电子电路基础（第四版）课件：直流稳压电源

直流稳压电源§7—2滤波电路本章小结§7—1整流电路§7—3分立元件组成的直流稳压电源§7—5开关型直流稳压电源§7—4

集成稳压器直流稳压电源就是将交流电变换处理后得到稳定的直流电压的电路。直流稳压电源直流稳压电源实物a)充电器b)实验室用直流稳压电源c)计算机中的一体化电源d)直流稳压电源电路板将电网提供的220、50Hz

交流电变换处理后得到稳定的直流电，通常需要经过四个环节，如图所示。直流稳压电源

1.变压——由降压变压器将220V交流电压变成整流电路所需要的低电压。2.整流——将交流电变换成脉动直流电。3.滤波——减小交流分量，使脉动的直流电变得平滑。4.稳压——利用电路的自动调节功能，使输出电压基本保持稳定。直流稳压电源直流稳压电源结构框图及输出波形a)电路框图b)输出波形§7—1整流电路1.了解整流电路的工作原理，能识读整流电路图。2.能正确搭接整流电路，并用示波器观测整流波形。3.能按电路要求合理选用整流元件。学习目标直流稳压电源直流稳压电源常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。一、单相桥式整流电路直流稳压电源单相桥式整流电路的三种常见画法a)电路画法一b)电路画法二c)简化画法

1.工作过程当u2为正半周时，设A端为正，B端为负，则二极管VD1、VD3导通，VD2、VD4截止。RL上电流方向由上向下，电压极性为上正下负。直流稳压电源单相桥式整流电流通路u2正半周情况单相桥式整流电流通路u2负半周情况直流稳压电源当u2为负半周时，设B端为正，A端为负，二极管VD2、VD4导通，VD1、VD3截止。RL上电流方向和电压极性与u2正半周时相同。直流稳压电源单相桥式整流电路波形图

2.负载上的直流电压UL

UL＝0.45U2+0.45U2，即UL＝0.9U2。

3.整流二极管的选用(１)二极管最大正向电流IF直流稳压电源

(２)二极管最高反向工作电压URM整流二极管的选择可以IF和URM为依据，通过查阅器件手册来选择，但要留有一定的余量，以使二极管能长期安全工作。

【例7-1】有一直流负载需要直流电压UL=60V，直流电流为IL=4Ａ，若采用桥式整流电路，求电源变压器二次侧电压U2，并选择合适的整流二极管。解：(１)因为桥式整流电路中，UL=0.9U2，所以，电源变压器二次侧电压有效值为直流稳压电源直流稳压电源

(２)流过每只二极管的平均电流为

二、桥式整流输出正负电压的电路直流稳压电源桥式整流输出正负电压的电路三、三相桥式整流电路直流稳压电源三相桥式整流电路直流稳压电源三相桥式整流电路工作波形a)二次侧电压波形b)理论波形c)实测波形直流稳压电源在t1~t2时间内，共阴极组中，U相电位最高，VD1优先导通；共阳极组中，V相电位最低，VD5优先导通；其余二极管截止。电流通路为U→VD1→RL→VD5→V。这时，uo=uUV。

在t2~t3时间内，U相电位最高，VD1继续导通，而W相电位变为最低，因此VD1与VD6串联导通，其余二极管截止。电流通路为U→VD1→RL→VD6→W。这时，uo=uUW。直流稳压电源在t3~t4时间内，V相电位最高，W相电位变为最低，共阴极组的二极管中由VD1导通换为VD2导通。因此VD2与VD6串联导通。电流通路为V→VD2→RL→VD6→W。这时，uo=uVW。输出直流电压平均值为四、倍压整流电路直流稳压电源

二倍压整流电路直流稳压电源

直流稳压电源多倍压整流电路直流稳压电源五、硅整流堆

1.硅整流堆的结构和外形硅整流堆外形a)单相整流桥b)贴片式单相整流桥c)三相整流桥直流稳压电源

2.整流桥的检测单相整流桥a)外形b)内部结构§7—2滤波电路1.了解滤波电路的作用，能识读滤波电路图。2.了解滤波电路的工作原理，理解滤波元件参数对滤波效果的影响。3.了解各类滤波电路的特点和应用场合。学习目标直流稳压电源直流稳压电源把脉动直流电中的交流成分滤除掉，使其成为平滑的直流电，这一过程称为滤波，最常用的滤波元件是电容器和电感器。直流稳压电源一、电容滤波电路

1.电路组成其结构是在整流电路的负载两端并联一较大容量的电容，如图a所示。利用电容两端电压不能突变的特性，在电容充、放电过程中使输出电压趋于平滑，如图b所示。直流稳压电源桥式整流电容滤波电路a)电路图b)有无滤波输出电压波形比较直流稳压电源

2.工作过程当接通电源后，在u2正半周，二极管VD1、VD3导通，电容C迅速充电(同时也向负载供电)，电容C两端电压随u2同步上升，并达到u2的峰值(如图中Oa段)。

u2由峰值开始下降到u2<uC时，VD1、VD3截止(VD2、VD4仍截止)，电容C通过RL放电，uL下降(如图中ab段)当下一个半周到来，而且达到u2>uC时，VD2、VD4导通，电容又重复上述充放电过程。直流稳压电源电容滤波原理图直流稳压电源

直流稳压电源RLC变化对电容滤波的影响直流稳压电源

(２)当滤波电容较大时，在接通电源的瞬间会有很大的充电电流，称之为浪涌电流。(３)电容滤波适用于负载电流较小且变化不大的场合。直流稳压电源电容滤波整流电路中负载电压的估算直流稳压电源注意单相半波整流电容滤波电路负载直流电压并非单相桥式整流电容滤波电路负载直流电压的一半。直流稳压电源当负载两端电压平均值在12~36V之间时，根据负载电流大小，选取滤波电容容量的参考值见表。选取的滤波电容参考值直流稳压电源

【例7-2】采用单相桥式整流电容滤波电路，要求输出直流电源电压为24V，负载电流为50mA。试选用合适的整流二极管和滤波电容。解：

(１)整流二极管的选择电源变压器二次侧电压有效值为直流稳压电源流过每只二极管的平均电流为每只二极管承受的最高反向工作电压为

直流稳压电源二、电感滤波电路

1.工作过程桥式整流电感滤波电路如图所示，滤波电感与负载串联。桥式整流电感滤波电路a)原理图b)波形图对此直流稳压电源

电感中的电流不能突变，当负载电流iC发生变化时，电感线圈两端要产生自感电动势来阻碍电流的变化。当io增大时，自感电动势的阻碍作用使io只能缓慢上升；当io减小时，自感电动势的阻碍作用又使io只能缓慢下降。所以，io的脉动程度大为减弱，使输出电压的波形变得比较平滑。直流稳压电源

直流稳压电源三、复式滤波电路

直流稳压电源

直流稳压电源

§7—3分立元件组成的

直流稳压电源

1.理解稳压管稳压电源的组成和工作原理。2.了解带放大环节的直流稳压电源的组成和工作原理。3.能安装和测试带放大环节的直流稳压电源。学习目标直流稳压电源由于稳压二极管与负载是并联的，因此也称并联型直流稳压电源。稳压电路的输入电压Ui来自整流滤波电路的输出电压。一、稳压管稳压电源直流稳压电源

1.电路组成直流稳压电源稳压管稳压电源原理图2.稳压过程直流稳压电源电阻R起着限流和调压的双重作用。二、带放大环节的直流稳压电源直流稳压电源1.电路组成电路由基准电路、取样电路、比较放大电路和调整管四部分组成。三极管VT1(调整管)接成射极输出形式，因为它与负载相串联，所以又称串联型直流稳压电源。直流稳压电源2.稳压原理带放大环节的直流稳压电源a)原理图直流稳压电源带放大环节的直流稳压电源b)方框图直流稳压电源反之，则有如下稳压过程。直流稳压电源3.输出电压的调节调节RP可以调节输出电压Uo的大小，使其在一定的范围内变化。§7—4集成稳压器1.能识读集成稳压器电路图。2.了解集成稳压器典型应用电路中元器件的主要作用。3.能安装和调试由集成稳压器构成的直流稳压电路。学习目标直流稳压电源直流稳压电源集成稳压器有多种类型，按稳压原理不同，可分为串联调整式、并联调整式和开关调整式；按输出电压是否可调，可分为固定式和可调式；按封装形式不同，可分为金属封装和塑料封装。按引出端数目不同，可分为三端集成稳压器和多端集成稳压器。直流稳压电源集成稳压器外形a)金属封装b)塑料封装一、三端固定式集成稳压器直流稳压电源

1.型号和引脚排列

CW78××系列是正电压输出，CW79××系列是负电压输出。型号意义如下:直流稳压电源三端固定式集成稳压器有输入端(IN)、输出端(OUT)和公共端(GND)三个引出端，引脚排列规则如图所示。三端集成稳压器引脚排列示例a)TO-220塑料封装集成稳压器b)TO-3金属封装集成稳压器直流稳压电源

2.典型应用电路3.集成稳压器的功能扩展(１)扩大输入电压三端固定式集成稳压器典型应用电路a)正电压输出b)负电压输出直流稳压电源

(２)提高输出电压提高输出电压的电路扩大输入电压的电路直流稳压电源(３)扩大负载电流

(４)输出正、负电压的电路扩大输出电流的电路a)外接大功率三极管b)集成稳压器并联直流稳压电源输出正、负电压的电路二、三端可调式集成稳压器直流稳压电源

1.型号和引脚排列三端可调式集成稳压器不仅输出电压可调，且稳压性能优于固定式。型号含义如下:直流稳压电源三端可调式集成稳压器有三个引出端，分别为输入端、输出端和调整端。CW317和CW337引脚排列直流稳压电源

2.典型应用电路三端可调式集成稳压器的典型应用电路直流稳压电源调整RP的电阻值，输出电压可在1.25~37V范围内连续可调。最大输出电流IL为1.5A。输出电压为直流稳压电源

直流稳压电源正、负电压输出的三端可调式集成稳压器§7—5开关型直流稳压电源1.了解开关型直流稳压电源的特点。2.了解开关型集成稳压器的功能。3.能用开关型集成稳压器构成开关型直流稳压电源。学习目标直流稳压电源直流稳压电源在开关型直流稳压电源中，调整管工作于开关状态，所以称为开关调整管。一、串联开关型稳压电路直流稳压电源

1.串联开关控制平均输出电压调整管VT与负载RL串联，加到调整管基极的矩形脉冲用来控制调整管的导通或截止。调整管饱和时，相当于开关接通，调整管截止时，相当于开关断开。直流稳压电源开关调整管的作用a)开关调整管与负载串联b)开关控制输出电压原理直流稳压电源

直流稳压电源

2.加接滤波器使输出电压平滑串联开关型稳压电路示意图a)简化原理电路b)调整管饱和导通时的等效电路c)调整管截止时的等效电路直流稳压电源当加到调整管VT基极的脉冲为高电平时，VT饱和导通，电容C充电，二极管VD截止，等效电路如图b所示。

当加到调整管VT基极的脉冲为低电平时，VT截止，电感L产生自感电动势，二极管VD导通(电容C同时放电)，负载RL中继续保持原方向电流，所以二极管VD通常称为续流二极管。等效电路如图c所示。直流稳压电源

3.串联开关型稳压电源的基本结构由取样电路获得的取样电压与基准电压在比较放大电路中进行比较，其差值形成开关控制信号，再控制开关电路，从而使输出电压Uo得到稳定。直流稳压电源串联开关型稳压电源的基本结构二、并联开关型稳压电路直流稳压电源当加到调整管VT基极的脉冲为高电平时，VT饱和导通，集电极电位近似为零，电感L储能，续流二极管VD截止，电容C对负载RL放电，等效电路如图b所示。

当加到调整管VT基极的脉冲为低电平时，VT截止，电感L产生自感电动势，与输入电压Ui相加后通过二极管VD对电容C充电，等效电路如图c所示。直流稳压电源并联开关型稳压电路示意图a)简化原理电路b)调整管饱和导通时的等效电路c)调整管截止时的等效电路三、开关电源集成芯片直流稳压电源

1.外形和内部结构TOP

Switch开关电源集成芯片a)外形图b)内部结构框图直流稳压电源

2.典型应用电路用TOP

Switch构成的开关电源电路本章小结直流稳压电源

1.直流稳压电源由变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。电源变压器的作用是将电网220V交流电压变为整流电路需要的交流电压，整流电路将交流电压变为脉动的直流电压，滤波电路可减小脉动使直流电压平滑，稳压电路的作用是在电