第8章直流穩(wěn)壓電源

第8章直流穩(wěn)壓電源 知識(shí)目標(biāo) ●理解橋式整流電路的工作原理。 ●能識(shí)讀電容濾波、電感濾波、復(fù)式濾波電路圖，了解濾波電路的工作原理。 ●通過查閱資料等方式，能列舉出橋式整流電路在電子電器或設(shè)備中的應(yīng)用。 ●能識(shí)讀集成穩(wěn)壓電源電路，了解引腳功能及使用常識(shí)。 技能目標(biāo) ●掌握電子元器件的焊接技術(shù)。 ●能正確搭接橋式整流電路。 ●會(huì)用萬用表測(cè)量整流、濾波電路的電量參數(shù)，能用示波器觀察波形8.1整流電路8.2濾波電路8.3穩(wěn)壓電路（選學(xué)）8.4技能實(shí)訓(xùn)8.1整流電路 整流電路的功能是將交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電，常用的整流電路有半波整流電路和橋式整流電路，其主要元器件是具有單向?qū)щ娦阅艿亩O管或晶閘管。

8.1.1半波整流電路

1．電路組成

2．整流原理（1）當(dāng)u2為正半周時(shí)，A端為正、B端為負(fù)，二極管VD承受正向電壓而導(dǎo)通，電流由A端→VD→RL→B端自上而下流過RL，在RL上獲得上正下負(fù)的電壓uL。若忽略二極管的正向壓降，此期間負(fù)載上的電壓uL=u2。（2）當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，A端為負(fù)、B端為正，二極管VD承受反向電壓而截止。若忽略二極管的反向漏電流，此期間無電流通過RL，負(fù)載上的電壓uL=0。

圖8.2半波整流電路

圖8.3半波整流波形

8.1.2橋式整流電路

1．電路結(jié)構(gòu)圖8.4橋式整流電路

2．整流原理（1）u2為正半周時(shí)，變壓器二次線圈的電壓極性為A正B負(fù)，此時(shí)二極管VDl和VD3正偏導(dǎo)通，二極管VD2和VD4受到反向電壓而截止。單向脈動(dòng)電流的流向?yàn)椋篈端→VD1→RL→VD3→B端，負(fù)載上電流方向從上到下，其脈動(dòng)電壓極性為上正下負(fù)。（2）u2為負(fù)半周時(shí)，變壓器二次線圈的電壓極性為B正A負(fù)，二極管VD2、VD4正偏導(dǎo)通，二極管VD1、VD3受到反向電壓而截止。單向脈動(dòng)電流的電流流向?yàn)椋築端→VD2→RL→VD4→A端，負(fù)載上的脈動(dòng)電壓極性仍為上正下負(fù)。圖8.5單相橋式電路的電流通路

3．負(fù)載上的直流電壓和電流 根據(jù)歐姆定律可求出負(fù)載上的直流電流IL，即8.2濾波電路

將脈動(dòng)直流電中的交流成分濾除掉，這一過程稱為濾波。

8.2.1電容濾波電路

1．電路組成 電容濾波是在整流電路輸出端并聯(lián)電容C，電路如圖8.8所示。

2．觀測(cè)電容濾波情況圖8.8橋式整流電容濾波電路圖8.9橋式整流電容濾波電路 電容濾波的效果與電容C的容量和負(fù)載電阻RL的阻值大小有關(guān)。C、RL越大的情況下，放電越慢，輸出電壓越平滑，輸出電壓的平均值也可得到提高。 圖8.10中曲線1、2是對(duì)應(yīng)不同容量濾波電容的曲線。 曲線1是濾波電容容量比較小的情況，曲線2是濾波電容的容量比較合適的情況，此時(shí)負(fù)載兩端電壓的平均值UL估算公式為

UL

=

1.2U2

圖8.10電容濾波輸出電壓波形

8.2.2電感濾波電路

1．電路組成 電感濾波電路如圖8.11所示，電感濾波電路中的電感L與負(fù)載RL串聯(lián)。圖8.11橋式整流電感濾波電路

2．工作原理 對(duì)于電感濾波電路，整流輸出電流的交流成分因其頻率較高就大部分降落在電感線圈上，而其中的直流成分由于其頻率為零所以感抗為零，則降壓在負(fù)載電阻RL兩端。 橋式整流電感濾波電路的輸出電壓波形如圖8.12所示。圖8.12橋式整流電感濾波輸出電壓波形

8.2.3

π形濾波電路圖8.13π形濾波電路8.3穩(wěn)壓電路（選學(xué)）

8.3.1穩(wěn)壓管并聯(lián)型穩(wěn)壓電路

1．電路組成圖8.14

硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路

2．穩(wěn)壓原理 當(dāng)輸入電壓UI升高或負(fù)載RL阻值變大時(shí)，將引起輸出電壓UL隨之增大。 那么穩(wěn)壓管的反向電壓Uz也會(huì)上升，從而引起穩(wěn)壓管電流Iz的急劇加大，流過限流電阻R的電流IR也加大，導(dǎo)致R上的壓降UR上升，從而抵消了輸出電壓UL的波動(dòng)。 反之，當(dāng)電網(wǎng)輸入電壓UI降低或負(fù)載RL阻值變小時(shí)，同理可分析出輸出電壓UL也能基本保持穩(wěn)定。

3．電路特點(diǎn) 該穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組件少，但輸出電壓由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值決定，不能調(diào)節(jié)且輸出電流也受穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流的限制，因此輸出電流的變化范圍較小，只適用于電壓固定的小功率負(fù)載且負(fù)載電流變化范圍不大的場(chǎng)合。

8.3.2集成穩(wěn)壓器 集成穩(wěn)壓器又稱三端穩(wěn)壓集成電路。 顧名思義，三端穩(wěn)壓集成電路是指這種集成電路只有三引腳，分別是輸入端、公共端和輸出端。 用集成穩(wěn)壓器來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。 集成穩(wěn)壓器有很多電子廠家生產(chǎn)，通常前綴為生產(chǎn)廠家的代號(hào)，如TA7805是東芝的產(chǎn)品，AN7909是松下的產(chǎn)品。 國產(chǎn)三端固定式穩(wěn)壓器分為正電壓輸出（78系列）和負(fù)電壓輸出（79系列）兩大類。

1．正電壓輸出集成穩(wěn)壓器

（1）集成穩(wěn)壓器介紹。1—輸入端2—輸出端3—公共端

圖8.15集成穩(wěn)壓器W78××外形圖圖8.16集成穩(wěn)壓器W78××的功能框圖（2）電路接法。圖8.17W78××基本應(yīng)用電路2．負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器

1—公共端2—輸入端3—輸出端圖8.19集成穩(wěn)壓器W79××外形圖圖8.20W79××基本應(yīng)用電路8.4技能實(shí)訓(xùn) 任務(wù)一焊接訓(xùn)練

1．實(shí)訓(xùn)目的（1）對(duì)焊接前的元器件進(jìn)行處理；（2）按工藝要求對(duì)元器件整形、手工插裝；（3）掌握手工焊接技能。

2．器材準(zhǔn)備 印制電路板、20W內(nèi)熱式電烙鐵、電阻器（10只），瓷片電容（5只）、電解電容（5只）、二極管（4只），三極管（4只）、焊錫絲若干。

3．實(shí)訓(xùn)相關(guān)知識(shí)（1）元器件引腳成形。圖8.24元器件引腳成形（2）元器件的插裝。圖8.25元器件的插裝（3）焊接方法。 ①烙鐵拿法。圖8.26手握烙鐵的方式

4．實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟（1）用棉花球沾少量無水乙醇或香蕉水對(duì)印制電路板焊盤、元器件引腳處理，去除氧化膜。（2）按元器件手工插裝的技術(shù)要求，插裝元器件。（3）預(yù)熱電烙鐵，并對(duì)電烙鐵頭進(jìn)行必要的處理。（4）按工藝要求焊接元器件。（5）剪腳并處理焊接好的印制電路板。

5．問題討論（1）當(dāng)焊點(diǎn)焊錫過多時(shí)，如何處理？（2）當(dāng)焊點(diǎn)表面有黑色松香燒焦物時(shí)，如何處理？（3）請(qǐng)寫出焊點(diǎn)出現(xiàn)虛焊的原因。 任務(wù)二直流穩(wěn)壓電源制作與性能測(cè)試（選做）

1．實(shí)訓(xùn)目的（1）熟悉集成穩(wěn)壓器的使用，安裝一臺(tái)三端可調(diào)式穩(wěn)壓電源。（2）對(duì)制作的穩(wěn)壓電源基本性能進(jìn)行檢測(cè)。

2．器材準(zhǔn)備 萬用表、集成穩(wěn)壓電路套件（見圖8.31）、電烙鐵、鑷子、剪線鉗、焊錫絲、導(dǎo)線若干。

3．實(shí)訓(xùn)相關(guān)知識(shí) 本實(shí)驗(yàn)使用的三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器LM317不僅輸出電壓可調(diào)，且穩(wěn)壓性能優(yōu)于固定式，被稱為第二代三端集成穩(wěn)壓器，它的外形結(jié)構(gòu)如圖8.29所示。

1—調(diào)整端2—輸出端3—輸入端圖8.29三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器外形

1腳為調(diào)整端，2腳為輸出端，3腳為輸入端。

LM317電路接法如圖8.30所示，

RP和Rl組成取樣電阻分壓器，接穩(wěn)壓器的調(diào)整端1腳，改變RP可調(diào)節(jié)輸出電壓UL的大小，輸出電壓在1.2～37V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。圖8.30三端可調(diào)式穩(wěn)壓器接線圖 輸入電壓接3腳，2腳輸出穩(wěn)定電壓。在輸入端并聯(lián)電容C1用于旁路輸