最高反向电压:2DRM2UU 9/19/202312目录目录u1u2TrD4D2D1D3RLuoabto+-io问题与讨论问题与讨论单相桥式整流电路中,若单相桥式整流电路中,若D2发生开路,短路,或反接三种发生开路,短路,或反接三种情况,电路中将会发生什么问题?情况,
6、电路中将会发生什么问题?D2开路:相当于半波整流,开路:相当于半波整流,Uo=0.45U2 D2短路:短路:Uo=0,将变压器副边短路,烧坏绕组和管子,将变压器副边短路,烧坏绕组和管子 D2反接:反接:Uo=0,将变压器副边短路,烧坏绕组和管子,将变压器副边短路,烧坏绕组和管子9/19/202313目录目录问题与讨论问题与讨论u1u12TrD4D2D1D3RL1uo1abu22RL2uo2电路如图所示。试标出输出电压电路如图所示。试标出输出电压uo1、uo2的极的极性,画出输出电压的波形。并求出性,画出输出电压的波形。并求出Uo1、)(;tUutUusin2sin2222221Uo2的平均值。
7、设:的平均值。设:2u12 t3o 22Uu22 o tuo1 o tuo2 u1 0 时时u12 0 D1导通,导通,uo1=u12u220 D3导通,导通,uo2=u22u1 0 时时U22 0 D2导通,导通,uo1=u22U12 0 D4导通,导通,uo2=u12Uo1=0.9U2Uo2=-0.9U29/19/202314目录目录9/19/202315目录目录7.1.2 滤波电路滤波电路1.电容滤波电路电容滤波电路u1Tr+uoDu2CRLuoD截止截止D导通导通tbao22U 分析分析 设:设:tUu sin222 并入电容并入电容C后,在后,在u2 uC时,时,D导通,导通,C充电
8、充电,充充电很快,输出电压电很快,输出电压uo随随u2上升。当上升。当uC=后,后,u2开开始下降始下降u2 uC时时C又被充电又被充电uo=u2又上升。直到又上升。直到u21时,可得时,可得 uFUUREFo 当反馈越深时,调整作用越强,输出电压当反馈越深时,调整作用越强,输出电压Uo也越稳定也越稳定 AUBTUREFUFR1取取样样R2UoRL调整调整基准电压基准电压比较放大比较放大UiUCEUBE9/19/202334目录目录7.1.4 简单分立元件组成的稳压电路简单分立元件组成的稳压电路 TrT12N2222AD21N4736R1680C1100FC2100FRL5kD1220VD2D
9、3D4 典型的串联稳压电源,其中变压器用于将典型的串联稳压电源,其中变压器用于将220V市电降成需要的电压后,进行桥式整流和滤波,将交市电降成需要的电压后,进行桥式整流和滤波,将交流电变成直流电并滤去纹波,经过简单的串联稳压电流电变成直流电并滤去纹波,经过简单的串联稳压电路,输出端得到稳定的直流电压。路,输出端得到稳定的直流电压。9/19/202335目录目录1.稳压过程稳压过程UoUFUCE2Uo当当Ui增加或输出电流减小(增加或输出电流减小(RL增大)使增大)使Uo升高时升高时IB2IC2UBE1UCE17.1.5 实际的串联式稳压电源实际的串联式稳压电源R3T1T2UZRRW1RW2R1
10、RWR2RLUO+_+_UiUFIB2IC2UBE1UCE2UCE1UBE2 =(UF UZ)9/19/202336目录目录当当Ui减小或输出电流增加(减小或输出电流增加(RL减小)使减小)使Uo降低时降低时R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UiUFIB2IC2UBE1UCE2UCE1UCE2UoIC2UBE1UCE1UoUFIB2UBE2 =(UF UZ)9/19/202337目录目录2.RW 的调压作用的调压作用R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UiUFIB2IC2UBE1UCE2UCE1UCE2UoUBE1UCE1RW 下调下调UFUBE2
11、UZ不变不变UCE2UoUBE1UCE1RW 上调上调UFUBE2UZ不变不变9/19/202338目录目录3.输出电压的调节范围输出电压的调节范围oW212W2BE2ZFURRRRRUUU R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UiUF BE2Z2W21omaxUURRRRU BE2Z2WW21ominUURRRRRU 9/19/202339目录目录例例 电路如图所示。已知电路如图所示。已知UZ=6V,R1=R2=RP,试估,试估算稳压电路输出电压算稳压电路输出电压Uo的调节范围。的调节范围。AUBTUREFUFR1R2UoRLUiUZDZRRP解:由解:由“虚短虚短”,
12、知道,知道UF=UREF=UZ=6V,可估算出,可估算出V9623V1863Z2P21ominZ2P21omax URRRRRUURRRRUP该稳压电路的输出电压能在该稳压电路的输出电压能在9V18V之间调节。之间调节。作业:作业:7-10 7-12 9/19/202340目录目录7.3 集成稳压电源集成稳压电源7.3.1 三端固定集成稳压器三端固定集成稳压器单片集成稳压电源单片集成稳压电源:体积小体积小,可靠性高可靠性高,使用灵活使用灵活,价格低廉。价格低廉。有有输入输入,输出输出和和公共公共端端,称称三端集成稳压器三端集成稳压器。W7800系列系列和和W7900系列系列其内部就是串联型晶体
13、管稳压电路。其内部就是串联型晶体管稳压电路。电路内部附有短路和过热保护环节。电路内部附有短路和过热保护环节。9/19/202341目录目录三端集成稳压器实物照片三端集成稳压器实物照片9/19/202342目录目录三端集成稳压器管脚排列三端集成稳压器管脚排列7878系列输出系列输出电压电压7979系列系列输出输出电压电压78055V78066V78088V78099V781010V781212V781515V781818V782424V79055V79066V79088V79099V791010V791212V791515V791818V792424V输输入入输输出出输输入入输输出出地地地地9/
14、19/202343目录目录如:如:W7805+5V,W791515V5V10V、12V、15V、18V、20V、24V等等 共共11个档次个档次型号后型号后XX两位数字两位数字代表输出电压值代表输出电压值W79 XX系列系列(输出负电压输出负电压)W78 XX系列系列(输出正电压输出正电压)输出额定电压值输出额定电压值:输出额定电流值输出额定电流值:有有5个档次个档次W7800系列的系列的W78001.5A W78M000.5A W78L000.1A W78T003A W78H005A 9/19/202344目录目录CW7800 的内部结构和基本应用电路的内部结构和基本应用电路内部内部结构结构
15、+UI 取取样样电电路路调整电路调整电路保护保护电路电路基基准准电电压压比比较较放放大大启启动动电电路路+UO 9/19/202345目录目录基本应基本应用电路用电路抵消输入长接抵消输入长接线的电感效应,线的电感效应,防止自激防止自激改善负载的瞬改善负载的瞬态响应,消除态响应,消除高频噪声高频噪声防止输入端短路时防止输入端短路时 C3反向放电损坏稳压器反向放电损坏稳压器Uo=12VW7812123C2+UiC1C30.33 F0.1 F 100 FRL+9/19/202346目录目录1.输出固定电压的电路输出固定电压的电路输入与输出之间的电压差不得低于输入与输出之间的电压差不得低于3VW780
16、5 稳压器基本接线图稳压器基本接线图C2CW7805C1UIUO1320.33 F1F+LM7805W7905 稳压器基本接线图稳压器基本接线图C2CW7905C1UIUO2310.33 F1F+LM7905电容电容C1防止自激振荡。防止自激振荡。0.1 F 0.33 F电容电容C2减小高频干扰,改善瞬态特性。减小高频干扰,改善瞬态特性。1 F9/19/202347目录目录正负电压同时输出电路正负电压同时输出电路2.输出正负电压的电路输出正负电压的电路W78XXC1UI132C1W79XX13C2C22+_+UOUORL1RL20.33 F0.33 F1 F1 F9/19/202348目录目录
17、C2W78XXC1UI+_+_UO132UXXUZRDZ输出电压:输出电压:UO=UXX+UZ3.提高输出电压的电路提高输出电压的电路UXX:为为W78XX固定输出电压固定输出电压提高输出电压的电路提高输出电压的电路9/19/202349目录目录电压跟随器电压跟随器的电源借助于稳压器的输入直流电压的电源借助于稳压器的输入直流电压UI。电压跟随器电压跟随器其输入电阻很高其输入电阻很高,输出电阻抗很低,输出电阻抗很低,可以克服稳压器输出电流变化的影响。可以克服稳压器输出电流变化的影响。4.输出电压可调式电路输出电压可调式电路用用W7805组成的组成的730V可调式稳压电源。可调式稳压电源。W780
18、5132R1C1C2UI76234UOR2F0070.33 F33V10k1F 9/19/202350目录目录)(112XXORRUU (UXX=5V)W7805132R1C1C2UI76234UOR2F0070.33 F33V10k1F UXX;O21236URRRUU OUUU 6XXO212XX6XXURRRUUUU O9/19/202351目录目录7.3.2 三端可调集成稳压器三端可调集成稳压器1.型号型号正电压输出正电压输出LM117、LM217和和LM317系列系列 负电压输出负电压输出LM137、LM237和和LM337系列系列 LM117123调调节节输输出出输输入入LM137
19、123调调节节输输出出输输入入LM117的引脚排列图的引脚排列图 LM137的引脚排列图的引脚排列图 外外形形引引脚脚CW117、CW217和和CW317系列系列 CW137、CW237和和CW337系列系列 9/19/202352目录目录工作温度工作温度CW117(137)-55 150 CCW217(237)-25 150 CCW317(337)0 125 C基准电压基准电压1.25 V输出电流输出电流L 型型 输出电流输出电流 100 mAM 型型 输出电流输出电流 500 mACWL117(137)CWM117(137)9/19/202353目录目录2.内部结构和基本应用电路内部结构和
20、基本应用电路内内部部结结构构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路电路保护电路电路IREFUIUOADJ外外形形引引脚脚CW1171 2 3UIUOADJCW1371 2 3UIUOADJ 50 A9/19/202354目录目录D1 防止输入端短路时防止输入端短路时C4 反向放电损坏稳压器反向放电损坏稳压器D2 防止输出端短路时防止输出端短路时C2 通通过调整端放电损坏稳压器过调整端放电损坏稳压器基本应用电路基本应用电路Uo CW3173C2+UiC1C30.1 F10 F33 FR1R2C4I REF0.1 FD1D2UREF=1.25 V使使 UREF 很稳定很稳定I REF 50 A9
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