第18章直流稳压电源

电子与通信工程系电子学教研室小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成大小合适的稳定的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整流电路: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uo的稳定。第18章直流稳压电源下一页返回上一页电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页tuDOutOuoOtU2U2U24主要参数因为RL上只有半个周期内有电压和电流，所以叫半波整流电路。负载上得到的电压极性虽然单向，但幅值是大小变化的，称为单向脉动电压。(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值Io(3)每管承受的最高反向电压URMUUttUUO45.02)(dsin2210LLooRURUI45.0UUUmRM218.1整流电路电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页5整流二极管的选择平均电流IO与最高反向电压URM是选择整流二极管的主要依据。选管时应满足：IDOMIO，URWMURM考虑电源的波动，二极管的反向工作电压要选的比URM大一倍左右。–++–aTrDuoubRLio例：有一单相半波整流电路，已知负载电阻RL＝750Ω，变压器二次侧电压U＝20V，试求UO，IO及URM，并选用二极管。解：UO＝0.45U=0.45×20=9VIO＝UO/RL=9/750=12mAVUURM2.282022可选用二极管2AP4，其最大整流电流为16mA，反向工作峰值电压为50V。18.1整流电路电子与通信工程系电子学教研室RLiouo1234+–+–aTrub返回上一页二单相桥式整流电路1电路结构由变压器Tr，四只D和负载RL组成，由于D和负载接成电桥形式故称桥式全波整流。2工作原理u正半周，VaVb，二极管D1、D3导通，D2、D4截止。u负半周，VaVb，二极管D2、D4导通，D1、D3截止。3工作波形uD2uD4uouDttutU2U2U2uD1uD3在U的整个周期内都有电流流过负载，且方向一致，故称为全波整流电路。18.1整流电路下一页电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页4主要参数(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值Io(3)每管承受的最高反向电压URMUUttUUO9.022)(dsin210LLooRURUI9.0UUUmRM2比半波整流增加了一倍uouDttU2U2utU218.1整流电路电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页5整流二极管的选择由于每两个二极管串连导电半周，因此，每个二极管中流过的电流只有负载电流的一半。选管时应满足：IDOM0.5IO=0.45U/RL，URWMURM18.1整流电路电子与通信工程系电子学教研室几种常见的硅整流桥+AC-~+~-~+-~uuL+–下一页返回上一页18.1整流电路电子与通信工程系电子学教研室试分析图示桥式整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形。如果D2或D4接反，后果如何？如果D2或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？下一页返回上一页例：uo+_~u+_RLD2D4D1D3解：(1)当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时，D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压，uo=0。uouπ2π3π4πttπ2π3π4πoo18.1整流电路电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页(2)如果D2或D4接反则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。(3)如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。uo+_~u+_RLD2D4D1D318.1整流电路电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页18.2滤波器交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理：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,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。滤波电路：电容滤波、电感滤波CLRC-πLC-π倒L电容滤波与负载并联电感滤波与负载串联电子与通信工程系电子学教研室一.电容滤波电路+C下一页返回上一页18.2滤波器电子与通信工程系电子学教研室（1）空载（RL=∞）时2==2LCvvVvCvLtvc=vLv2＞vC时：二极管导通，C充电v2＜vC时：二极管截止，C放电。由于RL=∞，无放电回路，所以vC保持不变。v2t下一页返回上一页18.2滤波器电子与通信工程系电子学教研室（2）接入RL（且RLC较大）时v2＞vC时：二极管导通，C充电v2＜vC时：二极管截止，C放电。=dLRC放电时间常数充电时间常数CRcint放电慢，故电容两端电压接近平滑。充电迅速vLtv2t下一页返回上一页18.2滤波器电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页18.2滤波器电容滤波电路的特点25)(3LTCRτ一般取(T—电源电压的周期)(1)输出电压的脉动程度和平均值Uo与放电时间常数RLC有关。RLC越大电容器放电越慢输出电压的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算取：Uo=1.2U(桥式、全波）Uo=1.0U（半波）当负载RL开路时，UOU2为了得到比较平直的输出电压电子与通信工程系电子学教研室18.2滤波器(2)流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：IOM=1.5～2IDRLC越大ＵO越高，IO越大整流二极管导通时间越短iD的峰值电流越大。iDtuoU2tOO下一页返回上一页电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压V352522DRMUU变压器副边电压的有效值A075020030212121LOOD.RUIIuRLuo++––~+C解：1.选择整流二极管25V1.23021O.UU可选用二极管2CP11IOM=100mAUDRM=50V取RLC=5T/2已知RL=50S05.025015LCR2.选择滤波电容器F250F102502000.050506LR.C可选用C=250F，耐压为50V的极性电容器18.2滤波器电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页18.3直流稳压电源稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。四集成稳压电源单片集成稳压电源，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。电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页1.分类XX两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出正电压78XX输出负电压79XX（1.25~37V连续可调）18.3直流稳压电源输出电压额定值有:5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页2.外形及引脚功能W7800系列稳压器外形1—输入端3—公共端2—输出端W7900系列稳压器外形1—公共端3—输入端2—输出端塑料封装18.3直流稳压电源电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页输出为固定正电压时的接法如图所示。(1)输出为固定电压的电路5.三端固定输出集成稳压器的应用COW7805CiUi+_+_UO1230.1~1F1F为了瞬时增减负载电流时，不致引起输出电压有较大的波动。即用来改善负载的瞬态响应。用来抵消输入端接线较长时的电感效应，防止产生自激振荡。即用以改善波形。18.3直流稳压电源电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页(2)同时输出正、负电压的电路23220V24V+C24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO–15V1F1F0.33F0.33F1000F1000F18.3直流稳压电源电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页UXX:为W78XX固定输出电压UO=UXX+UZ（3）提高输出电压的电路COW78XXCiUI+_+_UO123UXXUZRDZ+_+_18.3直流稳压电源电子与通信工程系电子学教研室下一页返回上一页（5）输出电压可调的电路18.3直流稳压电源COW78XXCiUI++UO12UXXR3+–++-R4R1R2--oXXURRRURRR211433XXoURRRRRU43312)1(电子与通信工程系电子学教研室精品课件！电子与通信工程系电子学教研室精品课件！电子与通信工程系电子学教研室例：如图所示桥式整流滤波及稳压电路，⑴试找出电路中的错误，并改正。⑵7805的3、2端之间的电压为多少？⑶求该电路输出电压的最大值Vomax和Vomin最小值。ACR1R3R2D1D2D3D42v0V~v24700uCi7805Co0.33u1uRL132下一页返回上一页18.3直流稳压电源