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1、第十章 直流电源,(10-1),第十章 直流电源,10.1 串联型线性调整式直流稳压电源,10.2 线性集成稳压器,10.3 串联开关型稳压电源,10.4 无工频变压器开关电源,10.5 微机中的直流稳压电源,第十章 直流电源,(10-2),电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。,滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。,稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压u0的稳定。,10.1 串联型线性调整式直流稳压电源,第十章 直流电源,(10-3),一

2、、桥式整流电路,1、整流输出电压电流的计算,负载电压 U0的平均值为:,负载上的(平均)电流:,第十章 直流电源,(10-4),平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整流管的主要依据。,例如， 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平均电流的一半。,二极管截止时两端承受的最大反向电压：,2、整流电路中整流管的选择,第十章 直流电源,(10-5),二、 电容滤波电路,(1)、滤波原理:,交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。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, 将电容

3、与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，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。,第十章 直流电源,(10-6),桥式整流电容滤波电路,以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。,第十章 直流电源,(10-7),RL未接入时,充电结束,没有电容时的输出波形,第十章 直流电源,(10-8),RL接入时 （且RLC较大）,电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，u0会逐渐下降。,第十章 直流电源,(10-9),输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变。,如:RL愈小(I0越大),U0下降多。,电容滤波电路适用

4、于输出电压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。,(2)、输出特性(外特性):,结论,第十章 直流电源,(10-10),三、稳压电路,在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压电路、线性稳压电路和开关型稳压电路等。稳压管稳压电路最简单，但是带负载能力差，一般只用来提供基准电压，不作为电源使用。线性稳压电路电压稳定性好，但效率较低。开关型稳压电源是近年来发展较快的电路，它的体积小、效率较高。,第十章 直流电源,(10-11),串联式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。,1、串联型线性稳压电路的结构,第十章 直流电源,(10-12),调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。

5、,比较放大器可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运 算放大器。,调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。,基准电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电 压UO的一部分和基准电压相比较。,因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。,第十章 直流电源,(10-13),实际的串联式稳压电源电路,2、稳压原理,当UI增加(或输出电流减小)使U0升高时,调整,取样,比较,第十章 直流电源,(10-14),3 、输出电压的计算和调节范围,第十章 直流电源,(10-15),4、有运算放大器的串联式稳压电源,稳压原理,当UI增加或输出电流减小使U0

6、升高时,第十章 直流电源,(10-16),输出电压的确定和调节范围,第十章 直流电源,(10-17),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。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。 本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳压器，其内部也是串联型稳压电路。 该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。,一、 简介,10.2 线性集成稳压器,第十章 直流电源,(10-18),1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端,W7800系列稳压器外形,1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出

7、端,W7900系列稳压器外形,W78系列(输出正电压) W79系列(输出负电压),输出额定电压值有:,5V、9V、12V 、18V、 24V等 。,第十章 直流电源,(10-19),第十章 直流电源,(10-20),二、三端集成稳压器的典型用法,当所设计的稳压电路输出电压为固定值时,可直接选用集成稳压器(例如W78xx和W79xx)按下图接线.,固定输出电压的稳压电路,第十章 直流电源,(10-21),当同时需要正负电压输出时,同时选择W78xx和W79xx两个稳压器按下图接线即可.,具有正负两路输出电压的稳压电路,第十章 直流电源,(10-22),三、三端集成稳压器的扩展方法,1 提高输出电

8、压的方法,接法,第十章 直流电源,(10-23),2 输出电压可调的稳压电路,输出电压可调的稳压电路,调节范围,第十章 直流电源,(10-24),3 输出电流扩展电路,1,2,W78,3,D,R1,RL,T,C1,R2,在三极管发射结压降与二极管正向压降相等的情况下,有,在忽略三极管基极电流和三端稳压器公共端电流情况下,可得稳压电源输出电流为:,所以,第十章 直流电源,(10-25),10.3 串联开关型稳压电源,(一)换能电路结构和工作原理,(二)串联开关型稳压电路,第十章 直流电源,(10-26),10.4 无工频变压器开关型稳压电源,第十章 直流电源,(10-27),(一)无双频变压器开

9、关电源的结构,无工频变压器开关电源框图,第十章 直流电源,(10-28),(二)直流变压器的工作原理,1)自激式直流变换器,电路图,波形图,第十章 直流电源,(10-29),2)他激式直流变换器,电路图,波形图,第十章 直流电源,(10-30),(三)无双频变压器开关电源的特点,无工频变压器开关电源与线性调整式直流稳压电源比较有以下优点:,1.体积小 重量轻,2.功率小 效率高,3.不容易出现过压现象,4. 容易做成低电压大电流电源,无双频变压器开关电源的缺点是电路复杂,输出纹波较大,瞬态响应差,第十章 直流电源,(10-31),计算机对于交流电源的要求：,1、电源电压稳定。,2、在计算机工作过程中不允许断电。,一 、交流稳压电源,10.5 微机中的直流稳压电源,第十章 直流电源