《电子技术基础》课件-第5章直流稳压电源

第5章直流稳压电源

5.1直流稳压电源的组成5.2二极管整流电路5.3滤波电路5.4稳压电路

直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成第5章直流稳压电源5.1直流稳压电源的组成整流电路是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。常见的整流电路有半波、全波、桥式整流。第5章直流稳压电源5.2二极管整流电路

第5章直流稳压电源u1u2uDuOTrVDRLiOu2uOuDU2U2U2U2iO=iD图5-2单相半波整流电路及其波形5.2.1单相半波整流电路

单相半波整流电路的优点是结构简单，使用的元件少。但存在明显的缺点：输出波形脉动大，直流成分比较低；变压器有半个周期不导电，利用率低。所以只能用在输出电流较小，允许脉动大，要求不高的场合。第5章直流稳压电源

5.2.2单相桥式整流电路应用广泛的整流电路是单相桥式整流电路，电路及其波形如图所示。

a)单相桥式整流电路b)波形图U2u2uOuD1U2U2U2U2U2当变压器二次电压u2为正半周时，二极管VD1和VD3导通，VD2和VD4截止，电流iO的通路为a→VD1→RL→VD3→b；当变压器二次电压u2为负半周时，二极管VD1和VD3反向截止，VD2和VD4导通，电流iO的通路为b→VD2→RL→VD4→a。可见在交流电压的正、负半周均有电流流过负载RL，且电流方向一致，达到了全波整流的效果。第5章直流稳压电源5.2.3单相整流电路的主要参数1.输出直流电压UO(AV)

输出直流电压UO(AV)是整流电路的输出电压瞬时值uO在一个周期内的平均值。2.二极管正向平均电流ID(AV)

在单相半波整流电路中，二极管正向平均电流ID(AV)

就等于输出电流平均值。在桥式整流电路中，二极管正向平均电流等于输出电流平均值的一半，即3.二极管最大反向峰值电压URM每个整流管的最大反向峰值电压URM是指整流二极管不导通时两端出现的最大反向电压。单相半波整流电路和桥式整流电路中，在单相半波整流电路中UO(AV)=0.45U2在桥式整流电路中UO(AV)=0.9U2第5章直流稳压电源5.3滤波电路5.3.1电容滤波电路电容滤波电路由负载电阻端并联一个合适容量的电容构成

uOuO＝uCu1u2uCVD1VD2VD3VD4a）桥式整流电容滤波电路b）波形图5-6桥式整流电容滤波电路及波形第5章直流稳压电源

电容滤波的特点1.滤波后的输出电压脉动成分减少，输出直流电压得到了提高。单相桥式整流电容滤波电路的输出直流电压为

UO=1.2U2

2.RLC较大时滤波效果好。滤波电容的电容量通常取RLC>>一般取C≥(3～5)3.二极管的导通角减小。滤波电容C的容量越大，导通角越小，二极管导通时的冲击电流很大，要比输出电流IO大许多倍，选择二极管时，最大整流电流要留有充分的余量。4.随着输出电流的增加，电容滤波电路的输出电压下降很快，即它的外特性比较软，所以电容滤波适用于负载电流变化不大的场合。第5章直流稳压电源5.3.2电感滤波电路

在整流电路和负载电阻之间串入一电感线圈，就构成了电感滤波器。电感滤波器的输出电压为。电感滤波电路对整流二极管没有电流冲击，带负载能力强。但电感量较大的线圈体积大、笨重，直流电阻较大，本身会引起直流电压损失，使得输出电压降低。电感滤波适用于要求直流电压不高、输出电流较大及负载变化较大的场合。第5章直流稳压电源5.3.3复式滤波电路在电子电路对直流电源平滑度要求较高的情况下，仅用前面介绍的两种滤波电路是不能满足要求的，往往要采用几种无源元件组成复式滤波电路。复式滤波电路主要有Γ形LC滤波电路、Π形LC滤波电路和Π形RC滤波电路三种形式。

a）Γ形LC

b）Π形LC

c）Π形RC图8-7复式滤波电路组成复式滤波电路的原则是：把阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以便降落较大的交流分量电压，而把阻抗小的元件（如电容）与负载并联，以便旁路较大的交流分量电流。第5章直流稳压电源5.4稳压电路

稳压电路的作用就是在电网电压波动及负载变动的情况下稳定输出电压。在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压电路、串联型稳压电路和集成三端稳压电路。5.4.1稳压管稳压电路稳压管与负载并联，并有限流电阻R配合才能起到稳压作用。当负载不变，交流电网电压上升时，稳压过程可表示如下：第5章直流稳压电源当电网电压未波动，而负载电流增大时，稳压过程可表示如下：值得注意的是，电阻R除了起电压调整作用外，还起限流作用。其阻值和额定功率一般按下式选择：

稳压管的选择可遵循：

UZ＝ULIZmax=（1.5～3）ILmax

稳压管稳压电路结构简单，适用于输出电压不需要调节，负载电流小，要求不高的场合。第5章直流稳压电源5.4.2晶体管串联型稳压电路当电网电压升高或负载减小时，稳压过程可表示为当电网电压减小或负载增加时，稳压过程相反。第5章直流稳压电源5.4.3三端集成稳压器

三端集成稳压器的种类很多，按照输出电压是否可调可分为固定式和可调式；按照输出电压的正、负极性可分为正稳压器和负稳压器。三端集成稳压电路具有体积小、可靠性高、性能指标好、使用灵活简单、价格低廉等优点，因此在仪器、仪表及其他各种电子设备中得到了广泛的应用。1．三端固定式集成稳压器

三端固定式集成稳压器的外形和管脚排列如图所示。由于它只有输入、输出和公共地端三个端子，故称为三端稳压器。W78XX系列的管脚功能是：1脚为输入端，2脚为输出端，3脚为公共端。第5章直流稳压电源

国产的三端固定式集成稳压器有CW78XX系列（正电压输出）和CW79XX系列(负电压输出)，其输出电压有±5V、±6V、±8V、±9V、±12V、±15V、±18V、±24V，最大输出电流有0.1A、0.5A、1A、1.5A、2.0A等。第5章直流稳压电源

1)基本应用电路

2）提高输出电压电路第5章直流稳压电源

3）同时输出正负电压的电路2．三端可调式集成稳压器

三端可调式集成稳压器按输出电压分为正电压输出CW317（CWll7、CW217）和负电压输出CW337（CW137、CW