集成直流稳压电源教学PPT

1、一、直流稳压电源的组成和功能一、直流稳压电源的组成和功能二、单相整流电路二、单相整流电路三、滤波电路三、滤波电路四、稳压电路四、稳压电路五、集成稳压电源五、集成稳压电源第九章第九章 集成直流稳压电源集成直流稳压电源 电源变压器电源变压器: 将交流电网电压将交流电网电压u1变为合适的交流电压变为合适的交流电压u2。 整流电路整流电路: 将交流电压将交流电压u2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压u3。 滤波电路滤波电路: 将脉动直流电压将脉动直流电压u3转转变为平滑的直流电压变为平滑的直流电压u4。 稳稳压电路压电路: 清除电网波动及负载变化的影响清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压保持输

2、出电压uo的稳定。的稳定。直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u3u4uo8.1 单相整流滤波电路单相整流滤波电路1、半波整流电路、半波整流电路二极管导通，忽略二二极管导通，忽略二极管正向压降，极管正向压降， uo=u2u1u2atbdrluo二极管截止二极管截止, uo=0+io+u2 0 时时:u20 时时d1,d4导通导通d2,d3截止截止电流通路电流通路:a d1rld4bu20 时时d2,d3导通导通d1,d4截止截止电流通路电流通路

3、:b d2rld4a单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形u2d3d2d1d4rluoab整流输出电压平均值：整流输出电压平均值： uo=0.9u2负载电流平均值负载电流平均值:io= uo /rl =0.9 u2 / rl 二极管平均电流：二极管平均电流：id=io/2二极管最大反向电压：二极管最大反向电压：rm22uuu2ttud2,ud3ud1,ud4tuo集集 成成 硅硅 整整 流流 桥桥u2uo+ +- +odii2122uurm例如：例如： 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每

4、只整流二极管的平均电流因此，流过每只整流二极管的平均电流 id是负载平均电是负载平均电流的一半。流的一半。二极管截止时两端承受的最大反向电压：二极管截止时两端承受的最大反向电压：选择整流管的主要依据选择整流管的主要依据： 平均电流平均电流(id)与反向峰值电压与反向峰值电压(urm) 。（选购时：二极管额定电流（选购时：二极管额定电流 2id)（选购时：（选购时：最大反向电压最大反向电压 2urm)二、滤波电路二、滤波电路滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点: 电容与负载电容与负载 rl 并联，或并联，或电感与负载电感与负载rl串联。串联。交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤

5、波直流直流电压电压rllrlc1. 电容滤波电路电容滤波电路以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。其电路如图所示。(1)电容滤波原理电容滤波原理a桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路u1u2u1bd4d2d1d3rluoscrl接入（且接入（且rlc较大）时较大）时 (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻)u1u2u1bd4d2d1d3rluoscu2tuot无滤波电容无滤波电容时的波形时的波形加入滤波电容加入滤波电容时的波形时的波形近似估算近似估算: uo=1.2u2 io= uo/rl(b) 流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大rl

6、c 越大越大 uo越高越高负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短整流管导电时间越短 id的峰值电流越大的峰值电流越大电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(a) 输出电压平均值输出电压平均值uo与时间常数与时间常数 rlc 有关有关rlc 愈大愈大 电容器放电愈慢电容器放电愈慢 uo(平均值平均值)愈大愈大(c) 二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压22uurm一般取一般取)53(tcrl-(t:电源电压的周期电源电压的周期)22、其它形式滤波电路、其它形式滤波电路： 电感滤波电路电感滤波电路电路结构电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感在桥式整流电路

7、与负载间串入一电感l就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。u2u1rlluo电感滤波原理电感滤波原理对谐波分量对谐波分量: f 越高，越高，xl 越大越大,电压大部分降在电压大部分降在xl上。上。 因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。uo=0.9u2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：为：u2u1rlluo对直流分量对直流分量: xl=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在rl上上rc 型型滤波器：滤波器：改善滤波特性的方法：改善滤波特性的方法：采取多级滤波采取多级滤波uoru2u

8、1c1c2uo1 rlrc 型型滤波器滤波器将将rc 型型滤波器中的电阻换为电感，滤波器中的电阻换为电感，变为变为lc 型型滤波器滤波器稳压电路的作用稳压电路的作用: :交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波有波纹的有波纹的直流电压直流电压稳压稳压直流直流电压电压 8.2 线性集成稳压器线性集成稳压器1234cdzlu2+uoruzulur一、硅稳压管稳压电路一、硅稳压管稳压电路1 1、稳压电路：、稳压电路： 利用稳压二极管的反向击穿特性。利用稳压二极管的反向击穿特性。 2. 2. 稳压原理稳压原理稳压过程：（1）负载rl值不变，交流电网电压波动时：lrzlouuiiuuu2

9、（2）电网电压不变，负载电流变化时：由于负载值变，而造成负载电流变：lrzlrluuiiuuii1234cdzlu2+uoruzulur稳压电阻稳压电阻 稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻特性的动态电阻有关，与稳压电阻r的阻值大小有关。的阻值大小有关。稳压二极管的动态电阻越小，稳稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻压电阻r越大越大，稳压性能越好。，稳压性能越好。稳压电阻稳压电阻r 的作用的作用将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化，将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化，从而起到调节作用，同时从而起到调节作用，同

10、时r也是限流电阻。也是限流电阻。 显然显然r 的数值越大，较小的数值越大，较小iz的变化就可引起足够大的的变化就可引起足够大的vr变化，就可达到足够的稳压效果。但变化，就可达到足够的稳压效果。但r 的数值越大，就的数值越大，就需要较大的输入电压需要较大的输入电压vi值，损耗就要加大。值，损耗就要加大。二、串联型稳压电源二、串联型稳压电源ruruiorlu稳压思路为： 利用ur来实现uo基本不变。 即：当 （自动） rouuou 当 （自动） rouuou问题关键：用什么来代替r实现自动调整呢？串联型晶体管稳压电路： 1234+r4t1t2uzr1r2r1r2rlr3ceuuruo2ce1p/+

11、-整流滤波稳压负载（输出）+ui- -取取样样电电路路调整管调整管比较放比较放大电路大电路基准电压基准电压r1r2r1r2urop/fu由r1r2rp组成了分压器。（rp可分为r1和r2）作用： 将u0分压后的一部份取出送到t2晶体管的输入基极端。 采样大小为： fpourrrrru2112)(当u0变化时uf也随之变化。 分析： （1） 采样电路：1234+r4t1t2uzr1r2r1r2rlr3ceuuruo2ce1p/+-整流滤波稳压负载（输出）（2）基准电压电路：uzr3dzr3与dz首先是电路的简单稳压电路。故uz是不变的，称为基准电压。 1234+r4t1t2uzr1r2r1r2r

12、lr3ceuuruo2ce1p/+-整流滤波稳压负载（输出）（3）比较放大电路： t2be2uuce2 由电路知ube2=ufuz并且ube2变化是随着u0变化的。由于ube2变化非常小，所以再利用t2 放大后的uce2送往t1管的基极。 1234+r4t1t2uzr1r2r1r2rlr3ceuuruo2ce1p/+-整流滤波稳压负载（输出）（4） 调整电路： 即自动电压调整电路。 t1uce1调整过程：当 1111222bebceobccbefouiuuuuiuuu8+uo- -+ui- -rlv1+uce - -uzuf 串联型稳压电路： 常用的集成三端稳压器的类型常用的集成三端稳压器的类

13、型类型：类型：w7800系列系列 稳定正电压稳定正电压w7805 输出输出+5v w7809 输出输出+9v w7812 输出输出+12v w7815 输出输出+15v w7900系列系列 稳定负电压稳定负电压w7905 输出输出-5v w7909 输出输出-9v w7912 输出输出-12v w7915 输出输出-15v三、集成三端稳压器三、集成三端稳压器1端端: 输入端输入端2端端: 公共端公共端3端端: 输出端输出端w7800系列稳压器外形及典型接线图系列稳压器外形及典型接线图123+_w7805ui+_uo132ci0.11 fco1f+10v+5v注意：注意：输入与输出端输入与输出端 之间的电压不之间的电压不 得低于得低于3v！1端端: 公共端公共端2端端: 输入端输入端3端端: 输出端输出端w7900系列稳压器外形及典型接线图系列稳压器外形及