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第四章 直流稳压电源

第四章 直流稳压电源. 第一节 整流电路 第二节 滤波电路 第三节 分立元件稳压电路 第四节 集成稳压电路. 习 题. 目录. 整流 -- 将交流电压变换为单向脉动的直流电. 交流电源. 变压器. 整流 电路. 稳压 电路. 滤波 电路. 负载. 稳压 — 使传输的直流电压稳定、平滑. 滤波 -- 将脉动电压中的交流分量滤除. 返回. 第一节 整流电路. 单相半波整流电路 单相桥式整流电路 三相桥式整流电路. 返 回. u 2. π. 2π. 3π.

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第四章 直流稳压电源

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Presentation Transcript

  1. 第四章 直流稳压电源 • 第一节 整流电路 • 第二节 滤波电路 • 第三节 分立元件稳压电路 • 第四节 集成稳压电路 习 题 目录

  2. 整流--将交流电压变换为单向脉动的直流电 交流电源 变压器 整流 电路 稳压 电路 滤波 电路 负载 稳压—使传输的直流电压稳定、平滑 滤波--将脉动电压中的交流分量滤除 返回

  3. 第一节 整流电路 • 单相半波整流电路 • 单相桥式整流电路 • 三相桥式整流电路 返 回

  4. u2 π 2π 3π uo π 2π 3π a 一、单相半波整流电路 • 1. 电路分析 • 正半周(0～π) • a (+) b (－) • VD导通 VD u1 u2 ～ uo RL b uo= u2 ωt • 负半周(π～２π) • a (－) b (＋) • VD截止 • uo= 0 ωt 返回

  5. 2. 参数计算 • 单相半波整流电压平均值 • RL中电流平均值 3. 元件选择 二极管最高反相电压 二极管电流平均值 返回

  6. u2 π 2π 3π uo π 2π 3π a • 1. 电路分析 • 正半周(０～π) • a(＋) b(－) 二、单相桥式全波整流电路 VD1 VD4 u1 u2 uo ～ RL VD3 VD2 电流方向 b ωt • 负半周(π～２π) • a(－) b(＋) • 电流方向 ωt 返回

  7. 2. 参数计算 • 桥式整流电路电压平均值 • RL中电流平均值 3. 元件选择 二极管最高反相电压 二极管电流平均值 返回

  8. u2 π 2π 3π io uo uD π 2π 3π π π 2π 2π 3π 3π 例1、桥式整流电路如图,画出uo、io、uD波形。 uD · a io VD2 VD1 0 · uo u2 RL ～ u1 VD3 VD4 b 0 若VD1 开路，则 ——————————— 若VD1 的正负极反接，则 ——————————— 0 正半周电路截止， 负半周电源短路。 电路变为半波整流电路 0 返回

  9. u1 ～ uO uO A. B. uO uO D. C. 例2、桥式整流电路如图, 若VD3管烧断, 输出电压波形为_________ C VD2 V D1 u2 u2 uo RL VD4 VD3 返回

  10. 例3、桥式整流电路的变压器副边电压为20V，每个整流二极管所承受的最大反向电压为____例3、桥式整流电路的变压器副边电压为20V，每个整流二极管所承受的最大反向电压为____ B A. 20V B. 28.28V C. 40V D. 56.56V 例4、测量桥式整流电路的输出电压为9V，此时发现有一只二极管已经断开，其变压器二次电压为 ____ A. 10V B. 15V C. 20V D. 25V C 返回

  11. 三、三相桥式整流电路 共阴极组 1. 电路分析 VD1 VD3 VD5 u2a io a u2b RL b u2c uo C 共阳极组 VD2 VD4 VD6 三相变压器二次绕组接成星形联结 返回

  12. VD1 VD3 VD5 u2a u ua ub uC a u2b b RL uo c 0 u2c  2 VD2 VD4 VD6 io uo • ０～t1 • Vc > Va > Vb • t1～t2 • Va > Vc > Vb • t2～t3 • Va > Vb > Vc t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 电流方向 电流方向 0 uca uab ubc uo＝ ucb uo＝ uab uo＝ uac 返回

  13. 2. 参数计算 • 整流电压平均值 Uo • 整流电流平均值 Io 3. 元件选择 二极管最高反相电压 二极管电流平均值 返回

  14. 第二节 滤波电路 • 电容滤波电路 • 电感滤波电路 • π形滤波电路 返 回

  15. 一、电容滤波电路 1. 滤波原理 滤波电路是利用储能元件(与负载并联电容或与负载串联电感)滤掉整流所得的单向脉动电压的交流分量，保留直流分量，使输出电压脉动减小。 电容两端电压不能跃变，在整流电路中加入电容，由于电容不断的充放电，使输出电压的脉动减小。 返回

  16. u2 u2 π π 2π 2π 3π 3π u2 u1 uo ～ uo uo C RL π π 2π 2π 3π 3π a VD u1 u2 ～ uo RL C b O O O O 返回

  17. 2. 工程估算 空载时，（RL=∞） 带电阻负载时， 半波整流电容滤波电路 Uo≈U2 桥式整流电容滤波电路 Uo≈1.2U2 一般要求 返回

  18. 3. 电容滤波的特点 • 流过二极管的瞬时电流很大 带有滤波电容时的整流电路中的二极管因导通时间短，必然会产生电流冲击，易使管子损坏。 尤其在刚合上交流电源瞬间，因电容两端电压不能突变，瞬间的冲击电流更大。 选管时一般取： IVD =2 ID 返回

  19. 最高反向工作电压 半波整流电路 负载开路时二极管的最高反向工作电压 单相桥式整流电路 二极管的最高反向工作电压 返回

  20. Uo与RLC 有关 RLC 越大 ，Uo 越大，波形越平滑。 当负载RL 开路时， 返回

  21. 例、 桥式整流滤波电路测出RL两端电压为30V，求负载断路时的输出电压；电容断路时的输出电压。一只二极管断开时的输出电压。一只二极管和电容断开时的输出电压。 解： Uo≈1.2U2＝30V 加载时 U2＝30／1.2V = 25V = 35.35V 负载断路时 电容断路 (无滤波) Uo＝0.9U2 ＝22.5V Uo＝U2 ＝25V 一只二极管断路 (半波整流滤波) Uo＝0.45U2 ＝11.25V 一只二极管、电容断路 (半波整流) 返回

  22. L 二、电感滤波电路 1. 滤波原理 ~ u2 uo RL 电感对变化的电流有阻碍作用，使负载电流和电压的脉动减小。 对直流成分， XL=0 ，L相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波成分， 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电压。 返回

  23. ωt uo π 2π 3π 0 2. 工程估算 电感滤波电路的输出电压平均值约为 Uo≈0.9U2 电感L越大，滤波效果越好。 返回

  24. 三、π形滤波电路 L + + ~ uo C2 C1 RL R + + ~ uo C1 C2 RL •  形 LC 滤波器  形LC滤波器能够进一步提高整流输出电压的平滑性。 •  形 RC 滤波器 R 愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R 大将使直流压降增加。 返回

  25. 第三节 分立元件稳压电路 • 稳压管稳压电路 • 串联型晶体管稳压电路 返 回

  26. IR Io UZ i R IZ u2 u1 u a Uo ～ b UZ C RL c 一、稳压管稳压电路 稳压管稳压是利用它的反向击穿特性，当电路电源电压或负载电流变化时，引起IZ变化，使R上的电压发生变化来维持输出电压不变。 U2Uo IZ  IR  UR Uo  IoUo IZ  IR  UR Uo  返回

  27. 比较放大 调整 基准 采样 二、串联型晶体管稳压电路 Io UCE1 R3 R1 UBE1 R4 UCE2 Uo RP UBE2 UI C RL UZ R2 VZ UI=Uo+UCE1 UBE1=UB1－UE1 =UC2－Uo Uo →UB2 →UC2 →UBE1 Uo ←UCE1  返回

  28. R3 R1 R R R R －+ + Uo RP Ui RL R2 VZ 采用集成运放 UI →Uo → U－→ UB →UCE →Uo  返回

  29. R S u2 u1 Uo ～ C UZ RL 例、已知U2=20V，UZ＝10V，①S闭合，求Ui、Uo② S断开，求Ui ，并标出C的极性。 依电路，输出电压上负下正 Ui + S闭合， 电路经整流、 滤波、稳压输出 Ui＝－1.2U2 = －24V Uo＝－10V S断开，电路经整流、稳压输出 Ui＝－0.9U2 = －18V 返回

  30. 第四节 集成稳压电路 • W78××系列稳压器 返 回

  31. 一、W78××系列稳压器 以工作方式分 ：a. 串联型稳压电路 b. 并联型稳压电路 c. 开关型稳压电路 以输出电压分：a. 固定稳压电路 b. 可调式稳压电路 返回

  32. 集成稳压电源的主要参数 • 1. 电压调整率SV • 表征负载不变，输出电压变化的稳压能力。 2. 输出电阻Ro 表征输入电压不变，负载变化时的稳压能力。 返回

  33. 1 2 W78×× 输出端 输入端 3 公共端 3. 输出电压温度系数ST 指负载、输入电压不变时，温度引起的输出变化。 • W78 X X系列集成稳压电源 W78××系列输出固定的正电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，最高输入电压为35V，如W7815，在1、3脚输入35V，在2、3脚输出15V。 返回

  34. 1 2 W78×× Ui Uo 3 CL Co • 基本应用电路 Co用于消除引线的电感效应引起的自激振荡 CL用于削弱高频噪声 返回

  35. 提高输出电压的稳压电路 1 2 W78×× Ui Uo 3 Co CL UZ Uo=UXX+UZ 返回

  36. IC Io 1 2 W78×× I2 Uo 3 CL Co • 提高输出电流的稳压电路 Ui Io=I2+IC 返回

  37. 1 2 W78×× R1 Ui 3 Co CL Uo R2 R3 + + 当RP调到最上端 当RP调到最下端 • 输出电压可调的稳压电路 U+=U3 返回

  38. 3 2 W79×× 输出端 输入端 1 公共端 • W79 ××系列集成稳压电源 W79××系列输出固定的负电压， 如W7912，在2、1脚输出－12V电压。 返回

  39. 1 2 W7812 10k 3 Ui Co Uo CL 30k 10k + + 例1、利用W7812 接成输出电压可调的稳压电路，试求输出电压可调范围。 解： 当滑动头调到最上端 当滑动头调到最下端 返回

  40. + + 例2、利用W7809 接成输出电压可调的稳压电路，R1=3R2,试求输出电压。 1 2 W7809 解： R1 3 30V Co R2 CL Uo R R 判断以上三个等式哪个正确? 返回

  41. 不好意思不能加分 习 题 题 解

  42. ? ? 他们选的正确吗 ? 当然 习 题 题 解

  43. + + 例2、利用W7809 接成输出电压可调的稳压电路，R1=3R2,试求输出电压。 1 2 W7809 解： R1 3 30V Co R2 CL Uo R R 当R1=3R2U+=Uo/4 返回

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