电子技术新直流电源（课堂PPT）

1、.1第 4 章直流电源.2第第 4 章章 直流电源直流电源第第 1 节节 单相整流电路单相整流电路第第 2 节节 三相整流电路三相整流电路第第 3 节节滤波电路滤波电路第第 4 节节稳压电源稳压电源第第 5 节节集成稳压器集成稳压器重 点 串联型稳压电路的结构和稳压原理 集成稳压电路.3第第1节节 单相整流电路单相整流电路整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u3u4uo整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路 1.变压变压 合适工作电压合适工作电压 元件耐压元件耐压, 安全隔离安全隔离 2.整流整流 交流交流直流脉动电压直流脉动电

2、压 3.滤波滤波 直流脉动电压直流脉动电压平滑直流电压平滑直流电压 去交流成分去交流成分 4.稳稳压压 稳定输出电压稳定输出电压 合适的直流电压合适的直流电压, 电网波动，负载变化电网波动，负载变化 抑制纹波抑制纹波 进一步去交流成分进一步去交流成分.4半波、全波、桥式、半波、全波、桥式、倍压整流等倍压整流等小功率单相小功率单相三相半波、全波、桥式等三相半波、全波、桥式等大功率三相供电平衡大功率三相供电平衡电路类型电路类型任务任务 利用二极管的单向导电性，交流利用二极管的单向导电性，交流直流直流分析要点分析要点1. 正弦电压正负半周二极管的通断分析正弦电压正负半周二极管的通断分析,电流通过路经

3、电流通过路经2. 交流电压有效值交流电压有效值U2与直流电压平均值与直流电压平均值Uo的定量关系的定量关系3. 二极管参数选择二极管参数选择.5一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路正半周正半周 u20时，时，二极管导通二极管导通忽略二极管正向压降忽略二极管正向压降 u0=u2 波形相同波形相同。二极管二极管导通导通/截止截止i0u1u2aTbDRLu0+ -_ +负半周负半周 u20时时二极管截止：二极管截止： u0=01.工作原理工作原理2.输出电压定量计算输出电压定量计算 直流平均值直流平均值3.二极管参数计算二极管参数计算二极管上的平均电流二极管上的平均电流 ID=I0=U0/RL二

4、极管上承受的最高电压二极管上承受的最高电压.6整流工作过程整流工作过程u1u2RLu2二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路u0的平均值的平均值U0：U0=0.9U2二极管上承受二极管上承受的最高电压：的最高电压：2RMU22U= =二极管上的平均电流：二极管上的平均电流：0DI21I= =输出电压波形：输出电压波形：.7三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路桥式整流电路桥式整流电路+-u2正半周时正半周时电流通路电流通路D D1-R-RL-D-D3u1u2TD4D2D1D3RLu0u2负半周时负半周时电流通路电流通路D D2-R-RL-D-D4-+u2ttuD4,uD2uD3,uD1tu

5、ou0平均值平均值U0U0=0.9U2二极管上承受的二极管上承受的最高电压最高电压2RMU2U= =二极管上的平均电流二极管上的平均电流0DI21I= =.8几种常见的硅整流桥几种常见的硅整流桥+ A C -+- + - .9平均电流平均电流(ID)与反向峰值电压与反向峰值电压(URM)是选择整是选择整流管的主要依据。流管的主要依据。L2oD0.4521RUII=2RM2UU=例如，例如， 在桥式整流电路中，每个二极管只有在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流流 ID是负载平均电流的一半。是负载平均电流的一半。二极

6、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：整流电路中整流管的选择整流电路中整流管的选择.10例：例：已知交流电压已知交流电压U1=220V，负载电阻，负载电阻RL=50 ，采用单相桥式整，采用单相桥式整流电路供电，要求输出电压流电路供电，要求输出电压Uo=24V，试问：，试问：（1）如何选择二极管？（）如何选择二极管？（2）求整流变压器的变比及容量。）求整流变压器的变比及容量。解：解：mAVRUoIoILD240502242121=VVUVVUUDRMo4 .413 .2923 .291 . 19 . 024%1109 . 02=查手册：查手册：2CZ54C，IM=5

7、00mA，URM=100VVAAIUSAmAmAIIKo53.1553. 03 .2953. 03 .5339 . 04809 . 05 . 73 .29220222=.11第第2节节 三相整流电路三相整流电路一、三相桥式整流电路一、三相桥式整流电路.12二、工作原理二、工作原理.13三、参数计算三、参数计算U0=2.34U21、平均电压：、平均电压：2、平均电流：、平均电流：3、二极管的平均电流：、二极管的平均电流：4、二极管承受的最高反向电压：、二极管承受的最高反向电压：L2oD0.7831RUII=L2o2.34RUI =2RM6UU=.14表4.2-1 几种常见的整流电路U2U2U2U

8、2U2IoIoIoIoIoU2U2U2U2U2.15第第3节节 滤波电路滤波电路滤波原理滤波原理:交流电经整流电路整流后输出的是脉动直流，交流电经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件储能元件电容电容两端的电压两端的电压(或通过或通过电感电感中的电流中的电流)不不能突变的特性能突变的特性, 将将电容电容与负载与负载RL并联并联(或将或将电感电感与与负载负载RL串联串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的份，保留其直流成份，达到平滑输出电压

9、波形的目的。目的。XL= L，XC=1/( C) L串联串联,C并联并联.16一、电容滤波电路一、电容滤波电路u0tu2t.17一般取一般取2T5)(3CRLd = =(T:电源电压的周期电源电压的周期)近似估算近似估算:U0=1.2U2输出电压输出电压U0的大小、滤波效果和时间常数的大小、滤波效果和时间常数RLC有关，有关，RLC愈大愈大U0(平均值平均值)愈大，滤波效果愈好。愈大，滤波效果愈好。.18(2) 流过二极管瞬时冲击电流很大流过二极管瞬时冲击电流很大RLC越大越大U0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整流管导电时间越短间越短iD的峰值电流越大的峰值电流

10、越大故一般选管时，取故一般选管时，取L00DFRU213)(22I3)(2I= = =u2tu0t整流电路的整流电路的输出电流输出电流电容滤波电路适用电容滤波电路适用于输出电压较高于输出电压较高,负负载电流较小且负载载电流较小且负载变动不大的场合变动不大的场合。结论结论.19二、二、 电感滤波电感滤波在桥式整流电路与负载间在桥式整流电路与负载间串入串入一电感一电感L，就构成了电感滤波电路，就构成了电感滤波电路u2u1RLLu0（1）滤波原理）滤波原理:对直流分量对直流分量( f=0):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。对上。对谐波分量谐波分量: f 越高越高,

11、XL越大越大,电压大部分降在电感电压大部分降在电感L上。上。因此因此,在输在输出端得到比较平滑的直流电压。出端得到比较平滑的直流电压。U0=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：.20（2）电感滤波的特点）电感滤波的特点: 整流管导电角较大整流管导电角较大,峰值电流很小峰值电流很小,输出特性比较平坦输出特性比较平坦,适用于低电压大电流适用于低电压大电流(RL较小较小)的场合。缺点是电感铁芯笨的场合。缺点是电感铁芯笨重重,体积大体积大,易引起电磁干扰。易引起电磁干扰。三、三、RC- 滤波滤波在在RC滤波电路或电感滤波后面再接一电容。

12、从而构成滤波电路或电感滤波后面再接一电容。从而构成RC- 型或型或L-C型滤波电路，其性能及应用场合分别与电容滤型滤波电路，其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似波和电感滤波相似 。u0Ru2u1C1C2u0 RL.21LC - 型滤波电路型滤波电路u0u2u1C1C2u0 RL.22一、串联稳压原理一、串联稳压原理RT 第第4节节 串联型稳压电路串联型稳压电路.23T+_UI+_+_UO比较放大比较放大基基 准准取取 样样URFUO+_C2RL调整元件调整元件调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。与负载串联，通过全部负载电流。比较放大器比较放大器可以是可以是单管放大电路，差动放大电路

13、，集成运算放大器。单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。调整元件调整元件可以是单可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。个功率管，复合管或用几个功率管并联。基准电压基准电压可由稳压管稳压电可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压路组成。取样电路取出输出电压UO的一部分和基准电压相比较。的一部分和基准电压相比较。因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。故称之为串联反馈式稳压电路。二二 、电路结构的一般形式、电路结构的一般形式由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。由基准电

14、压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。.24三、一种实际的串联式稳压电源三、一种实际的串联式稳压电源2、稳压原理、稳压原理U0UB2UBE2=（UB2-UZ）UC2U0当当UI增加或输出电流减小使增加或输出电流减小使U0升高时升高时R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB21、电路、电路UCE2.253 、输出电压的确定和调节范围、输出电压的确定和调节范围 BE2Z2WW21OminBE2Z2W21OmaxBE2Z2W2W21OUURRRRRUUURRRRUUURRRRRU = = = = = =R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB

15、2.26四四 、影响稳压特性的主要因素、影响稳压特性的主要因素 1、比较放大部分的、比较放大部分的AV和电压反馈系数和电压反馈系数F愈大越好；愈大越好； 2、基准电压愈稳定越好；、基准电压愈稳定越好； 3、放大部分的电源愈稳定越好；、放大部分的电源愈稳定越好； 4、调整管、调整管rce愈大越好愈大越好(rce小则小则 UI引起的引起的 UO大大)。.27正稳压W78XX负稳压W79XX固定式可调式三端集成稳压器型号后型号后XX两位数字两位数字代表输出电压值代表输出电压值W78系列系列(输出正电压输出正电压) W79系列系列(输出负电压输出负电压)输出电压额定电压值有输出电压额定电压值有:5V、

16、9V、12V 、18V、 24V等等 。第四节第四节 集成稳压电源集成稳压电源一、概述一、概述.281端端: 输入端输入端2端端: 输出端输出端3端端: 公共端公共端W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1231端端: 公共端公共端2端端: 输出端输出端3端端: 输入端输入端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形123安装散热片.29二、二、 集成稳压器的主要性能参数集成稳压器的主要性能参数1、电压调整率、电压调整率 SU环境温度不变，负载不变，单位输出电环境温度不变，负载不变，单位输出电压变化量与输入电压变化量的百分比。压变化量与输入电压变化量的百分比。2、电流调整率、电流调整率SI环境温度

17、不变，输入电压不变，负载电流环境温度不变，输入电压不变，负载电流从零到最大时输出电压相对变化量的百分从零到最大时输出电压相对变化量的百分比。比。%10000=iUUUUS%10000=UUIS.303、纹波抵制比、纹波抵制比 Sr输入纹波电压峰输入纹波电压峰-峰值与输出纹波电压峰峰值与输出纹波电压峰-峰值之比的分贝数。峰值之比的分贝数。)(lgdBUUrSPPIPP020=4、输出阻抗、输出阻抗 Zo环境温度水变，输入电压不变，输出电环境温度水变，输入电压不变，输出电压的变化量与输出电流的变化量之比。压的变化量与输出电流的变化量之比。)(=odIdUZo0.31 1、输出为固定电压的电路、输出

18、为固定电压的电路W7800系列稳压器系列稳压器 基本接线图基本接线图三、应用电路三、应用电路输出为固定正压时的接法如图所示输出为固定正压时的接法如图所示。输入与输输入与输出端之间出端之间的电压不的电压不得低于得低于3V3V！COW7800CIUI+_+_UO1230.11 F1F.32正负电压同时输出电路正负电压同时输出电路2 、输出正负电压的电路、输出正负电压的电路W78XXCIUI+ _UO123+ _CIW79XX12COCO3UO.33COW78XXCIUI+_+_UO123UXXUZRDZUXX: 为为W78XX固定输出电压固定输出电压UO=UXX + UZ3 、提高输出电压的电路、提高输出电压的电路.34运算放大器作为电压跟随器使用运算放大器作为电压跟随器使用, 它的电源就借助于稳压器的输入它的电源就借助