第12章直流穩(wěn)壓電源

1、下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組12.2 濾波電路濾波電路12.3 集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器12.1 整流電路整流電路下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組第第章直流穩(wěn)壓電源章直流穩(wěn)壓電源功能：功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適 的直流電壓的直流電壓u4uou3u2u1下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 整流電路整流電路 將交流電壓轉變?yōu)槊}動的直流電壓。將交流電壓轉變?yōu)槊}動的直流電壓。 半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。等

2、。 二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。利用二極管的單向導電性利用二極管的單向導電性下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組t uDO u 負半周，負半周，VaVb，二極二極管管 1、3 導通，導通，2、4 截止截止 。uouD t tuD1uD3 ut U2U2U2 下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組參數(shù)計算參數(shù)計算LLRURUI9 . 0oo o21DII UU2DRM o11. 1 d) sin(2122mIttII ) d( sin21ttU U0.9 oU下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組

3、(1) 輸出直流電壓高；輸出直流電壓高； (2) 脈動較小；脈動較小； (3) 二極管承受的最大反向電壓較低；二極管承受的最大反向電壓較低； (4) 電源變壓器得到充分利用。電源變壓器得到充分利用。 目前，半導體器件廠已將整流二極目前，半導體器件廠已將整流二極管封裝在一起，制成單相及三相整流管封裝在一起，制成單相及三相整流橋模塊，這些模塊只有輸入交流和輸橋模塊，這些模塊只有輸入交流和輸出直流引線。減少接線，提高了可靠出直流引線。減少接線，提高了可靠性，使用起來非常方便。性，使用起來非常方便。下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組單相橋式整流電路，已知交流電網電壓為單相橋式整流電路，

4、已知交流電網電壓為 220V，負載電阻負載電阻 RL = 50 ，負載電壓，負載電壓Uo=100V，試求變壓器，試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。的變比和容量，并選擇二極管。V 1119 . 01009 . 0o UU A122121oD IIV 17212222DRM UU A250110Loo RUI 考慮到變壓器副繞組及二極管上的壓降，變壓器考慮到變壓器副繞組及二極管上的壓降，變壓器副邊電壓一般應高出副邊電壓一般應高出 5%10%，即取，即取 U = 1.1 111 122 V下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組例例1：單相橋式整流電路，已知交流電網電壓為單相橋式整流電

5、路，已知交流電網電壓為 220 V，負載電阻，負載電阻 RL = 50 ，負載電壓，負載電壓Uo=100V，試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。81122220 .K 變比變比 I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A S = U I = 122 2.2 = 207. 8 V A變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓 U 122 V A1D IV 172DRM U 可選用二極管可選用二極管2CZ11C，其最大整流電流為，其最大整流電流為1A，反向工作峰值電壓為反向工作峰值電壓為300V。下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組uo+_u+

6、_RLD2D4 D1D3當當D2或或D4斷開后斷開后 電路為單相半波整流電路。正半周時，電路為單相半波整流電路。正半周時，D1和和D3導導通，負載中有電流通，負載中有電流過，負載電壓過，負載電壓uo o= =u；負半周時，；負半周時，D1和和D3截止，負載中無電流通截止，負載中無電流通過，負載兩端無電壓，過，負載兩端無電壓， uo o =0=0。 uo u 2 34tt234oo下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 則正半周時，二極管則正半周時，二極管D1、D4或或D2、D3導通，電流導通，電流經經D1、D4或或D2、D3而造成電源短路，電流很大，因而造成電源短路，電流很大，因此

7、變壓器及此變壓器及D1、D4或或D2、D3將被燒壞。將被燒壞。 則正半周時，情況與則正半周時，情況與D2或或D4接反類似，電源及接反類似，電源及D1或或D3也將因電流過大而燒壞。也將因電流過大而燒壞。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 交流電壓經整流電路整流后輸出的是脈動直流，交流電壓經整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成份又有交流成份。其中既有直流成份又有交流成份。濾波電路利用儲能元件電容兩端的電濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓壓(或通過電感中的電流或通過電感中的電流)不能突變的特性不能突變的特性, 濾掉整流濾掉整流電路輸出電

8、壓中的交流成份，保留其直流成份，達電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。到平滑輸出電壓波形的目的。 方法：方法：將電容與負載將電容與負載RL并聯(lián)并聯(lián)( (或將電感與負載或將電感與負載RL串串聯(lián)聯(lián)) )。下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 u uC時，二極管導通，時，二極管導通，電源在給負載電源在給負載RL供電的供電的同時也給電容充電，同時也給電容充電， uC 增加，增加，uo= uC 。 CC+Cici +aDuoubRLio= uC 二極管承受的最高反向電壓為二極管承受的最高反向電壓為 。UU22DRM uoU2U2u tO tO下一頁返回上一

9、頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組25)(3LTCR 一般取一般取(1) (1) 輸出電壓的脈動程度與平均值輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放電時間與放電時間 常數(shù)常數(shù)RLC有關。有關。 近似估算?。航乒浪闳。?Uo = 1. 2 U ( 橋式、全波）橋式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）半波）U2 為了得到比較平直的輸出電壓為了得到比較平直的輸出電壓下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組有電容有電容濾波濾波 無電容濾波無電容濾波0 UooIO 結論結論 因此電容濾波適合于要求因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負載電流較輸出電壓較高、負載電流較小且負載變化較小的場合。

10、小且負載變化較小的場合。 RLC 越大越大O 越高，越高，IO 越越大大整流二極管導通時間越短整流二極管導通時間越短 iD 的峰值電流越大。的峰值電流越大。uoU2 tOiD tO下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組例：例： 有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率率 f=50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200 ，要求直流輸出電，要求直流輸出電壓壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。V 352522DRM UU A075020030212121LOOD.RUII uRLuo+C解：解：25V1.

11、230 21O .UU可選用二極管可選用二極管2CP11IOM =100mA URWM =50V 下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 例：例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率率 f=50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200 ，要求直流輸出電壓，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。取取 RLC = 5 T/2已知已知RL = 50 S 05. 025015L CR uRLuo+C解：解：2. 選擇濾波電容器選擇濾波電容器F250F102502000.05 0506L R.C

12、可選用可選用C=250 F，耐壓為，耐壓為50V的極性電容器的極性電容器下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組L uRLuo+C 下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 濾波效果比濾波效果比LC濾波器更好，濾波器更好，但二極管的沖但二極管的沖擊電流較大。擊電流較大。 比比 形形 LC 濾波器的體積濾波器的體積小、成本低。小、成本低。L uRLuo+C2+C1R uRLu+C2+C1 下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組交直流收擴兩用機電源交直流收擴兩用機電源N1N3C20.047 FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A2000 F/50V+C124

13、VFU11A直流直流24V交流交流220V 如圖電源輸出電如圖電源輸出電壓為壓為24V, 電流為電流為1.8A。變壓器副繞組變壓器副繞組N3 的電的電壓約為壓約為20V, C2起抑制起抑制高頻干擾作用；副繞高頻干擾作用；副繞組組N2的電壓為的電壓為5.5V，供照明指示燈用。直供照明指示燈用。直流流 24V電池的極性可電池的極性可任意接入。任意接入。下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組UiTR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準電壓、比較放大、取樣電串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準電壓、比較放大、取樣電

14、路和調整元件四部分組成。路和調整元件四部分組成。調整調整元件元件比較比較放大放大基準基準電壓電壓取樣取樣電路電路下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 當由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電當由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電壓壓UO 升高時，有如下穩(wěn)壓過程：升高時，有如下穩(wěn)壓過程：O2121fURRRRUU ZUU )(fZuoBUUAU UO Uf UB UO IC UCE 由于引入的是串聯(lián)電壓負反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)由于引入的是串聯(lián)電壓負反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。壓電路。UITR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電

15、子課程組Z211BO)(1URRRUU UiTR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組分類分類單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小, ,可靠性高可靠性高, ,使使用靈活用靈活, ,價格低廉等優(yōu)點。價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。兩位數(shù)字為輸出電壓值兩位數(shù)字為輸出電壓值三三端端穩(wěn)穩(wěn)壓壓器器輸出固定電壓輸出固定電壓輸出正電壓輸出正電壓78XX 輸出負電壓輸出負電壓79XX （1. 25

16、 37 V 連續(xù)可調）連續(xù)可調）下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組W7800系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1輸入端輸入端3 公共端公共端2 輸出端輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1 公共端公共端3輸入端輸入端2 輸出端輸出端下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組輸出電流超過輸出電流超過 1. 5 A（加散熱器）（加散熱器）不需要外接元件不需要外接元件內部有過熱保護內部有過熱保護內部有過流保護內部有過流保護調整管設有安全工作區(qū)保護調整管設有安全工作區(qū)保護輸出電壓容差為輸出電壓容差為 4% 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等等 。下一

17、頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 ( 反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網電壓波反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網電壓波動對穩(wěn)壓電路的影響。動對穩(wěn)壓電路的影響。0 0 o 100oo TIIU% UUUS ( 反映當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變反映當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變化時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負載化時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負載能力。能力。00ooI %100 I T UUUS 0.0050.02% 0.11.0%下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組(3) 輸出電壓輸出電壓 UO (6) 最大輸入電壓最大輸入

18、電壓 UiM (7) 最大功耗最大功耗 PM OMOIMM)(IUUP (4) 最大輸出電流最大輸出電流 IOM (5) 最小輸入、輸出電壓差最小輸入、輸出電壓差 (Ui -UO ) min 下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組輸出為固定正電壓時的接法如圖所示。輸出為固定正電壓時的接法如圖所示。COW7805CiUi+_+_UO123 0.11 F1 F下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO 15V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F下一頁返回上一頁退出章目錄鹽城工學院電工電子課程組 COW78XXCiUI+_+