第6直流稳压电源.pptx

半导体直流电源的原理框图半导体直流电源的原理框图半导体直流电源的原理框图半导体直流电源的原理框图交流交流交流交流电源电源电源电源负负负负载载载载 变压器变压器变压器变压器整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压ututututut 1 1、变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。、变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。、变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。、变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。2 2、整流电路：将交流电源电压变换为单向脉动电压。、整流电路：将交流电源电压变换为单向脉动电压。、整流电路：将交流电源电压变换为单向脉动电压。、整流电路：将交流电源电压变换为单向脉动电压。3 3、滤波器：减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。、滤波器：减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。、滤波器：减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。、滤波器：减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。4 4、稳压环节：在交流电源电压波动或负载变动时，使、稳压环节：在交流电源电压波动或负载变动时，使、稳压环节：在交流电源电压波动或负载变动时，使、稳压环节：在交流电源电压波动或负载变动时，使 直直直直 流输出电压稳定。流输出电压稳定。流输出电压稳定。流输出电压稳定。6.1 整流及滤波电路整流及滤波电路6.1.1 整流电路整流电路 整流电路的目的是将交流电变换为单向整流电路的目的是将交流电变换为单向脉动的直流电脉动的直流电。整流电路有单相、三相整流电路有单相、三相之分，常见的单相整流电路有半波、全之分，常见的单相整流电路有半波、全波、桥式和倍压整流。波、桥式和倍压整流。单相半波整流电路只利用了电源的半个周期，单相半波整流电路只利用了电源的半个周期，单相半波整流电路只利用了电源的半个周期，单相半波整流电路只利用了电源的半个周期，并且整流电压的脉动较大，为此常采用桥式整流并且整流电压的脉动较大，为此常采用桥式整流并且整流电压的脉动较大，为此常采用桥式整流并且整流电压的脉动较大，为此常采用桥式整流电路，下图给出了桥式整流电路的四种画法：电路，下图给出了桥式整流电路的四种画法：电路，下图给出了桥式整流电路的四种画法：电路，下图给出了桥式整流电路的四种画法：a TrRLu2uou1RLu2uobRLu2uoRLuou2 在变压器副边电压在变压器副边电压在变压器副边电压在变压器副边电压u2为正为正为正为正半周时，二极管半周时，二极管半周时，二极管半周时，二极管D D1 1、D D3 3导通，导通，导通，导通，而二极管而二极管而二极管而二极管D D2 2、D D4 4截止；截止；截止；截止；t0u0T 当副边电压当副边电压当副边电压当副边电压u2为负半周时，为负半周时，为负半周时，为负半周时，二极管二极管二极管二极管D D2 2、D D4 4导通，而二极管导通，而二极管导通，而二极管导通，而二极管D D1 1、D D3 3截止。截止。截止。截止。t0uD D2 2、D D4 4通通D D1 1、D D3 3通通D D1 1、D D3 3通通D D2 2、D D4 4通通1.1.单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路工作原理uoau1TrRLbu2D1D2D3D4uoa u1TrRLbu2D2D4（1 1 1 1）输出电压平均值）输出电压平均值）输出电压平均值）输出电压平均值U Uo o2.2.单相桥式整流电路的主要参数单相桥式整流电路的主要参数单相桥式整流电路的主要参数单相桥式整流电路的主要参数（2 2 2 2）输出电流平均值）输出电流平均值）输出电流平均值）输出电流平均值I Io oUot0uoT(3)(3)(3)(3)、每个整流管的电流平均值、每个整流管的电流平均值、每个整流管的电流平均值、每个整流管的电流平均值I I I ID D D D(4)(4)(4)(4)、每个整流管的反向、每个整流管的反向、每个整流管的反向、每个整流管的反向峰值电压峰值电压峰值电压峰值电压U U U UDRMDRMDRMDRM以以u2正正半半周周为为例例可可以看出以看出uoaTrRLbu2D1D2D3D4u1uoaTrRLbu2D2D4u1U2UoIoU2UoIoU2UoU2Io整流电压整流电压整流电压整流电压平均值平均值平均值平均值t0uot0uot0uo电电电电 路路路路整流电整流电整流电整流电压波形压波形压波形压波形二极管平二极管平二极管平二极管平均电流均电流均电流均电流二极管反向二极管反向二极管反向二极管反向峰值电压峰值电压峰值电压峰值电压常见的几种整流电路常见的几种整流电路(重点掌握内容重点掌握内容)整流类型整流类型半波半波 全波全波 桥式桥式6.1.2 滤波电路滤波电路 整流电路的滤波，一方面可以降低整流电路的滤波，一方面可以降低输出电压中的脉动成份，另一方面输出电压中的脉动成份，另一方面可以可以可以可以保留其中的直流成分，使输出电压接近保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。于理想的直流电压。滤波器的基本组成元件是电容或电滤波器的基本组成元件是电容或电感。滤波原理主要是利用电容器两端的感。滤波原理主要是利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特性。突变的特性。1.电容滤波电路电容滤波电路u0t0D导通D导通D截止截止（无滤波时的无滤波时的u0）根根据据以以上上的的分分析析，负负载载上上的的电电压压的的脉脉动动程程度度大大为为减减小小，对对于于全全波波及及桥桥式式整整流流电电路路，其其原原理理相相同同，只只是是波波形更加平稳。形更加平稳。t0u0 t1 t2D导通t3 t4D导通D截止截止（有滤波时的有滤波时的u0）t0TrDRLabuC=uo半波整流滤波电路半波整流滤波电路Cu2u1 采用电容滤波时，输出电压的脉动程度与电采用电容滤波时，输出电压的脉动程度与电采用电容滤波时，输出电压的脉动程度与电采用电容滤波时，输出电压的脉动程度与电容器的放电时间常数容器的放电时间常数容器的放电时间常数容器的放电时间常数R RL LC C有关，其值愈大则脉动有关，其值愈大则脉动有关，其值愈大则脉动有关，其值愈大则脉动程度就愈小。程度就愈小。程度就愈小。程度就愈小。一般取一般取一般取一般取工程上输出电压工程上输出电压工程上输出电压工程上输出电压U Uo o常由下式估算：常由下式估算：常由下式估算：常由下式估算：(半波滤波半波滤波半波滤波半波滤波)(全波或桥式滤波全波或桥式滤波全波或桥式滤波全波或桥式滤波)电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善，电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善，电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善，电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善，但带负载能力较差。但带负载能力较差。但带负载能力较差。但带负载能力较差。(R(RL L=，即负载开路，即负载开路，即负载开路，即负载开路)例例6.1.1有一单相桥式滤波电路，电源频率f=50HZ，负载电阻为 200，要求Uo=24V，试选择整流二极管及滤波电容。解解查二极管参数，为了使用安全此项参数选择应比计算值大一倍左右。选用2CP11(Iom=100mA，URM=50V)。（1）选择整流二极管选择整流二极管 变压器副边电压有效值变压器副边电压有效值故故(2)(2)选择滤波电容选择滤波电容故电容可选用故电容可选用250uF250uF耐压耐压50V50V的电解电容器的电解电容器电感电容滤波电路电感电容滤波电路 由于电感线圈由于电感线圈由于电感线圈由于电感线圈对整流电流的交流对整流电流的交流对整流电流的交流对整流电流的交流分量具有阻抗，分量具有阻抗，分量具有阻抗，分量具有阻抗，L L比比比比R RL L大得愈多则滤大得愈多则滤大得愈多则滤大得愈多则滤波效果就愈好。波效果就愈好。波效果就愈好。波效果就愈好。一般需要线圈的电一般需要线圈的电一般需要线圈的电一般需要线圈的电感量较大，但其直流电感量较大，但其直流电感量较大，但其直流电感量较大，但其直流电阻也较大，因而会造成阻也较大，因而会造成阻也较大，因而会造成阻也较大，因而会造成输出电压的下降。输出电压的下降。输出电压的下降。输出电压的下降。LCLC滤波器适于电流较大、滤波器适于电流较大、滤波器适于电流较大、滤波器适于电流较大、输出电压脉动很小的场合，输出电压脉动很小的场合，输出电压脉动很小的场合，输出电压脉动很小的场合，更适合于高频滤波。更适合于高频滤波。更适合于高频滤波。更适合于高频滤波。2.其他滤波电路其他滤波电路 要进一步减小输出电压的脉动程度，可在滤要进一步减小输出电压的脉动程度，可在滤要进一步减小输出电压的脉动程度，可在滤要进一步减小输出电压的脉动程度，可在滤波电容之前串入铁心电感线圈波电容之前串入铁心电感线圈波电容之前串入铁心电感线圈波电容之前串入铁心电感线圈LL即即即即LCLC滤波器。滤波器。滤波器。滤波器。1 1）电感电容滤波电路）电感电容滤波电路TrRLu2CLu1 如果需要输出电压的如果需要输出电压的如果需要输出电压的如果需要输出电压的脉动更小，可以再加一个脉动更小，可以再加一个脉动更小，可以再加一个脉动更小，可以再加一个滤波电容。滤波电容。滤波电容。滤波电容。形形形形LCLC滤波器滤波器滤波器滤波器的效果更好，但整流二极的效果更好，但整流二极的效果更好，但整流二极的效果更好，但整流二极管的冲击电流较大。管的冲击电流较大。管的冲击电流较大。管的冲击电流较大。形形LC滤波电路滤波电路RLu1C2LC1 由于线圈体积大且重，由于线圈体积大且重，由于线圈体积大且重，由于线圈体积大且重，有些情况可用电阻代替电有些情况可用电阻代替电有些情况可用电阻代替电有些情况可用电阻代替电感线圈以构成感线圈以构成感线圈以构成感线圈以构成 形形形形RCRC滤波滤波滤波滤波器器器器。R R愈大滤波效果愈好，愈大滤波效果愈好，愈大滤波效果愈好，愈大滤波效果愈好，但将使输出电压下降，所但将使输出电压下降，所但将使输出电压下降，所但将使输出电压下降，所以适用于负载电流较小、以适用于负载电流较小、以适用于负载电流较小、以适用于负载电流较小、电压脉动很小的场合。电压脉动很小的场合。电压脉动很小的场合。电压脉动很小的场合。形形RC滤波电路滤波电路RLu1C2RC12.形形滤波电路滤波电路 经整流和滤波经整流和滤波经整流和滤波经整流和滤波后，脉动程度有了后，脉动程度有了后，脉动程度有了后，脉动程度有了较大改善，但直流较大改善，但直流较大改善，但直流较大改善，但直流电压幅度还会随着电压幅度还会随着电压幅度还会随着电压幅度还会随着电网的波动或负载电网的波动或负载电网的波动或负载电网的波动或负载的变化而变化。的变化而变化。的变化而变化。的变化而变化。图中图中图中图中 R R：限流电阻，：限流电阻，：限流电阻，：限流电阻，D DZ Z：稳压管稳压管稳压管稳压管 6.2 直流稳压电源直流稳压电源1.1.电路构成电路构成6.2.1 6.2.1 直流稳压电源的工作原理直流稳压电源的工作原理最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。如上图所示如上图所示如上图所示如上图所示稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压管稳压电路U1RLUcCUoIoDZRIZI IR RU2U UR R稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压管稳压电路能够保持负载电压能够保持负载电压能够保持负载电压能够保持负载电压U Uo o近似不变。近似不变。近似不变。近似不变。(1)(1)当当当当负负负负载载载载R RL L不不不不变变变变,输输输输入电压入电压入电压入电压u u1 1升高时升高时升高时升高时（2 2）当输入电压）当输入电压）当输入电压）当输入电压u u1 1不变而负载增加时不变而负载增加时不变而负载增加时不变而负载增加时保持负载电压保持负载电压保持负载电压保持负载电压U Uo o近似不变。近似不变。近似不变。近似不变。2.工作原理工作原理u u1 1 U Uc c U Uo o I IZ Z I IR R U UR R U Uo o RLucDZRCUoIZIou2u1I IR R同理可以分析同理可以分析输入电压输入电压输入电压输入电压u u1 1降低或负载减轻的情况降低或负载减轻的情况降低或负载减轻的情况降低或负载减轻的情况负载增加，负载增加，负载增加，负载增加，R RL L I Io o I IR R U UR R U Uo o I IZ Z I IR R U UR R U Uo o6.2.2串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路1.电路的构成电路的构成2.工作原理工作原理（1）当输入电压增大（或负载电流减小时）：）当输入电压增大（或负载电流减小时）：（2）同理可以分析当输入电压减小（或负载电流增）同理可以分析当输入电压减小（或负载电流增大时）也能保持大时）也能保持UO稳定稳定UcRLUODZCR1UZR2RpRpUfR3T1Io+U2U1TrR4VB1UCE1（3）输出电压的调节输出电压的调节(掌握掌握)UcRLUODZCR1UZR2RpUfR3T1Io+U2U1TrR4VB1UCE16.3.16.3.16.3.16.3.1外形结构及型号外形结构及型号外形结构及型号外形结构及型号123123W78159824 目前最普遍应用的单片稳压电源是输出正电压的目前最普遍应用的单片稳压电源是输出正电压的目前最普遍应用的单片稳压电源是输出正电压的目前最普遍应用的单片稳压电源是输出正电压的C CW78XXW78XX系系系系列和输出负电压的列和输出负电压的列和输出负电压的列和输出负电压的C CW79XXW79XX系列。其内部电路是在串联型晶体管系列。其内部电路是在串联型晶体管系列。其内部电路是在串联型晶体管系列。其内部电路是在串联型晶体管稳压电路的基础上构成的。只有三个引出端：输入端稳压电路的基础上构成的。只有三个引出端：输入端稳压电路的基础上构成的。只有三个引出端：输入端稳压电路的基础上构成的。只有三个引出端：输入端1 1、输出端、输出端、输出端、输出端 3 3 和公共端和公共端和公共端和公共端 2(2(俗称俗称俗称俗称三端集成稳压器三端集成稳压器三端集成稳压器三端集成稳压器)。型号中型号中XX代表输出电代表输出电压的绝对值，一般为：压的绝对值，一般为：5V,6V,9V,12V,15V,18V和和24V6.3 集成线性稳压电源集成线性稳压电源C1C2W7800123UiUo+UiC1C2W7900321Uo+1.CW78001.CW7800系列基本应用电系列基本应用电系列基本应用电系列基本应用电路路路路 2.CW79002.CW7900系列基本应用系列基本应用系列基本应用系列基本应用 6.3.26.3.26.3.26.3.2集成线性稳压电源集成线性稳压电源集成线性稳压电源集成线性稳压电源C1抵消较长输入线的电感抵消较长输入线的电感抵消较长输入线的电感抵消较长输入线的电感效应，防止产生自激振荡。效应，防止产生自激振荡。效应，防止产生自激振荡。效应，防止产生自激振荡。C2用于吸收负载突变所用于吸收负载突变所用于吸收负载突变所用于吸收负载突变所产生的电压抖动杂波。产生的电压抖动杂波。产生的电压抖动杂波。产生的电压抖动杂波。电路为电路为电路为电路为负电压输出负电压输出负电压输出负电压输出，需注意电容极性需注意电容极性需注意电容极性需注意电容极性注意：注意：注意：注意：U U U UBEBEBEBE为负的。为负的。为负的。为负的。3.3.扩大输出电流的电路扩大输出电流的电路扩大输出电流的电路扩大输出电流的电路一般一般I3很小，则很小，则例：例：W78CiCoUiUoIRI1I3ICRI2IBI4.输出电压可调的电路UCCoW78123UiUo+R1R2+W117 W117的基准电压约为的基准电压约为1.25V,1.25V,即即U U3131=1.25V=1.25V5.W117基本应用电路U U0 0 W117 W117U Ui i132IDC2C1C3R1R2第第6章作业：章作业：6.1,6.4,6.13,