《直流稳压电源》ppt课件

1、第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源4.1 4.1 整流电路整流电路4.2 4.2 滤波电路滤波电路4.3 4.3 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路4.4 4.4 串联型稳压电路串联型稳压电路4.5 4.5 集成稳压电源集成稳压电源4.1 4.1 整流电路整流电路4.1.1 4.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路 1 1任务原理任务原理 单相半波整流电路如图单相半波整流电路如图42(a)42(a)所示。所示。它是最简单的整流电路，由整流变压器、它是最简单的整流电路，由整流变压器、整流二极管整流二极管D D及负载电阻及负载电阻RLRL组成。其中组成。其中u1u1、u2u2分别为整流变压器

2、的原边和副边交流电分别为整流变压器的原边和副边交流电压。压。在负载电阻在负载电阻RLRL得到的是如图得到的是如图4 42 (b)2 (b)所示的单向脉动电压。所示的单向脉动电压。 下一页 前往4.1 4.1 整流电路整流电路2 2参数计算参数计算 (1)(1)负载上电压平均值和电流平均值。负载上电压平均值和电流平均值。 下一页上一页前往2022212sin() ()220.450.45OOOLLUUt dtUUUUIRR4.1 4.1 整流电路整流电路(2)(2)整流二极管的电流平均值和接受的最高反向电压。整流二极管的电流平均值和接受的最高反向电压。 下一页上一页前往2220.452ODOLL

3、DRMMUUIIRRUUU4.1 4.1 整流电路整流电路4.1.24.1.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路 1 1任务原理任务原理 单相桥式整流电路是由四个整流二极单相桥式整流电路是由四个整流二极管接成电桥的方式构成的，如图管接成电桥的方式构成的，如图43(a)43(a)所示。图所示。图43(b)43(b)所示为单相桥式整流电所示为单相桥式整流电路的一种简便画法。路的一种简便画法。 无论电压无论电压u2u2是在正半周还是在负半周，是在正半周还是在负半周，负载电阻负载电阻RLRL上都有一样方向的电流流过。上都有一样方向的电流流过。因此在负载电阻因此在负载电阻RLRL得到的是单向脉动电压得到的

4、是单向脉动电压和电流，忽略二极管导通时的正向压降，和电流，忽略二极管导通时的正向压降，那么单相桥式整流电路的波形如图那么单相桥式整流电路的波形如图4545所所示。示。下一页上一页前往4.1 4.1 整流电路整流电路2 2参数计算参数计算(1)(1)负载上电压平均值和电流平均值。负载上电压平均值和电流平均值。 下一页上一页前往2220212 22sin() ()0.90.9OOOLLUUt dtUUUUIRR4.1 4.1 整流电路整流电路(2)(2)整流二极管的电流平均值和接受的最高反向电压。整流二极管的电流平均值和接受的最高反向电压。3 3整流变压器副边电压有效值和电流有效值。整流变压器副边

5、电压有效值和电流有效值。下一页上一页前往22210.4522DOLDRMMUIIRUUU22221.10.91.11.1OOOLLUUUUUIURR4.1 4.1 整流电路整流电路常见的几种整流电路如表常见的几种整流电路如表4141所示。所示。 由表由表4141可见，半被整流电路的输出电压相对较低，且可见，半被整流电路的输出电压相对较低，且脉动大。两管全波整流电路那么需求变压器的副边绕组具有脉动大。两管全波整流电路那么需求变压器的副边绕组具有中心抽头，且两个整流二极管接受的最高反向电压相对较大，中心抽头，且两个整流二极管接受的最高反向电压相对较大，所以这两种电路运用较少。桥式整流电路的优点是输

6、出电压所以这两种电路运用较少。桥式整流电路的优点是输出电压高，电压脉动较小，整流二极管所接受的最高反向电压较低，高，电压脉动较小，整流二极管所接受的最高反向电压较低，同时因整流变压器在正负半周内部有电流供应负载，整流变同时因整流变压器在正负半周内部有电流供应负载，整流变压器得到了充分的利用，效率较高。因此桥式整流电路在半压器得到了充分的利用，效率较高。因此桥式整流电路在半导体整流电路中得到了广泛的运用。桥式整流电路的缺陷是导体整流电路中得到了广泛的运用。桥式整流电路的缺陷是二极管用的较多。二极管用的较多。 上一页前往4.2 4.2 滤波电路滤波电路 滤波电路利用电容或电感在电路中的储能作用，当

7、电源滤波电路利用电容或电感在电路中的储能作用，当电源电压电压( (或电流或电流) )添加时，电容添加时，电容( (或电感或电感) )把能量储存在电场把能量储存在电场( (或磁或磁场场) )个；当电源电压个；当电源电压( (或电流或电流) )减小时，又将储存的能量逐渐释减小时，又将储存的能量逐渐释放出来，从而减小了输以电压放出来，从而减小了输以电压( (或电流或电流) )中的脉动成分得到中的脉动成分得到比较平滑的直流电压。适用滤波电路的方式很多，如电容滤比较平滑的直流电压。适用滤波电路的方式很多，如电容滤波、电感滤波、复式滤波电路波、电感滤波、复式滤波电路( (包括倒包括倒L L型、型、RcRc

8、型、型、LCLC型滤波型滤波) )等，如图等，如图4848所示。所示。下一页 前往4.2 4.2 滤波电路滤波电路 4.2.14.2.1电容滤波电路电容滤波电路 图图4949所示为单相桥式整流电容滤波所示为单相桥式整流电容滤波电路。电路。采用电容滤波后：采用电容滤波后： (1)(1)负载直流平均电压升高，脉动程负载直流平均电压升高，脉动程度大大降低。度大大降低。 (2)(2)负载电压平均值有所提高。负载电压平均值有所提高。(3)(3)二极管导通时间减小，导通角二极管导通时间减小，导通角总是小于总是小于。 (4)(4)外特性变差。外特性变差。 下一页上一页前往4.2 4.2 滤波电路滤波电路 4

9、.2.24.2.2电感滤波电路电感滤波电路 电感滤波电路如图电感滤波电路如图412412所示，即在所示，即在整流电路与负载电阻之间串联一个电感器整流电路与负载电阻之间串联一个电感器L L。由于在电流变化时电感线圈中将产生。由于在电流变化时电感线圈中将产生自感电动势来阻止电流的变化，使电流脉自感电动势来阻止电流的变化，使电流脉动趋于平缓，起到滤波作用。动趋于平缓，起到滤波作用。下一页上一页前往4.2 4.2 滤波电路滤波电路 4.2.34.2.3复式滤波电路复式滤波电路 图图413413所示是所示是LCLC型滤波电路，它由型滤波电路，它由电感滤波和电容滤波组成。电感滤波和电容滤波组成。 图图4

10、41414所示是所示是LCLC型滤波电路，可型滤波电路，可看成是电容滤波和看成是电容滤波和LCLC型滤波电路的组合。型滤波电路的组合。图图415415所示是所示是RCRC型滤波电路，选型滤波电路，选用电阻器用电阻器R R来替代电感器来替代电感器L L。 当运用一级复式滤波达不到对输出电当运用一级复式滤波达不到对输出电压的平滑性要求时，可以增添级数，如图压的平滑性要求时，可以增添级数，如图416416所示。所示。上一页前往4.3 4.3 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路 所谓稳压电路所谓稳压电路, ,就是当电网电压动摇或负载发生变化时就是当电网电压动摇或负载发生变化时, ,能使输出电压稳定的电路

11、。最简单的直流稳压电源是硅稳压能使输出电压稳定的电路。最简单的直流稳压电源是硅稳压管稳压电路。管稳压电路。图图417417是利用硅稳压管组成的简单稳压电路。电阻是利用硅稳压管组成的简单稳压电路。电阻R R是是用来限制电流，使稳压管电流用来限制电流，使稳压管电流IzIz不超越允许值，另一方面还不超越允许值，另一方面还利用它两端电压升降使输出电压利用它两端电压升降使输出电压UOUO，趋于稳定。稳压管，趋于稳定。稳压管V V反并反并在直流电源两端，使它任务在反向击穿区。经电容滤波后的在直流电源两端，使它任务在反向击穿区。经电容滤波后的直流电压经过电阻器直流电压经过电阻器R R和稳压管和稳压管V V组

12、成的稳压电路接到负载上。组成的稳压电路接到负载上。这样，负载上得到的就是一个比较稳定的电压这样，负载上得到的就是一个比较稳定的电压UOUO。 下一页 前往4.3 4.3 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路 1 1、稳压电路的任务原理、稳压电路的任务原理 稳压过程可表示成：稳压过程可表示成：电源电压电源电压u2UiULIZI=Iz+IOu2UiULIZI=Iz+IO URUO URUO稳定稳定RLIOI=Iz+IOURUOIZRLIOI=Iz+IOURUOIZ I=Iz+IOURUO I=Iz+IOURUO稳定稳定下一页上一页前往4.3 4.3 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路 2 2、稳压元件的

13、选择、稳压元件的选择 选择稳压管的最大稳定电流时要留有余地，普通取稳压选择稳压管的最大稳定电流时要留有余地，普通取稳压管的最大稳定电流是输出电流的二至三倍。在稳压调整过程管的最大稳定电流是输出电流的二至三倍。在稳压调整过程中，限流电阻中，限流电阻R R是实现稳压的关键，限流电阻值的选取就非常是实现稳压的关键，限流电阻值的选取就非常重要，必需满足两个条件：重要，必需满足两个条件： 上一页前往4.4 4.4 串联型稳压电路串联型稳压电路 串联型直流稳压电路的根本原理图如图串联型直流稳压电路的根本原理图如图417417所示。整个所示。整个电路由四部分组成：电路由四部分组成：(1)(1)取样环节。取样

14、环节。 (2)(2)基准电压。基准电压。 (3)(3)比较放大环节。比较放大环节。 (4)(4)调整环节。调整环节。 下一页 前往4.4 4.4 串联型稳压电路串联型稳压电路 电路的任务原理如下：电路的任务原理如下： 比较放大环节也可采用集成运算放大器，如图比较放大环节也可采用集成运算放大器，如图418418所示。所示。 上一页前往UOUfIB2IC2UC2IB1UCE1UO4.5 4.5 集成稳压电源集成稳压电源 集成稳压器的种类很多，作为小功率的直流稳压电源，集成稳压器的种类很多，作为小功率的直流稳压电源，运用最为普遍的是三端式串联型集成稳压器。三端式是指稳运用最为普遍的是三端式串联型集成

15、稳压器。三端式是指稳压器仅有输入端、输出端和公共端三个接线端子。压器仅有输入端、输出端和公共端三个接线端子。图图419419给出其外形图，给出其外形图，a a图为金属壳封装，图为金属壳封装，b b图图为塑料封装，图为塑料封装，图420420为它们的电路符号。为它们的电路符号。下一页 前往4.5 4.5 集成稳压电源集成稳压电源 4.5.14.5.1三端集成稳压器的构造和参数三端集成稳压器的构造和参数三端集成稳压器的内部原理框图如图三端集成稳压器的内部原理框图如图421421所示。可见它也是采用了串联式稳所示。可见它也是采用了串联式稳压电源的电路，并添加了启动电路和维护压电源的电路，并添加了启动

16、电路和维护电路，运用时更加可靠。为了使集成稳压电路，运用时更加可靠。为了使集成稳压器长期正常地任务，应保证其良好地散热器长期正常地任务，应保证其良好地散热条件，金属壳封装的普通输出电流比较大，条件，金属壳封装的普通输出电流比较大，运用时要加上足够面积的散片。运用时要加上足够面积的散片。下一页 前往上一页4.5 4.5 集成稳压电源集成稳压电源 集成稳压器的主要参数有：集成稳压器的主要参数有：1 1最大输入电压最大输入电压UimaxUimax，当整流滤波电路输出电压超，当整流滤波电路输出电压超越越UimaxUimax时，能够使稳压器的输出电压不能稳定在额定值。时，能够使稳压器的输出电压不能稳定在

17、额定值。2 2输出电压输出电压UOUO，三端集成稳压器分为固定正输出和固，三端集成稳压器分为固定正输出和固定负输出两类。定负输出两类。3 3最大输出电流最大输出电流I0maxI0max，不同型号的三端集成稳压器，不同型号的三端集成稳压器IomaxIomax为为0.20.22A2A。下一页 前往上一页4.5 4.5 集成稳压电源集成稳压电源 4.5.24.5.2三端集成稳压器的运用三端集成稳压器的运用 、根本稳压电路。、根本稳压电路。三端集成稳压器的根本稳压电路图三端集成稳压器的根本稳压电路图422422所示，运用时根据输也电压和输出所示，运用时根据输也电压和输出电流来选择稳压器的符号。电流来选

18、择稳压器的符号。下一页 前往上一页4.5 4.5 集成稳压电源集成稳压电源 、可同时输出正负电压的电路、可同时输出正负电压的电路用两个三端集成稳压器按图用两个三端集成稳压器按图423423衔接电路，假设选用输衔接电路，假设选用输出电压大小一样、极性相反的三端集成稳压器，那么可同时出电压大小一样、极性相反的三端集成稳压器，那么可同时输出正负对称的电源。输出正负对称的电源。3 3扩展输出电流的扩展输出电流的当负载所需电流大于稳压器的最大输出电流时，可外接当负载所需电流大于稳压器的最大输出电流时，可外接功率管采扩展输出电流，如图功率管采扩展输出电流，如图424424所示。所示。 下一页 前往上一页4.5 4.5 集成稳压电源集成稳压电源 4.5.34.5.3三端可调集成稳压器三端可调集成稳压器 三端可调集成稳压器的典型运用电路三端可调集成稳压器的典型运用电路如图如图425425所示。所示。 调理调理RPRP即改动了即改动了R2R2值就可实现输值就可实现输出电压的调理。出电压的调理。前往上一页)1 (12RRUUREFO图图4 42 2 单相半波整流电路及其输出单相半波整流电路及其输出电压波形电压波形 a a单相半波整流电路；单相半波整流电路；b b单相半波整流电路的输入、输出电单相半波整流电路的输入、输出电压波形压波形前往图图4 43 3 单相桥式整流