西工大电工电子第7章直流稳压电源

第7章直流稳压电源7.1不可控整流电路7.4可控整流电路7.3稳压电路7.2滤波电路1.了解直流稳压电源的基本组成及工作原理2.了解集成稳压电源的特点和使用3.了解晶闸管和可控整流电路的工作原理本章要求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u0的稳定半导体直流稳压电源的组成和功能整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo单相半波整流电路u20:导通i0u1u2aTbDRLu0忽略二极管正向压降：u0=u2tu2tuoi0=u0/RL7.1不可控整流电路u20时，二极管截止，输出电流为0截止u0=0u1u2aTbDRLu0i0tu2tuoi0=0输出电压波形与大小tuo输出电压平均值输出电压波形：u1u2aTbDRLu0i0222oo012d0.452UUutU二极管上承受的最高电压：DRM22UU二极管上的平均电流：ID=I0=U0/RL动画输出电压波形与大小tuo输出电压波形：u1u2aTbDRLu0i0单相桥式整流电路单相桥式整流电路+-u2正半周时电流通路u1u2TD4D2D1D3RLu0单相桥式整流电路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2负半周时电流通路u2tt电路输出波形及二极管上电压波形uD4,uD2uD3,uD1tuou2D4D2D1D3RLu0+-动画负载电压U0的平均值:222oo0122d0.92UUutU负载上的(平均)电流:2oL0.9UIR2DoL10.452UIIRDRM22UU流过每只整流二极管的平均电流:二极管截止时两端承受的最大反向电压：tuo(io)几种常见的硅整流桥+AC-~+~-~+-~交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压原理：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7.2滤波电路aRL未接入时u2tu0t设t1时刻接通电源t1充电结束忽略整流电路内阻没有电容时的输出波形u1u2u1bD4D2D1D3RLu0SCRL接入且RLC较大时u2tu0tu1u2u1abD4D2D1D3RLu0SC动画一般取dL(35)2TτRC(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=1.2U2电容滤波电路特点（1）输出电压Uo与放电时间常数RLC有关。RLC愈大电容器放电愈慢Uo(平均值)愈大输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,Uo改变（2）输出特性(外特性)uo电容滤波纯电阻负载1.4U20.9U2oIL7.3.1简单稳压电路RU0RLu2u1DZCUIU0=UZ=UI-RIIZI动画7.3稳压电路单片集成稳压电源，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。主要介绍常用的W7800系列、W7900系列三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。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。7.3.2集成稳压电路1端:输入端2端:公共端3端:输出端W7800系列稳压器外形1231端:公共端2端:输入端3端:输出端W7900系列稳压器外形123集成稳压器分类:正稳压W78XX负稳压W79XX固定式可调式三端集成稳压器型号后XX两位数字代表输出电压值W78系列(输出正电压)W79系列(输出负电压)}输出电压额定电压值有:5V、8V、12V、18V、24V等一、输出为固定电压的电路应用电路输出为固定正压时的接法如图所示。+_W7800系列稳压器基本接线图CoW78XXCIUI+_Uo1320.1~1F1µF二、输出正负电压的电路正负电压同时输出电路W78XXCIUI+_UO132+_CIW79XX13COCO2UOCOW78XXCIUI+_+_UO132UXXUZRDZUXX:为W78XX固定输出电压UO=UXX+UZ三、提高输出电压的电路7.3.3开关稳压电路开关稳压电源依靠调整管稳定输出电压。控制电路使调整管处于开关状态，效率高，电路结构复杂，通过开关调整管、脉宽调制电路和滤波电路等组成7.4可控整流电路7.4.1晶闸管符号AKGGKP1P2N1N2A阳极阴极控制极晶闸管导通的条件：（1）阳极A加正电压（2）控制极G加正的触发电压伏安特性UIIHIFIG=0时有IG时正向反向U--阳极、阴极间的电压I--阳极电流UDSM正向转折电压截止导通导通后管压降约1V额定正向平均电流维持电流URSM反向击穿电压正向特性：控制极开路时，随UAK的加大，阳极电流逐渐增加。当U=UDSM（正向转折电压）时，晶闸管自动导通。正常工作时，UAK应小于UDSM。反向特性：随反向电压的增加，反向漏电流稍有增加，当U=URSM（反向击穿电压）时，反向击穿。正常工作时，反向电压必须小于URSM。7.4.2可控整流电路（1）电路及工作原理u20的导通路径：u2(A)T1RLD2u2(B)T1、T2--晶闸管D1、D2--二极管T1T2D1D2RLuLu2AB+-T1、D2导通，T2、D1截止uGT2RLD1u2(A)u2(B)u20的导通路径：T1、T2--晶闸管D1、D2--晶体管T1T2D1D2RLuLu2AB+-uGT2、D1导通，T1、D2截止（2）工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-（3）输出电压及电流的平均值21cos0.92UtuL201()aUuLdt212sin()aUtdtLLUIR