直流电源-模拟部分

第十章

直流电源10.1直流电源的组成10.2单相整流电路10.3滤波电路10.5硅稳压管稳压电路10.6串联型直流稳压电路10.7集成稳压器10.1直流电源的组成图

10.1.1

直流电源的组成电网电压电源变压器整流电路滤波器稳压电路负载10.2单相整流电路10.2.1单相半波整流电路优点：使用元件少。缺点：输出波形脉动大；直流成分小；变压器利用率低。图

10.2.110.2.2单相全波整流电路+-图

10.2.2

全波整流电路图

10.2.3

全波整流电路波形图10.2.3单相桥式整流电路图

10.2.4图

10.2.5图

10.2.610.2.4整流电路的主要参数一、输出直流电压UO(AV)二、脉动系数S三、二极管正向平均电流ID(AV)四、二极管最大反向峰值电压URM在桥式整流电路中，输出直流电压：脉动系数：二极管正向平均电流：二极管最大反向峰值电压：表10-1单相整流电路的主要参数

主要参数电路形式UO（AV）/U2SID（AV）/IO（AV）URM/U2半波整流0.45157%100%1.41全波整流0.9067%50%2.83桥式整流0.9067%50%1.4110.3滤波电路10.3.1电容滤波电路适用于负载电流较小的场合。滤波电容大，效果好。输出直流电压为：脉动系数S

约为10%~20%。图

10.3.110.3.2

RC-

型滤波电路定性分析：适用于负载电流较小的场合。图

10.3.4经过第一级电容滤波后，电容C1两端的电压包含一个直流分量和一个交流分量。直流分量将在

之间分压交流分量则在

之间分压10.3.3电感滤波电路和LC滤波电路一、电感滤波器适用于负载电流比较大的场合。图

10.3.5电感直流电阻很小，电感交流阻抗很大。因此：直流成分经过电感后基本上没有损失。交流成分被jwL和RL分压。L越大，RL越小，则滤波效果越好二、LC滤波器交流分量在

和

之间分压，因此滤波作用比仅用电感要好！LC滤波器:适用于各种场合。图

10.3.6因此，在负载电阻较大或者较小时均有良好的滤波作用10.3.4

LC-

型滤波电路图

10.3.7图10-2各种滤波电路的性能比较序号

性能类型UO（AV）/U2适用场合整流管的冲击电流外特性1电容滤波1.2小电流大软2RC-型滤波1.2小电流大更软3LC-

型滤波1.2小电流大软4电感滤波0.9大电流小硬5LC滤波0.9适应性较强小硬10.5硅稳压管稳压电路10.5.1稳压电路的主要指标整流滤波电路输出电压不稳定的主要原因：·负载变化；·电网电压波动。一、内阻Ro二、稳压系数Sr10.5.2硅稳压管的伏安特性O图

10.5.1

硅稳压管的伏安特性在反向击穿区，流过稳压管的电流发生很大变化，两端电压基本不变。10.5.3硅稳压管稳压电路一、电路组成和工作原理稳压原理：1.UI

不变，RL

减小RLILURUOIZIR=IL+IZ基本不变2.RL不变，

UI升高UIUOIZURUO=UI-

UR基本不变UOUO图

10.5.2二、内阻和稳压系数的估算1.内阻Ro2.稳压系数Sr当rZ

<<RL，rZ

<<R时，图

10.5.2图

10.5.4三、限流电阻的选择

1.当电网电压最高和负载电流最小时，IZ的值最大，此时IZ不应超过允许的最大值，即或：

2.当电网电压最低和负载电流最大时，IZ的值最小，此时IZ不应低于其允许的最小值，即或：四、硅稳压管稳压电路存在的两个缺点

1.输出电压由稳压管的型号决定，不可随意调整。

2.电网电压和负载电流的变化范围比较大时，电路将不能适应。采用10.6节的串联型直流稳压电路10.6串联型直流稳压电路10.6.1电路组成和工作原理采样电路：R1、R2、R3；放大电路：A；基准电压：由VDZ提供；调整管：VT；稳压过程：UI或ILUOUFUIdUBEICUCE↑UO图

10.6.110.6.2输出电压的调节范围由于U+=U-

，UF=UZ，所以当R2

的滑动端调至最上端时，UO为最小值当R2

的滑动端调至最下端时，UO为最大值，则：图

10.6.1

串联型直流稳压电路P525页:例10.6.110.6.3调整管的选择一、集电极最大允许电流ICM二、集电极和发射极之间的最大允许电压U(BR)CEO三、集电极最大允许耗散功率PCM≥≥≥考虑到电网电压的波动，因此变压器副边电压为：调整管选定以后，为了保证调整管工作在放大状态，管子CE两端电压降不宜太小，通常使之为3~8V因此，整流滤波电路的输出电压，即稳压电路的输入电压应该为：若采用桥式整流，电容滤波，则滤波输出的UI与变压器副边电压U2之间近似为：P527页:例10.6.210.6.4稳压电路的过载保护

R4很小，约为1。负载电流超过某一值后，VT2导通，限制VT1中的电流，保护调整管。一、限流型保护电路图

10.6.2二、截流型保护电路过载时，T2导通，引起正反馈过程：IC2IB1UOUE2

UBE2IC2VT2饱和图

10.6.5输出电压下降到1V左右。二、截流型保护电路图

10.6.5负载故障排除后，IL减小，引起正反馈过程：UR4

UB2IC2IB1

UOUE2UBE2IC2注：型号后XX两位数字代表输出电压值三端集成稳压器固定式可调式正稳压W78XX负稳压W79XX10.7集成稳压器1端:输入端2端:公共端3端:输出端W7800系列稳压器外形1231端:公共端2端:输入端3端:输出端W7900系列稳压器外形123注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。塑料封装塑料封装10.7.1三端集成稳压器的组成调整管启动电路基准电压放大电路保护电路采样电路输入端输出端++--UOUI图

10.7.1

三端集成稳压器的组成10.7.2三端集成稳压器的主要参数参数名称符号单位参型号数值7805780678087812781578187824输入电压UIV10111419232733输出电压UOV56812151824电压调整率SU%/V0.00760.00860.010.0080.00660.010.011电流调整率SImV40434552525560最小压差UI-UOV2222222输出噪声UNμV10101010101010输出电阻Rom17171818191920峰值电流IOMA2.22.22.22.22.22.22.2输出温漂STmV/C1.01.01.21.51.82.4输出电压有如下7个级别:±5V、±

6V、±

9V、±

12V、±

15V、±

18V、±

24V输出电流有如下3个级别:1.5A、500mA、100mA10.7.2三端集成稳压器的主要参数大功耗纹波价格小低10.7.3三端集成稳压器的应用一、电路符号图

10.7.2W7800INOUTGNDW7900INOUTGND二、三端集成稳压器应