第十三章 直流穩(wěn)壓電源

102七月2023第十三章直流穩(wěn)壓電源

幾乎所有的電子電路都需要穩(wěn)定的直流電源，有的使用化學(xué)電源如電池、電瓶等，但大部分都使用交流電網(wǎng)供電。主要原因是傳輸方便、使用方便、價(jià)格便宜等，所以得到了廣泛的應(yīng)用。整流的主要元件是單向?qū)щ娫?

如二極管、晶閘管。逆變的主要元件是晶閘管。

一般交流電源和直流電源是可以互換的。從交流到直流的稱為整流，從直流到交流的稱為逆變。202七月2023直流穩(wěn)壓電源從工作狀態(tài)可分為：線性穩(wěn)壓電源開關(guān)穩(wěn)壓電源線性穩(wěn)壓電源——優(yōu)點(diǎn)：輸出平穩(wěn)，元件少。——缺點(diǎn)：效率低。開關(guān)穩(wěn)壓電源——優(yōu)點(diǎn)：效率高?！秉c(diǎn)：紋波大。下面我們討論線性穩(wěn)壓電源的組成部分及工作原理302七月2023半導(dǎo)體直流電源的原理框圖交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓ututututut1、整流變壓器：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓。2、整流電路：將交流電源電壓變換為單向脈動(dòng)電壓。3、濾波器：減小整流電壓的脈動(dòng)程度，以適合負(fù)載的需要。4、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，使直流輸出電壓穩(wěn)定。402七月2023§13–1單相半波整流電路整流電路：iD設(shè)變壓器副邊電壓為TrDR+ab~uuottuuoio

根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，在二極管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，負(fù)載兩端有輸出電壓；整流元件：1、電路2、工作原理

而在加反向電壓時(shí)二極管截止，負(fù)載得不到輸出電壓。

負(fù)載的電壓波形及電流波形見右下曲線圖。將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓的電路。是具有單向?qū)щ娔芰Φ亩O管或晶閘管。502七月20233、輸出直流電壓UO，直流電流IO

二極管只在半個(gè)周期能夠?qū)щ?，而?fù)載上得到的電壓是單一方向，大小隨時(shí)間而變的(單向脈動(dòng)電壓)。

對(duì)這種整流的輸出電壓，常用一個(gè)周期的平均值來表示它的大小。其平均值為：t0uTUo如果電路負(fù)載已知，則整流輸出電流的平均值為602七月20234、二極管的平均電流和最大反向電壓iDTrRab~uuoD二極管所承受的平均電流和最大反向電壓：例有一單相整流電路,負(fù)載電阻為750,變壓器副邊電壓為20V，試求Uo、Io及UDRM、并選用二極管。解查二極管參數(shù)(P358)，選用2AP4(16mA,50V)。為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。702七月2023~RLuo~RLuuoa~TrRLbuuo~RLuuo13-2、單相橋式整流電路

單相半波整流電路只利用了電源的半個(gè)周期，并且整流電壓的脈動(dòng)較大。為此常采用全波整流電路，最常見的就是單相橋式整流電路，它有四個(gè)二極管接成電橋的形式構(gòu)成。下圖給出了橋式整流電路的四種畫法。1、電路該電路的特點(diǎn)是：兩陰兩陽接負(fù)載，陰陽交會(huì)接電源。802七月2023

在變壓器副邊電壓u為正半周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通，而二極管D2、D4截止；uoa~TrRLbuD1D2D3D4uoa~TrRLbuD2D4t0u0T

當(dāng)副邊電壓u為負(fù)半周時(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通，而二極管D1、D3截止。2、橋式整流電路的工作原理t0uD2、D4通D1、D3通D1、D3通D2、D4通902七月20233、輸出直流電壓與直流電流TUot0u1027顛六鑄月健20希23t0u0uoa~TrRLbuD2D4t0uTD1、D3通D1、D3通D2、D4通D2、D4通uoa~TrRLbuD1D2D3D44、二擇極管沃的平今均電秘流和槐最大逮反向舊電壓1127慎六與月蟻20板23UUoIoUUoIoUUoUIo整流俯電壓拿平均獄值t0uot0uot0uo電傭路整流輸電壓仰波形二極雖管平霉均電娃流二極努管反福向電劈燕壓副邊鑰電流梁有效譽(yù)值常見直的幾范種整踏流電擁路1227尺六短月對(duì)20竊23從前警面的鑼討論紗得知哪，無貌論是容哪種預(yù)整流傍電路扭，其兩輸出猾電壓羊或電野流都唉存在昏著脈動(dòng)算現(xiàn)象。這棟在少烘數(shù)要帆求不癥高的某場合大，如濾電鍍帳、電植解以捆及直休流電先磁鐵屬等處筋可以鈔應(yīng)用露。而商各種積電子跑設(shè)備戰(zhàn)，都榮要求污平穩(wěn)懷的直偉流電暈源，廳因此宮要加磚濾波矮器以桿改善郵輸出擠波形韻的脈愧動(dòng)程偏度。婆對(duì)整價(jià)流電記路的雷濾波墓，一納方面對(duì)要盡亂量降憑低輸餃出電艱壓中濕的脈男動(dòng)成趙份，鎖另一拘方面做又要隊(duì)盡量僅保留陽其中免的直詠流成翻分，午使輸屆出電厘壓接挎近于乖理想娃的直撥流電嶄壓?！?鄰3-慰3濾波繭電路1327藝六汁月閉20織23濾波戀器的篇基本組成知元件是電容或電感。利知用它果們在供所供購給的尺能量末較多煉時(shí)儲(chǔ)化存一盈部分與能量猛，然討后再選逐漸塘釋放陡出來值，從漫而得糧到比弓較平浪滑的衛(wèi)波形征。下面痕介紹擴(kuò)幾種繁常用擊的濾印波電旗路從另瀉一個(gè)肝角度忠來看漢，是堆利用L、C對(duì)不煉同頻亡率所秒呈顯壘的不掏同阻祥抗，業(yè)將其恭合理聯(lián)地安珠排在冒電路揀中，裳就可弄以降孫低不太需要滅的交革流成維分，摟保留為直流扮成分游，達(dá)木到濾子波的腥目的。t0u§1要3-禿3濾波香電路1427甘六禍月弓20搖23TrDRLab~uC=uoCt0u0D截止D導(dǎo)通D導(dǎo)通D截止D導(dǎo)通t0u0電容濾波器的作用1、電緩路與疫工作河原理（1）未傲接電池容時(shí)捐的波眼形（2）接欺電容鄰以后根據(jù)籍以上順的分壓析，世負(fù)載踢上的侄電壓雅的脈烘動(dòng)程視度大價(jià)為減萍小，責(zé)對(duì)于聰全波抄及橋腦式整輛流電堂路，錦其原月理相番同，爐只是警波形冶更加搖平穩(wěn)尿。13筐.4、電孕容濾較波電肆路(C濾波捉器)1527緩六晝月項(xiàng)20委23在負(fù)博載不棉同的底情況咬下，禍取用章輸出觸電流Io愈大狂輸出網(wǎng)平均泄電壓Uo愈小勉。其想外特座性曲芹線如虧右圖鉛：采用電容梁濾波時(shí)，嘉輸出檔電壓的脈螞動(dòng)程征度與柄電容黃器的毅放電泳時(shí)間攀常數(shù)RLC有關(guān)譽(yù)，其供值愈鈔大則殃脈動(dòng)往程度賢就愈評(píng)小。韻一般款認(rèn)為或即可秒達(dá)到衡要求息，此駁時(shí)輸調(diào)出電僅壓Uo由下箭式估臟算：(半波)(全波)電容濾波士器輸出痕電壓午的脈心動(dòng)程霸度有羨所改祥善，境但帶言負(fù)載鄰能力無較差臥。IoUo01.4U電容濾波0.45U無電容濾波(RL=∞刺)1627休六咱月傲20巨23由于乞二極換管的悉導(dǎo)通臉時(shí)間放較短線，因覆此通蔽過二隸極管薪的的金電流殘峰值歐較大鋒，應(yīng)藍(lán)避免殊電流伍沖擊譜損壞塵二極若管；由于柜濾波晚電容始保持逆有電拴壓輸剝出，疫應(yīng)注旱意二園極管社截止聰時(shí)所況承受熟的最招高反押向電寬壓UDR遇M有所拼不同修，帶敢電容冰濾波映的半覆波整公流電錫路帶電示容濾青波的牲橋式華整流少電路UDR畝M不變熊；常用局電容度器一吊般在101~1燙03微法舒，視倍負(fù)載倦電流眼大小炕而定反。其猴耐壓稱值應(yīng)而大于粘輸出菊電壓分的最貴大值下，一龜般大盾容量榴電容牢具有奧極性擠。電容資濾波汪電路妹中元粗件的須選擇單：1727貫六炊月躬20錫23~TrRLuCL電感邪電容尿?yàn)V波井電路由于卸電感呈線圈罪對(duì)整君流電螞流的算交流票分量劇具有芒阻抗形，L比RL大得疤愈多祖則濾奔波效判果就舒愈好靈。一般供需要鍵線圈察的電暫感量華較大它，但蛛其直瞞流電溫阻也珍較大漁，因掏而會(huì)戒造成心輸出喉電壓授的下杠降。LC濾波爹器適鋒于電毫流較桌大、屢輸出游電壓勝脈動(dòng)馳很小淡的場燥合，茂更適壟合于付高頻貞濾波疫。13皺.5、電屯感電印容濾棗波器(L望C濾波違器)要進(jìn)搖一步磨減小屢輸出感電壓鴉的脈晴動(dòng)程義度，脅可在蠶濾波舅電容黨之前濫串入巨鐵心拆電感牢線圈L—克—即LC濾波您器。1827戲六通月振20新23-24VN2C1N3N13A2000F50VFU2C21A.047FFU12CZ124直流交流24V~220V如圖苗電源貝輸出椅電壓銜為24失V，電茅流為1.扇8A。變霧壓器資副繞棍組N3的電越壓約暗為20侍V，C2起抑殊制高和頻干勺擾作匯用；斑副繞橋組N2的電美壓為5.靜5V，供全照明識(shí)指示銷燈用此。直流24覆V電池持的極揪性可疤任意善接入兵。實(shí)際由電源竿舉例1927玩六半月閉20宵23RLUiC~UoIo經(jīng)整郵流和叨濾波聰后，筍雖脈風(fēng)動(dòng)程邊度有廊了最信大改捆善，圣但直燦流電逗壓幅斜度還闖會(huì)隨盛著電們網(wǎng)的雖波動(dòng)允或負(fù)膚載的標(biāo)變化條而變增化。如圖瓜采用橋式籮整流和電容瓜濾波，得退到直流晨電壓Ui，再糠經(jīng)過鼻限流丟電阻R和穩(wěn)頃壓管DZ，使膠負(fù)載膚得到笛一個(gè)嚇比較艷穩(wěn)定慣的直茅流電譯壓。穩(wěn)壓拾管穩(wěn)北壓電冰路§1肢3.膜6直流汪穩(wěn)壓趁電源一、帖電路、穩(wěn)介壓管巷穩(wěn)壓駁電路（并烘聯(lián)式拿穩(wěn)壓核電源濕）DZRIZ最簡統(tǒng)單的敗直流耗穩(wěn)壓死電源絹是利互用穩(wěn)堵壓管崇組成百的。2027用六彎月劈燕20斃23RLUiDZRC~UoIZIo穩(wěn)壓甘管穩(wěn)挨壓電損路保持隸負(fù)載扒電壓Uo近似六不變撥。當(dāng)電煎源電卡壓升懼高時(shí)當(dāng)負(fù)云載增嬌加時(shí)→保持口負(fù)載躍電壓Uo近似蘇不變泄。二、格工作紅原理u↑→Ui↑→Uo↑→IZ↑↑→UR↑→Uo↓（RL↓）→濤Io↑→UR↑→Uo↓→IZ↓↓→UR↓2127廟六聽月親20站23三、R的選捐擇RLUiDZRC~UoIZIo最壞絨的情殼況U(V)0.400.8-8-4I(mA)204010-20-1030-12反向正向IZm鎮(zhèn)axIZm撐in2227素六識(shí)月坊20霞23三、R的選頁擇RLUiDZRC~UoIZIoR稱為重限流見電阻百，也旋叫穩(wěn)猴壓電拔阻。最壞鞭的情粒況注意塵：R可能非無解蹦；同丸時(shí)注居意電喝阻的建功率作。2327擦六友月絡(luò)20蔬23四、DZ的選蠟擇：優(yōu)點(diǎn)損：結(jié)陸構(gòu)簡置單，扁調(diào)試身方便缺點(diǎn)誦：輸出UO不能養(yǎng)調(diào)整，輸出倚電流念受限，輸出電之壓的纖穩(wěn)壓牙性較咸差。效擔(dān)率很忙低RLUiDZRC~UoIZIo2427朽六灰月壩20厘23恒壓訊源RLUODZRFUZR2+UR++–R1RLUODZRFUZR2+UR++–R1反相杰輸入飯恒壓石源同相表輸入享恒壓塔源2527懲六磨月伙20郵23§1宗3.朋6.勤3串聯(lián)鍋型穩(wěn)般壓電迫路一、頸穩(wěn)壓叛管穩(wěn)洪壓電岡路的村缺點(diǎn)二、總串聯(lián)饅型晶公體管姨穩(wěn)壓艘電路市的引哄出UiDZRC~IZIoRLUoUoRL3、輸詞出穩(wěn)講定性天不高耍。2、工圈作電疊流小雕，帶楚負(fù)載劇差。1、輸派出電炎壓不所能任仔意調(diào)匹整。2627沃六挖月午20萬23UiDZRC~IZIoRLUoUoRLRLUODZC~UZRT1Io由于免晶體落管和嘆負(fù)載淋是串張聯(lián)的賴，所奇以稱罪為串怕聯(lián)型險(xiǎn)穩(wěn)壓荷電源五。T叫調(diào)鞠整管獲，二、夾串聯(lián)園型晶禾體管樹穩(wěn)壓院電路囑的引務(wù)出2727竊六咱月療20陣23RLUODZC~R1UZR2R1R2UfR4R3T1T2Io輸出悲電壓怎的求憶法三、攏具有副放大宴環(huán)節(jié)持的串鵲聯(lián)型騾晶體膛管穩(wěn)慰壓電蝦路的岸原理融圖2827然六姿月熱20激23四、鋤使用香運(yùn)算種放大陸器的憲串聯(lián)絡(luò)型穩(wěn)墾壓電俱源RLUODZR1UZR2R1R2U1R3TIo++–2927茫六百月躬20詠23§1哭3.屬7集成溫三端緒穩(wěn)壓忽電器穩(wěn)壓潑電源丈的應(yīng)走用場萍合相松當(dāng)廣扣泛，湯但分剛立件隙串聯(lián)寒型穩(wěn)棒壓電惡源及鄭由運(yùn)累放構(gòu)稱成的揚(yáng)穩(wěn)壓谷電源顛結(jié)構(gòu)迫比較籮復(fù)雜氧，還古要注貫意加最接保冰護(hù)電韻路。浴因此衣，單厲片集財(cái)成穩(wěn)途壓電簡源應(yīng)充運(yùn)而銷生并堅(jiān)且得祥到廣倦泛應(yīng)世用。訂基本藍(lán)可以柳做到句免調(diào)拉試，破且體辣積小松、可桌靠性慈高、短使用濤靈活技、價(jià)答格低沾廉。3027嫂六尿月烘20附23一、破外形綿圖和躍主要即參數(shù)123123W78159824型號(hào)W7805W7809W7812W7815Uo(V)591215UiMax(V)35ΔUMin2~3Iom(A)2.2Ro(Ω)0.03~0.15目前堪最普霉遍應(yīng)暑用的桂單片位穩(wěn)壓商電源煮是W（LM）78嫌00系列罵和W（LM）79混00系列門。其變內(nèi)部徹電路詠是在遙串聯(lián)踩型晶蘆體管電穩(wěn)壓勇電路保的基勸礎(chǔ)上每構(gòu)成贊的。畫只有圖三個(gè)篇引出襪端：享輸入反端1、輸金出端2和公賞共端3(俗稱阻三端串集成溉穩(wěn)壓撓器)。3127潛六艱月容20距23CiCoW7800123UiUo+–+–++CiCoW7900321UiUo++––++W7憐80北0系列穿為正生電源爹輸出砌，典攪型應(yīng)見用只言需在豈輸入魯端和停輸出劫端與員地之畜間各餓并聯(lián)奔一個(gè)匯電容送即可鄙。前摔者抵怨消較詳長輸級(jí)入線師的電站感效姥應(yīng)，箱防止漂產(chǎn)生交自激授振蕩史。后劣者用磨于吸帽收負(fù)采載突政變所堪