電工電子技術(shù)第18章

第18章直流穩(wěn)壓電源18.2濾波器18.3直流穩(wěn)壓電源要求：理解單相整流電路和濾波電路的工作原理、掌握輸出電壓與輸入電壓之間的數(shù)值關(guān)系;2.了解穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓電路的性能及應用。18.1整流電路第18章直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負載變壓整流濾波穩(wěn)壓18.1

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?8.1.1單相半波整流電路2.工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管

D導通；3.工作波形

u負半周，Va<Vb，二極管D截止。1.電路結(jié)構(gòu)–++–aTrDuoubRLiououDutO4.參數(shù)計算1)整流電壓平均值Uo2)整流電流平均值Io3)流過每管電流平均值ID4)每管承受的最高反向電壓UDRM5)變壓器副邊電流有效值I5.整流二極管的選擇

平均電流ID與最高反向電壓UDRM

是選擇整流二極管的主要依據(jù)。選管時應滿足：

IOM

ID

，URWMUDRM18.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管

D1、D3

導通，D2、D4

截止。3.工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)－uuouDttRLuiouo1234ab+–+–－18.1.2單相橋式整流電路2.工作原理3.工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)RLuiouo1234ab+–+–u

正半周，Va>Vb，二極管1、3導通，2、4截止。u

負半周，Va<Vb，二極管2、4導通，1、3截止。uuouDttuD1uD3－－4.參數(shù)計算1)整流電壓平均值Uo2)整流電流平均值Io3)流過每管電流平均值ID4)每管承受的最高反向電壓UDRM5)變壓器副邊電流有效值I①

輸出直流電壓高；

②脈動較小；

③二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。橋式整流電路的優(yōu)點：例1：

試分析圖示橋式整流電路中的二極管D2

斷開時負載電壓的波形。如果D2

接反，后果如何？如果D2因擊穿或燒壞而短路，后果又如何？

uo+_~u+_RLD2D4D1D3解：當D2斷開后

uo

u

π2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo電路為單相半波整流電路。

如果D2接反

如果D2因擊穿燒壞而短路uo+_~u+_RLD2D4D1D3

則正半周時，二極管D2、D3導通，電流經(jīng)D2、D3而造成電源短路，電流較大，因此變壓器及D2、D3有可能被燒壞。

則正半周時，情況與D2接反相似，變壓器及D3也可能因電流過大而燒壞。18.2

濾波器

濾波的作用：濾掉整流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。

濾波原理：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。方法：將電容與負載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負載RL串聯(lián))。

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。

18.2.1電容濾波器1.電路結(jié)構(gòu)+C–++–aDuoubRLio

18.2.1電容濾波器

1.電路結(jié)構(gòu)2.工作原理

u>uC

時，二極管導通，電源在給負載RL供電的同時也給電容充電，uC增加，uo=uC=u

。

u<uC時，二極管截止，電容通過負載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC。=uC

3.工作波形二極管承受的最高反向電壓為。utOtuoO+CiCi–++–aDuoubRLio4.電容濾波電路的特點(T—電源電壓的周期)

RLC越大電容器放電越慢

輸出電壓的平均值Uo越大，波形越平滑、脈動越小。近似估算?。?/p>

Uo=1.2U(

橋式、全波）

Uo=1.0U

（半波）當負載RL開路時，UO

電容濾波電路的輸出電壓受負載變化影響較大，即帶負載能力較差。

因此電容濾波適合于負載電流變化較小的場合。電容的額定工作電壓18.3

直流穩(wěn)壓電源

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。

穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

穩(wěn)壓電路是整個電子系統(tǒng)的一個組成部分，也可以是一個獨立的電子部件。18.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR設(shè)UI一定，負載RL變化UO

基本不變IR

(IRR)基本不變UO(UZ

)IZ1.電路限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路+–UIRL+CIoUO+–+–uIRRDZIz18.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZUIUZ設(shè)負載RL一定，UI變化UO

基本不變IRRIZIR1.電路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz一般取UZ

=UOUI

=(2~3)UO3.參數(shù)的選擇（1）UZ

=Uo（2）IZM

（1.5~5）IOM（3）UI

=（2~3）Uo（4）為保證穩(wěn)壓管安全工作為保證穩(wěn)壓管正常工作

適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負載變動不大的場合。為保證穩(wěn)壓管正常工作18.3.4

集成穩(wěn)壓電源單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,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，有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V。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輸出負電壓79XX（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）2.外形及管腳引線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

使用時不需外接元件，內(nèi)部設(shè)有過熱保護，過流保護，調(diào)整管安全工作區(qū)保護。3.主要參數(shù)3)輸出電壓UO

6)最大輸入電壓UIM

7)最大功耗PM

4)最大輸出電流IOM

5)輸入輸出最小電壓差(UI-UO

)min

1)電壓調(diào)整率SU(穩(wěn)壓系數(shù))

反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網(wǎng)電壓波動對穩(wěn)壓電路的影響。

2)電流調(diào)整率SI

(負載調(diào)整率)

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)壓電路的帶負載能力。8)工作溫度范圍(1)

輸出為固定電壓的電路輸入與輸出電壓差不得低于3V！4.三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的應用CoW7805CiUI+_+_UO123

0.1~1F1F用來抵消輸入端接線較長時的電感效應，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。為了瞬時增減負載電流時，不致引起輸出電壓有較大的波動。即用來改善負載的瞬態(tài)響應。(2)同時輸出正、負電壓的電路23220V

24V+C

24V+CW7815Ci+15V123CiW79151CoCo–15V1F1F0.33F0.33F1000F1000FUO=UXX+UZUXX:

為W78XX

的固定輸出電壓（3）提高輸出電壓的電路CoW78XXCiUI+_+_