第八章直流电源

1、第八章 直流电源制制 作作 刘一兵刘一兵邵 阳 职 业 技 术 学 院 第八章第八章 直流电源直流电源第一节 直流电源的结构及各部分的作用第一节 直流电源的结构及各部分的作用一、直流稳压电源的组成一、直流稳压电源的组成交流交流电源电源电源电源变压器变压器整流整流电路电路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路负载负载二、直流电源工作过程二、直流电源工作过程电源变压器电源变压器: : 交流电网交流电网220V220V电压电压 合适的交流电压。合适的交流电压。整流电路整流电路: : 交流电压交流电压 脉动的直流电压。脉动的直流电压。滤波电路滤波电路: : 脉动直流电压脉动直流电压 平滑的直流电压。平滑的直

2、流电压。稳压电路稳压电路: : 清除清除电网波动电网波动及及负载变化负载变化的影响的影响, ,保持输出电压的稳定。保持输出电压的稳定。邵 阳 职 业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路第二节 二极管整流电路一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路 1 1工作原理工作原理DRL220 V+ uu2iO+ uD tO 2 3 u222 U tO 2 3 uO22 U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 图图8-28-2单相半波整流电路单相半波整流电路第八章第八章 直流电源直流电源邵 阳 职 业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路2.单相半波整流电路的指标单相半波整流电路的

3、指标)sin(222tUu 0 2O)(d)sin(221ttUU 2RM2UU L2OD45. 0RUII 245. 0U tO 2 3 u222 U tO 2 3 uO22 U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 第八章第八章 直流电源直流电源邵 阳 职 业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路1.工作原理工作原理+ + 图图 8-48-4全波整流电路全波整流电路当当u u2 2正半周时，正半周时， D D1 1导通，导通，D D2 2截止。截止。电流由电流由+ +流出，流出，经经VD1VD1、RLRL、流入流入- -。当当u u

4、2 2负半周时，负半周时， D D2 2导通，导通，D D1 1截止。电截止。电流由流由- -流出，经流出，经VD2VD2、RLRL、流入、流入+ +。第八章第八章 直流电源直流电源邵 阳 职 业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路u2uo t 2 3 4 0全波整流电路波形图全波整流电路波形图第八章第八章 直流电源直流电源邵 阳 职 业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路2.2.单相全波整流电路的指标单相全波整流电路的指标(1(1）输出电压、电流的平均值）输出电压、电流的平均值( ) 01tduUoo( ) 01tdsin t22U229. 02UU2(2(2）整流二极管的平均电流）

5、整流二极管的平均电流oDII21(3(3）整流二极管承受的最大反向电压）整流二极管承受的最大反向电压DRM22UU2第八章第八章 直流电源直流电源邵 阳 职 业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路1.工作原理工作原理22UL22RU22U22UL22RU1. 1. u u2 2 0 0时，电流由时，电流由+ +流出，经流出，经D D1 1、R RL L、D D2 2流入流入- -。2. 2. u u2 2 0 0时，电流由时，电流由- -流出，经流出，经D D3 3、R RL L、D D4 4流入流入+ +。第八章第八章 直流电源直流电源邵 阳 职

6、业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路2.单相桥式整流电路的指标单相桥式整流电路的指标22)(9 . 022UUUAVo(1)输出电压、电流的平均值LAVLRUI2)(9 . 0(2)整流二极管的平均电流O(AV)D(AV)21II 2RM2UU (3)整流二极管最大反向电压第八章第八章 直流电源直流电源邵 阳 职 业 技 术 学 院 第二节 二极管整流电路第八章第八章 直流电源直流电源四、倍压整流电路四、倍压整流电路 利用倍压整流电路可以得到比输入交流电压高很多倍的输出直流电压。VD12U22C2+VD32U22C4+VD22U2C1+VD42U2C3+u2u1T2图8-8 倍压整流电路

7、 邵 阳 职 业 技 术 学 院 第三节 可控整流电路第八章第八章 直流电源直流电源第三节 可控整流电路一、单相半波可控整流电路一、单相半波可控整流电路+u2uoVT+RLuVT+T+u11.工作原理 邵 阳 职 业 技 术 学 院 第三节 可控整流电路第八章第八章 直流电源直流电源 2.单相半波可控整流电路的指标2211cos2sin()0.4522UoUttU +21 cos0.452oLLUUIoRR+负载电阻RL中整流电流的平均值为 输出电压的平均值用下式来计算，即 邵 阳 职 业 技 术 学 院 第三节 可控整流电路第八章第八章 直流电源直流电源+- -uG1.工作原理工作原理在 u

8、2 正半周，当控制极加触发脉冲，VT1 和 VD2 导通；在 u2 负半周，当控制极加触发脉冲，VT2和 VD1 导通；二、单相桥式可控整流电路二、单相桥式可控整流电路邵 阳 职 业 技 术 学 院 第三节 可控整流电路第八章第八章 直流电源直流电源+- -uG邵 阳 职 业 技 术 学 院 第三节 可控整流电路第八章第八章 直流电源直流电源2.单相桥式半控整流电路的指标单相桥式半控整流电路的指标(1)整流输出电压平均值整流输出电压平均值)(dsin212O(AV)ttUU 2cos19 . 02+U2cos1222 + + U(2)输出电流的平均值输出电流的平均值2cos19 . 0L2LO

9、(AV)O(AV) + + RURUI(3)流过晶闸管和二极管的电流平均值流过晶闸管和二极管的电流平均值021IIIVDVT(4)最大反向电压最大反向电压UUUFM2RM邵 阳 职 业 技 术 学 院 第四节 滤波电路第四节 滤波电路一一.电容滤波电容滤波第八章第八章 直流电源直流电源io + uo= uc RLV1V4V3V2+u C邵 阳 职 业 技 术 学 院 第四节 滤波电路第八章第八章 直流电源直流电源io + uo= uc RLV1V4V3V2+u V 导通时给导通时给 C 充电，充电，V 截止时截止时 C 向向 RL 放电放电；滤波后滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。的波

10、形变得平缓，平均值提高。电容电容充电充电电容电容放电放电C邵 阳 职 业 技 术 学 院 第四节 滤波电路第八章第八章 直流电源直流电源波形及输出电压波形及输出电压2O2U U 当当 RL = 时：时：O tuO 2 22U当当 RL 为有限值时：为有限值时：2O229 . 0UUU 通常取通常取RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL = 为获得良好滤波效果，一般取：为获得良好滤波效果，一般取：( (T 为输入交流电压的周期为输入交流电压的周期) )UO = 1.2U2邵 阳 职 业 技 术 学 院 第四节 滤波电路第八章第八章 直流电源直流电源二二.电感滤波电感滤波RLL+u

11、2 适用于负载电流比适用于负载电流比较大的场合。较大的场合。 输出直流电压为：输出直流电压为：2O(AV)9 . 0 UU整流后的输出电压：整流后的输出电压：直流分量被电感直流分量被电感 L 短路短路交流分量主要降在交流分量主要降在 L 上上 电感越大，滤波效果越好电感越大，滤波效果越好邵 阳 职 业 技 术 学 院 第四节 滤波电路第八章第八章 直流电源直流电源三三.复式滤波复式滤波1.LC滤波电路滤波电路输出直流电压为：输出直流电压为：2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 适用于电流较大、要求输出电压脉动很小的场合，尤其适用于高频整流，如开关电源电路。对于电流较大、负载变化较大，且输出

12、电压的脉动程度要求不太高的场合，也可将电容除去。 邵 阳 职 业 技 术 学 院 第四节 滤波电路第八章第八章 直流电源直流电源2.型滤波电路型滤波电路2O(AV)2 . 1 UU L C1RL+u2 C2C1、C2 对交流容抗小对交流容抗小邵 阳 职 业 技 术 学 院 第五节 简单稳压电路第五节 简单稳压电路一一.简单稳压电路的工作原理简单稳压电路的工作原理第八章第八章 直流电源直流电源1. UI 不变，不变，RL 减小减小RLILURUOIZIR=IL+IZ2. RL 不变，不变， UI 升高升高UIUOIZURUO=UI UR基本基本不变不变UOUO基本不变基本不变邵 阳 职 业 技

13、术 学 院 第五节 简单稳压电路二二.硅稳压管稳压电路参数的选择硅稳压管稳压电路参数的选择第八章第八章 直流电源直流电源1、稳压管的选择、稳压管的选择UZ=UO; IZMIZILmaxILmin; IZMILmax+IZ2、输入电压、输入电压UI的选择的选择UI=(23)UO邵 阳 职 业 技 术 学 院 第五节 简单稳压电路第八章第八章 直流电源直流电源3、限流电阻、限流电阻R的选择的选择1）.当电网电压最高和负载电流最小时，当电网电压最高和负载电流最小时，IZ 的值最大，的值最大，此时此时 IZ 不应超过允许的最大值，即不应超过允许的最大值，即ZmaxLminZImaxIIRUU 或：或：

14、LminZmaxZImaxIIUUR+ + 2）.当电网电压最低和负载电流最大时，当电网电压最低和负载电流最大时，IZ 的值最小，此的值最小，此时时 IZ 不应低于其允许的最小值，即不应低于其允许的最小值，即ZminLmaxZIminIIRUU 或：或：LmaxZminZIminIIUUR+ + 邵 阳 职 业 技 术 学 院 第六节 串联型稳压电路第六节 串联型稳压电路一、串联型三极管稳压电路一、串联型三极管稳压电路第八章第八章 直流电源直流电源1、电路组成VTCRRVZLUoIiUVZIVZIoUBE2、稳压过程 0iBEBCCEoUUUIIUU0oBEBCCEoIUUIIUU邵 阳 职

15、业 技 术 学 院 第八章第八章 直流电源直流电源二、具有放大环节的串联型可调稳压电路二、具有放大环节的串联型可调稳压电路1.电路组成第六节 串联型稳压电路电压调整环节比较放大电路基准电压取样电路Ui+Uo+Ui+Uo+R3RZR1R2RPRLVZVTVT12邵 阳 职 业 技 术 学 院 第八章第八章 直流电源直流电源采样电路：采样电路：R1、 Rp、 R2 ；放大电路：放大电路：VT2；基准电压：由基准电压：由 VZ提供；提供；调整管：调整管：VT1；2. 稳压过程：稳压过程：UI 或或 IL UO UF UId UBE IC UCEUO第六节 串联型稳压电路Ui+Uo+R3RZR1R2R

16、PRLVZVTVT12邵 阳 职 业 技 术 学 院 第八章第八章 直流电源直流电源3. 输出电压输出电压8+Uo +UI R 2RLR 1R1UFUZR2RPZp212OFURRRRUU + + + Z2p21OURRRRU+ + + Zp2p21minOURRRRRU+ + + + Z2p21maxOURRRRU+ + + 第六节 串联型稳压电路邵 阳 职 业 技 术 学 院 第八章第八章 直流电源直流电源4. 电路参数的选择电路参数的选择 (1)取样电路取样电路 取样电路的分压比越稳定,则稳压性能越好。取样电阻应采用金属膜电阻。 （2）基准环节）基准环节 稳压管应选用动态电阻小、电压温度

17、系数小的硅稳压管。 （3）放大环节）放大环节 放大级的电压放大倍数越大，则稳压性能越好调压越灵敏，所以应使比较放大级有较高的增益和较高的稳定性。 （4）调整环节）调整环节 输出功率较大的稳压电源，应选用大功率三极管作调整管。第六节 串联型稳压电路邵 阳 职 业 技 术 学 院 第七节 集成稳压器第七节 集成稳压器第八章第八章 直流电源直流电源一、固定式三端集成稳压器一、固定式三端集成稳压器1.正电压输出稳压器正电压输出稳压器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图8-20 三端

18、集成稳压器外形和引线端排列 邵 阳 职 业 技 术 学 院 第七节 集成稳压器第八章第八章 直流电源直流电源2.负电压输出稳压器负电压输出稳压器符号符号:CW79051 2 3UIUOGNDCW790013_2_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邵 阳 职 业 技 术 学 院 第七节 集成稳压器第八章第八章 直流电源直流电源3.固定式三端集成稳压器应用举例固定式三端集成稳压器应用举例Uo78L132C2+UiC1C30.33 F0.33 F10 FRL改善负载的瞬改善负载的

19、瞬态响应，消除态响应，消除高频噪声高频噪声防止输入端短路时防止输入端短路时 C3反向放电损坏稳压器反向放电损坏稳压器抵消输入长接线抵消输入长接线的电感效应，防的电感效应，防止自激止自激邵 阳 职 业 技 术 学 院 第七节 集成稳压器第八章第八章 直流电源直流电源固定式三端集成稳压器应用举例固定式三端集成稳压器应用举例(2)扩大输出电流电路扩大输出电流电路 邵 阳 职 业 技 术 学 院 第七节 集成稳压器第八章第八章 直流电源直流电源二、可调式三端集成稳压器二、可调式三端集成稳压器 可调三端集成稳压器的调压范围为1.2537V，输出电流可达1.5A。常用的有CW117、CW217、CW317、CW337和CW337系列。可调三端集成稳压器外形及引线端排列可调三端集成稳压器外形及引线端排列邵 阳 职 业 技 术 学