12講 直流穩(wěn)壓電源2017o

第六章直流穩(wěn)壓電源1整流電路濾波電路2穩(wěn)壓電路3濾波電路整流電路穩(wěn)壓電路負(fù)載變壓器交流電源各部分電路輸出波形將電源的交流電壓變成直流電壓功能直流穩(wěn)壓電源的組成一、整流電路整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓

常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦評DO（一）單相半波整流電路1.電路結(jié)構(gòu)u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；3.工作波形

u負(fù)半周，Va<Vb，二極管D截止。2.工作原理–++–aTrDuoubRLio動畫utOuoOt0ttt23uOu2uDiO232U22U22U2Im2233UO=0.45U2,IO=UORL=0.45U2RLID=IO,UDRM=2U24.

電路計算000該電路輸出的有效值為：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用元件少。缺點：輸出波形脈動大；直流成分少；只利用了半個周期的電壓。只能用于要求不高的場合。

由于二極管的單向?qū)щ娦?，使變壓器副邊的交流電變換成負(fù)載上的單向脈動電壓，達(dá)到整流的目的。由于只有半個周期的電壓被利用，故稱半波整流。D1和D3導(dǎo)通,D2和D4截止(相當(dāng)于開路)u2Tu1RLuoio2.整流工作原理+–—u2正半周1.橋式整流電路的組成

由變壓器

T

和二極管

D1D4及負(fù)載

RL

組成。D4D3D2D1（二）橋式整流電路D2和

D4導(dǎo)通,D1和

D3截止(相當(dāng)于開路)

u2Tu1RLD4D3D2uoio2.整流工作原理—u2負(fù)半周D1+–負(fù)載RL上的電壓方向：上正下負(fù)（與正半周相同）3.電壓、電流的計算UO=0.9U2,0.9U2RLIO=UORL=UDRM

=2U2,二極管選用需依據(jù):ID應(yīng)小于IF

(最大整流電流）UDRM應(yīng)小于UR(最高反向工作電壓)u2totototo23232U22U22U2Im2233uD1uD3uD4uD2uOuDiOID

=IO12該電路輸出的有效值為：(1)輸出直流電壓高；

(2)脈動較??；

(3)電源變壓器得到充分利用。

目前，半導(dǎo)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，提高了可靠性，使用起來非常方便。橋式整流電路的優(yōu)點：二、濾波器交流電壓經(jīng)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，我們不需要交流分量。濾波原理：濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓（或通過電感中的電流）不能突變的特性，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。

方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)（或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián)）。電容充電電容放電二極管導(dǎo)通時給電容充電,二極管截止時電容向負(fù)載放電1.電路組成和工作原理u2Tu1RLD1D4D3D2uoioCuC濾波后輸出電壓

uo

的波形變得平緩,平均值提高。（一）電容濾波電路2.工作波形u2Tu1RLD1D4D3D2uOiOCuCtuO2U2t1t4t3t2''UO=1.2U23.外特性0uou2uDioDRLTu1Ct0232U24.半波整流電容濾波電路估算公式:UO=1.0U2

2UDRM=2U2注意:UDRu2

電感的特點：當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時，線圈中產(chǎn)生自感電勢阻礙電流的變化（阻礙電流變化的特性）。IE(方向相反）I電感與負(fù)載RL串聯(lián)，使負(fù)載電流和電壓的脈動減小。（二）電感濾波器濾波原理L

uRLuo++––~2.濾波原理1.電路結(jié)構(gòu)直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路，U2=URL諧波分量:f

越高，XL(XL=2πfL)越大，U2=ULLC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動較小的場合，用于高頻時更為合適。L

u2RLuo++––~2.濾波原理1.電路結(jié)構(gòu)Tuou2RLLtu'ouo、oioi23u1u'ouo電感L

越大，濾波效果越好。電感濾波電路1.LC濾波電路RLLC

濾波電路輸出電壓波形更為平滑，濾波效果較好。Tuou2iou1LC（三）復(fù)式濾波電路RL電感L

和電容C

兩次濾去交流分量，LC

濾波電路輸出電壓波形更為平滑，濾波效果較好。Tuou2iou1LC交流分量：RL//XC和XL上分壓1.LC濾波電路TRL(1)CLC濾波器uou2iou1LC2C1電感：XL=2πfL電容：Xc=1/2πfC直流分量：XL=0,Xc=∞

絕大部分加到負(fù)載RL上交流分量：XL=很大，Xc=比較小，絕大部分加在XL上2.型濾波器(2)CRC濾波器TRLuou2iou1C2C1R電容：Xc=1/2πfC直流分量：Xc=∞

交流分量：Xc=比較小

U2經(jīng)電容流向地UO=U2RLRL+R2.型濾波器三、穩(wěn)壓電路輸出的電壓經(jīng)過整流、濾波后，得到一個基本是帶少量脈動的直流電壓。對于要求不高的設(shè)備而言，這個所謂的“直流輸出”是足以堪用的。但對于精密的用電設(shè)備而言，則輸出電壓的穩(wěn)定性依然太差。穩(wěn)壓電路的作用是：一、當(dāng)負(fù)載變化時，穩(wěn)定輸出電壓；二、當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時，穩(wěn)定輸出電壓。（一）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZUIUZ設(shè)負(fù)載RL一定，UI變化UO

基本不變

IRRIZIR1.電路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz2.工作原理2.穩(wěn)壓管參數(shù)的選擇（1）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管通常為反接；（2）使用穩(wěn)壓管時必須串聯(lián)電阻。UZ=UO

IZmax≥2~3IOmax3.注意：選擇時要注意留有充分的余量（二）集成穩(wěn)壓電源最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1.分類XX兩位數(shù)字為輸出電壓值三端穩(wěn)壓器輸出固定電壓輸出可調(diào)電壓輸出正電壓78XX輸出負(fù)電壓79XX（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）2.外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—公共端2—輸出端78xxW7900系列穩(wěn)壓器外形1—

公共端3—輸入端2—輸出端79xx塑料封裝CW7800CW79001++23_2_2.

三端集成穩(wěn)壓器的電路符號31金屬殼封裝引腳正輸出負(fù)輸出——輸出電壓的標(biāo)稱值3.固定式集成三端穩(wěn)壓器的型號a.78××（輸出正電壓）系列b.79××（輸出負(fù)電壓）系列輸出電壓種類5V、6V、9V、12V、15V和24V等1.

三端集成穩(wěn)壓器基本穩(wěn)壓電路Uo

=

12VCW7812123Co++UiCi可根據(jù)需要,選用CW78XX,則Uo

=

XX

V。（三）三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用1.

三端集成穩(wěn)壓器基本穩(wěn)壓電路CW7812123Co++UiCi用來抵消輸入端接線較長時的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。為了瞬時增減負(fù)載電流時，不致引起輸出電壓有較大的波動。即用來改善負(fù)載的動態(tài)特性。C1防止自激振蕩C2減小高頻干擾C3減小輸出紋波和低頻干擾2.79系列各電容器的作用UI++UOC10.33μF0.1μF100μFLM79+–132C3C2–3.同時輸出正、負(fù)電壓的穩(wěn)壓電路CW7915CW7815CO+15V–15VUO2選用不同穩(wěn)壓值的

78XX

和

79XX,可構(gòu)成同時輸出不對稱正、負(fù)電壓的穩(wěn)壓電路。UiUO1CiCOCi4.提高輸出電壓的穩(wěn)壓電路UoCW7812++3UiCiCODZUZR輸出電壓

UO

=

UXX

+UZ

>

UXXUxx直流穩(wěn)壓電源的組成各部分電路輸出波形濾波電路整流電路穩(wěn)壓電路負(fù)載變壓器交流電源1.變壓器2.整流電路（單向半波，橋式）3.濾波電路（C,L，LCCLC,CRC）4.穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓管集成）小結(jié)作業(yè)：7-1、7-8、7-11[例1]某穩(wěn)壓電源如圖所示,試問：

(1)輸出電壓UO的極性和大小如何?(2)電容器C1和C2的極性如何?(3)如將穩(wěn)壓管接反，后果如何?(4)如R=0，又將產(chǎn)生怎樣的后果?練習(xí)題UOu2RD1D3D2D4C1RLC2DZu1+-++––[解](1)UO=15V，極性上“－”下“＋”。(2)C1和C2的極性均為上“－”下“＋”。