第十章 直流稳压电源

电工电子技术第10章直流稳压电源10.2滤波电路10.3稳压电路10.1整流电路：本章要求123了解集成稳压电路的性能及应用；

理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及参数的计算（重、难点）掌握稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理;第10章直流稳压电源功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压小功率直流稳压电源的组成整流电路主要内容：重难点：10.1整流电路半波、桥式整流电路的工作原理、计算半波、桥式整流电路的工作原理10.1整流电路整流作用:

常见的整流电路：

二极管处理：分析时可把二极管当作理想元件处理，即整流原理：

半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。利用二极管的单向导电性将交流电压转变为脉动的直流电压10.1整流电路单相半波整流电路uDO2）

工作原理u

正半周，Va>Vb，二极管D导通；3）工作波形u

负半周，Va<Vb，二极管D截止。1）电路结构–++–aTrVDuoubRLiou

tOuoO一、工作原理利用率低，只有电源的半个周期10.1整流电路二、主要参数1)整流电压平均值Uo2)整流电流平均值Io3)流过每管电流平均值ID4)每管承受的最高反向电压UDRM

10.1整流电路2.工作原理u

正半周，Va>Vb，二极管D1、D3

导通，D2、D4

截止。正半周工作波形uD2uD41.电路结构uouDttu单相桥式整流电路

－TrabRLuiouoD1D2D3D4+–+–

－10.1整流电路uD2uD4uouDttuuD1uD3u

负半周，Vb>Va，二极管D2、D4

导通，D1、D3

截止。

－TrabRLuiouoD1D2D3D4+–+–

－单相桥式整流电路2.工作原理负半周工作波形10.1整流电路3.主要参数1)整流电压平均值Uo2)整流电流平均值Io3)流过每管电流平均值ID4)每管承受的最高反向电压UDRM10.1整流电路4.整流二极管的选择

IOM

1.1ID

，URWM

1.1UDRM

单相桥式整流电路的简化画法+uo

RLio~+u

10.1整流电路例题[解]

要求设计一单相桥式整流电路。其输出直流电压为110V、直流电流为3A。试求（1）变压器二次绕组电压和电流的有效值；（2）二极管所承受的最高反向电压；（3）选择合适的二极管；（1）变压器二次绕组电压的有效值：

变压器二次绕组电流的有效值：10.1整流电路(2)二极管承受的最高反向电压：通过二极管的电流平均值：(3)查手册，可选用2CZ12D型整流二极管，其最大整流电流为3A，反向工作峰值电压为300V。10.1整流电路1、半波整流电路的工作原理、主要参数；

2、桥式整流电路的工作原理、主要参数；

思考桥式整流电路二极管D2

或D4

断开，或接反时后果如何？小结一节一练练习题已知负载电阻RL=80，负载电压UO=110V。今采用单相桥式整流电路，交流电源电压为380V。(1)如何选用晶体二极管？(2)求整流变压器的变比及容量。+uo

RLio~+u

滤波电路主要内容：重难点：10.2滤波电路滤波电路电路的工作原理、方法、特征滤波电路电路的工作原理、方法10.2滤波电路

滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,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目的。滤波电路概述交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。滤波方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。10.2滤波电路电容充电电容放电2.工作原理RLD1D4D3D2iOC~+uO=uC

+u

1.电路结构电容滤波器(C滤波器)在u的正半周，u>uC时，D１、D3二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC

增加，uo=uC。uC

随u下降而下降。10.2滤波电路

u<uC时，D１、D3二极管截止，电容通过负载RL

放电，uC按指数规律下降，uo=uC

。在u的负半周，按此规律进行充放电，输出波形变平缓，平均值提高。二极管承受的最高反向电压为。3.工作波形uoutOtO10.2滤波电路4.电容滤波电路的特点(T—电源电压的周期)(1)输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC

有关。

RLC越大

电容器放电越慢

输出电压的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算取：Uo

=1.2U

(

桥式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）当负载RL

开路时，UO

10.2滤波电路(2)外特性曲线有电容滤波1.4U

无电容滤波0.45UUooIO

结论采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。

因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。(3)流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：

IOM=2ID

RLC

越大

ＵO

越高，IO

越大

整流二极管导通时间越短

iD

的峰值电流越大。iDtuotOO10.2滤波电路[解]某一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=150

，要求直流输出电压Uo=30V，（1）变压器二次绕组电压和电流的有效值；

（2）选择整流二极管及滤波电容器。例题(1)变压器副边电压的有效值:uRLuo++––~+C变压器副边电流的有效值:(2)选择整流二极管流过二极管的平均电流：10.2滤波电路二极管承受的最高反向电压：因此可选用2CZ54C型二极管，其最大整流电流为500mA，反向工作峰值电压为50V。（3）选择滤波电容器可选用C=250

F，耐压为50V的极性电容器可选用C=333

F，耐压为50V的极性电容器取RLC=5

T/210.2滤波电路

当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中要产生自感电动势阻碍电流的变化，因而使负载电流和负载电压的脉动大为减小。电感滤波器(L滤波器)L

uRLuo++––~+–uD+ud电感滤波是利用电感隔交通直的特性进行滤波故电感滤波电路输出电压的平均值:频率越高，电感越大,ɷL>>RL，L越大，滤波效果越好。10.2滤波电路复式滤波电路(一)电感电容滤波器1.电路结构2.滤波原理

对直流分量:XL=0，L相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波分量:f

越高,XL越大,电压大部分降在L上。因此,在负载上得到比较平滑的直流电压。

当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。L

uRLuo++––~+C10.2滤波电路复式滤波电路

形LC

滤波器滤波效果比LC滤波器更好，但二极管的冲击电流较大。比形LC滤波器的体积小、成本低。LuRLuo++––~+C2+C1

形RC

滤波器RuRLuo++––~+C2+C110.2滤波电路各种滤波电路性能比较性能Uo/U二级管导通角适用场合1.20.9小电流负载LCLC

形LC或RC0.91.2小大大小大电流负载大电流负载适应性较强R愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R大将使直流压降增加，主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。1、详述电容滤波器的工作原理、主要特征；

2、介绍其他类型滤波器的工作原理、用途；思考

形RC滤波器一般用在什么场合？小结10.2滤波电路应用10.2滤波电路N1N3C20.047

FD2D3D4D12CZ12A×4N2FU23A2000

F/50V+C1–24VFU11A直流24V交流～220V交直流收扩两用机电源稳压电路主要内容：重难点：10.3稳压电路稳压管稳压电路工作原理、串联型稳压电路工作原理；集成稳压电路用途、计算稳压管稳压电路工作原理、串联型稳压电路工作原理10.3稳压电路稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。稳压电路概述稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。10.3稳压电路稳压管稳压电路1.电路组成2.工作原理IRLCRIZDZIO+UO

+UI

~+TR限流调压稳压电路UI

=

UR+UZI

=IO+IZ

UO

=UZ=

UI-IR（1）设负载RL一定，UI增大UI

UO

(UZ

)

IZ

UO

基本不变

IR

(IRR)

UIUZ10.3稳压电路（2）设UI一定，负载RL变化RL(IO)IR

UO

(UZ

)

IZ

UO

基本不变

IR

(IRR)基本不变UIUZ3.参数的选择(1)UZ

=UO(2)IZM=(1.5~3)ICM(3)UI

=(2~3)UO(4)适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。10.3稳压电路

由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。UZRFR2R1+–++

–

RL+–UZRDZ+UUORFR2R1++

–

+–RLRDZ+–UZ+U反相输入恒压源同相输入恒压源改变RF即可调节恒压源的输出电压。稳压管稳压电路应用10.3稳压电路UiTR2UZRLUO

+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1

串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。调整元件比较放大基准电压取样电路串联型稳压电路1.电路组成10.3稳压电路当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压UO

升高时，有如下稳压过程：2.稳压过程原理

由电路图可知UO

Uf

UB

UO

IC

UCE

由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路。UITR2UZRLUO

+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R110.3稳压电路3.输出电压及调节范围

输出电压UiTR2UZRLUO

+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R110.3稳压电路单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。1.分类XX两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出正电压78XX输出负电压79XX（1.25~37V连续可调）集成稳压电路最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。10.3稳压电路2.外形及引脚功能W7800系列稳压器外形1—输入端3—公共端2—输出端78xxW7900系列稳压器外形1—公共端3—输入端2—输出端79xx塑料封装10.3稳压电路3.性能特点（7800、7900系列）输出电流超过1.5A（加散热器）不需要外接元件内部有过热保护内部有过流保护调整管设有安全工作区保护输出电压容差为4%输出电压额定值有:

5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。10.3稳压电路UOW78XX123C2++UIC1集成稳压电路应用UOW79XX321C2++UIC11.基本电路a)W78XXb)W79XX10.3稳压电路UXX:

为W78XX固定输出电压UO=UXX+UZ2.提高输出电压的电路COW78XXCiUI+_+_UO123UXXUZRDZ+_+_IO