第九章穩(wěn)壓電路

第九章穩(wěn)壓電路第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。濾波電路:將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定?！?.1直流穩(wěn)壓電源的組成和功能第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日整流電路的任務(wù)：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。為分析簡單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大?！?.2單相整流電路第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日§9.2.1單相半波整流電路的工作原理u2>0時，二極管導(dǎo)通。iLu1u2aTbDRLuo忽略二極管正向壓降：

uo=u2u1u2aTbDRLuoiL=0u2<0時，二極管截止,輸出電流為0。uo=0第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日uo(4)輸出電壓平均值（Uo）：(1)輸出電壓波形：u1u2aTbDRLuoiL(3)二極管上承受的最高電壓：(2)二極管上的平均電流：ID=IL第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日§9.2.2單相全波整流電路的工作原理u1u2aTbD1RLuoD2u2iL(4)uo平均值Uo：Uo=0.9U2(1)輸出電壓波形：(2)二極管上承受的最高電壓：uo(3)二極管上的平均電流：第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日§9.2.3單相橋式整流電路的工作原理橋式整流電路+-u2正半周時電流通路u1u2TD4D2D1D3RLuo第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日橋式整流電路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2負(fù)半周時電流通路第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日u2>0時D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止電流通路:A

D1RLD3Bu2<0時D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止電流通路:BD2RLD4A輸出是脈動的直流電壓！u2橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLuoAB第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日幾種常見的硅整流橋外形：+AC-~+~-~+-~第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日§9.2.4整流電路的主要參數(shù)1.整流輸出電壓平均值（Uo）全波整流時，負(fù)載電壓Uo的平均值為:負(fù)載上的(平均)電流:一、整流輸出電壓的平均值與脈動系數(shù)整流輸出電壓的平均值Uo和輸出電壓的脈動系數(shù)S是衡量整流電路性能的兩個主要指標(biāo)。第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日

S定義：整流輸出電壓的基波峰值Uo1m與平均值Uo之比。2.脈動系數(shù)Ｓ用傅氏級數(shù)對全波整流的輸出uo

分解后可得:第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日平均電流(ID)與反向峰值電壓(URM)是選擇整流管的主要依據(jù)。例如：在橋式整流電路中，每個二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過每只整流二極管的平均電流ID

是負(fù)載平均電流的一半。二極管截止時兩端承受的最大反向電壓：二、平均電流與反向峰值電壓第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日濾波電路的結(jié)構(gòu)特點:電容與負(fù)載RL并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。交流電壓脈動直流電壓整流濾波直流電壓原理：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,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。§9.3濾波電路第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日§9.3.1電容濾波電路以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。一、濾波原理橋式整流電容濾波電路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日1.RL未接入時(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)t1時刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒有電容時的輸出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日2.RL接入（且RLC較大）時(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot電容通過RL放電，在整流電路電壓小于電容電壓時，二極管截止，整流電路不為電容充電，uo會逐漸下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日輸出波形隨負(fù)載電阻RL或C的變化而改變,Uo

和S也隨之改變。如:RL愈小(IL

越大),Uo下降多,S增大。結(jié)論：電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流較小且負(fù)載變動不大的場合。(3)輸出特性(外特性)uo電容濾波純電阻負(fù)載1.4U20.9U20IL第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日§9.3.2電感濾波電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L就構(gòu)成了電感濾波電路。電感濾波電路u2u1RLLuo第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日一、濾波原理對直流分量:

XL=0相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波分量:

f越高，XL越大,電壓大部分降在XL上。

因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。Uo=0.9U2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：u2u1RLLuo第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、電感濾波的特點整流管導(dǎo)電角較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，適用于低電壓大電流(RL較小)的場合。缺點是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。u2u1RLLuo第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日*§9.3.3其他形式的濾波電路改善濾波特性的方法：采取多級濾波。如：L-C型濾波電路：在電感濾波后面再接一電容。RC–型濾波電路：在電容濾波后再接一級RC濾波電路。性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似。LC–

型濾波電路：在電容濾波后面再接L-C型濾波電路。第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日uoRu2u1C1C2uo1′RL一、RC–型濾波電路第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日§9.5.1串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路一、電路結(jié)構(gòu)的一般形式1.串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路的基本形式負(fù)載電流的變化量可以比穩(wěn)壓管工作電流的變化量擴(kuò)大（1+）倍。TUORL+–+–UZUIiRiZiL實際上是射極輸出器，Uo=UZ-UBE

。但帶負(fù)載的能力比穩(wěn)壓管強(qiáng)。第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日TUORL+–+–UZUIiRiZiL串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路的基本形式兩個主要缺點：(1)穩(wěn)壓效果不好。Uo=UZ–UBE(2)輸出電壓不可調(diào)。改進(jìn)的方法：在穩(wěn)壓電路中引入帶電壓負(fù)反饋的放大環(huán)節(jié)。第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形123§9.6集成穩(wěn)壓電路第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日注：型號后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值輸出電壓額定電壓值有:5V、9V、12V、18V、24V等。三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負(fù)穩(wěn)壓W79XX§9.6.2集成穩(wěn)壓電源的分類第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日一、輸出為固定電壓的電路§9.6.2應(yīng)用電路輸出為固定正壓時的接法如圖所示。注意：輸入與輸出端之間的電壓不得低于3V！+_W7800系列穩(wěn)壓器基本接線圖CoW7800CIUI+_Uo1320.1~1F1μF第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、輸出正負(fù)電壓的電路正負(fù)電壓同時輸出電路W78XXCIUI+_UO132+_CIW79XX13COCO2UO第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日COW78XXCIUI+_+_UO132UXXUZRDZUXX:為W78XX固定輸出電壓UO=UXX+UZ三、提高輸出電壓的電路第三十頁，共三十二頁，2022年，8月28日四、輸出電壓可調(diào)式電路用三端穩(wěn)壓器也可以實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，下圖是用W7805組成的7－30V可調(diào)式穩(wěn)壓電源。W7805132R1CICoUI7623