现代电子线路06直流稳压电源.ppt

第六章：直流稳压电源本章内容：6.1整流滤波电路6.2稳压电路2024/5/10 周五1.6.1整流滤波电路整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1Uou2u3u4RL直流稳压电源的结构u1：市电。220V，50Hz（中国）；110V，60Hz（美国）。电源变压器：将电网电压u1变为合适的交流电压u2。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，保持输出直流电压Uo的稳定。整流电路：将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。2024/5/10 周五2.一、单相桥式整流电路uoD4D2D1D3RLu1u2iL利用二极管单向导电性，使变压器次级电压在RL上产生单向电流，实现电压的单向化。12u2正半周：D1、D3导通，D2、D4截止。电流通路为：1D1RLD32u2负半周：D2、D4导通，D1、D3截止。电流通路为：2D2RLD41RL上的电流均为从上到下（单向化）2024/5/10 周五3.iL简化画法工作波形u2uouoRLu1u22024/5/10 周五4.将uo展开为傅里叶级数：直流分量：振幅有效值定义脉动系数整流二极管的选择：最大正向电流最高反向峰值电压2024/5/10 周五5.二、电源滤波电路1、滤波电路结构电容滤波型滤波型滤波（多用于小电流负载）（多用于小电流负载）（对负载电流适应性较强，用于大电流负载时可不接电容）C+CL+C2RC1+2024/5/10 周五6.2、电容滤波电路D4D2D1D3uo0iD0ioiDio、工作原理、未接负载时，（S断开）整流桥对C充电，输出电压恒定、接入负载后，（S闭合）电容通过负载RL放电，电压下降，同时u2电压上升，当u2uC时，整流桥导通，向电容充电，同时提供负载电流。随着u2的下降，当u2uC时，整流桥截止，电容又开始放电。D1D3导通D2D4导通uoRLioSCu1u2+2024/5/10 周五7.、特点、整流二极管导通角23IRL。、负载平均电压Uo升高，纹波减小。RLC越大，电容放电越缓慢，负载电压中的纹波成分越小，脉动系数越小，平均电压越高。为得到平滑的输出，一般取T为电源周期2024/5/10 周五8.、滤波效果与负载电流的关系随着负载电流Io的增加，输出电压Uo减小，脉动系数S增加。0UoRLC=RLC大RLC小Uo与RLC的关系Uo与Io的关系若满足时，0UoIoRLC减小S与Io的关系0SIoRLC减小0.672024/5/10 周五9.6.2稳压电路一、稳压管稳压电路1、工作原理并联型稳压电路。DZ为稳压管，R为限流电阻，若流过DZ的电流在稳定电流范围（IZminIZmax）内，可使Uo基本恒定。Cu1u2RUIDZIRUoRLIOIZ稳压电路+2024/5/10 周五10.当UI变化、负载不变时：UIUOIZ、IOI RUO=UI-IR当UI不变、负载变化时：RLIZI 几乎不变UO基本不变IOCu1u2RUIDZIRUoRLIOIZ+2024/5/10 周五11.2、电路参数、稳压电路指标、输出电压与输出电流（不可调）、稳压系数与输出电阻交流等效电路稳压系数RUIrZUoRLRorZ越小，稳压性能越好；R越大，对UI波动的抑制越好。2024/5/10 周五12.、元件参数选择已知Uo、负载电流范围（IRminIRmax）、电网电压（u1）波动（如10%）、确定UI经验公式、选择稳压管查稳压管型号参数表（手册）确定稳压管型号Cu1u2RUIDZUoRLIO+2024/5/10 周五13.2024/5/10 周五14.、选择限流电阻R当u1最低、IR最大时，IZ最小，可确定R的最大值当u1最高、IR最小时，IZ最大，可确定R的最小值则R的取值范围是：稳压管稳压电路结构简单，输出电压固定且不可调，带负载能力差，适用于负载变化不大、电压稳定性能不高的场合。2024/5/10 周五15.二、串联型稳压电路1、工作原理uoRLu1调整电路放大电路取样电路基准电路串联型稳压电源由取样电路、基准电压电路、放大电路和调整电路四部分组成，另外，为使电路安全工作，通常还需设置保护电路。、方框图2024/5/10 周五16.各部分功能：调整电路：根据放大电路的输出变化调节输出电压的值。基准电路：为放大电路提供固定的参考电压（基准电压）；取样电路：按比例将输出电压的一部分反馈到放大电路的输入端，构成负反馈，稳定输出电压；放大电路：将取样电路的反馈信号与基准电压进行比较放大，并 控制调整电路的状态；2024/5/10 周五17.、原理电路基准电路：R、DZ构成稳压管稳压电路提供基准电压UZ。调整电路放大电路取样电路UoRLU1R2R3DZR1RTA2024/5/10 周五18.、工作原理若由于电网电压波动或负载电阻的变化等原因使输出电压Uo升高，则稳压的过程为：UoUUBUo(UiUCE)平衡时，UBEIBICUCEUoRLUiR2R3DZR1RTAUUBRpIBIC2024/5/10 周五19.、输出电压的可调范围电位器R2置于最上端时（RPR2），输出电压最小：电位器R2置于最下端时（RP0），输出电压最大：2、电路参数2024/5/10 周五20.、调整管的选择调整管提供负载电流，管压降UCE=UI-Uo，管耗较大，为大功率管，选择时主要考虑极限参数、集电极最大允许电流ICM、c-e间反向击穿电压U(BR)CEO、集电极最大允许耗散功率PCM2024/5/10 周五21.3、稳压电路的保护电路*保护电路过流保护短路保护调整管安全工作区保护芯片过热保护、限流型过流保护电路UiRoT1UoT2接放大电路保护电路保护电路由T2和Ro构成，选择合适的Ro，使输出电流未超过额定值时，IoRo0.7V，T2截止。2024/5/10 周五22.当输出电流超过额定值时，Ro两端的电压降大于T2发射结开启电压，T2导通，T2集电极从T1基极电流分流，限制调整管的发射极电流。UiRoT1UoT2接放大电路UoIo0Io限流型保护电路结构简单，但保护电路起作用后调整管仍有较大的工作电流，功耗较大，故不适用于大功率电路。输出特性2024/5/10 周五23.、截流型过流保护电路Io0输出特性UoUiRoT1UoT2接放大电路R1R2Io保护电路AB则未过流时，T2截止。过流时，T2导通，T1基极电流分流，使UA、Uo下降，而Uo下降幅度大于UB下降的幅度，这进一步使UBE2增大，从而分得更多的T1基极电流，这个正反馈过程将使输出电流减小到较小数值。2024/5/10 周五24.+u220V50HzCuiuoT1T2T3T4DZ1DZ2UZ2UZ1RZ2RZ1R1RWR2C1C2RLC3UB2R3R4R5R6R7UE4UB4UC4Io+-+Rd4、实用串联型稳压电源*变压整流滤波调整截流保护基准比较放大取样2024/5/10 周五25.三、集成稳压电路（三端稳压器）固定式稳压电路可调式稳压电路7800系列：输出正电压，如7805，指输出电压为5V；7900系列：输出负电压，如7905，指输出电压为5V。117/217/317系列：输出可调的正电压；137/237/337系列：输出可调的负电压。2024/5/10 周五26.+_W7805UI+_Uo132CICo1F+10V+5V7800系列：1231端：输入端2端：公共端3端：输出端典型应用电路2024/5/10 周五27.+_W7905UI+_Uo231CICo1F-10V-5V典型应用电路7900系列：1231端：公共端2端：输入端3端：输出端2024/5/10 周五28.实用双输出稳压电源220V中心抽头W7805W790547004700VCCVEE231213+2024/5/10 周五29.输出电压可调的稳压电源RRRWRW2024/5/10 周五30.