第8章 直流穩(wěn)壓電源

1、 1、掌握穩(wěn)壓電源的組成及類型；、掌握穩(wěn)壓電源的組成及類型；2、了解整流、濾波的原理；、了解整流、濾波的原理；3、了解穩(wěn)壓管、三端集成穩(wěn)壓器、了解穩(wěn)壓管、三端集成穩(wěn)壓器、串聯(lián)型穩(wěn)壓電源、開關(guān)型穩(wěn)壓電串聯(lián)型穩(wěn)壓電源、開關(guān)型穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)及應(yīng)用。源的特點(diǎn)及應(yīng)用。 u4uou3u2u18.1 8.1 直流穩(wěn)壓電源的組成直流穩(wěn)壓電源的組成各組成部分的作用：各組成部分的作用：1 1、電源變壓器：利用降壓的變壓器，將電網(wǎng)電壓（電源變壓器：利用降壓的變壓器，將電網(wǎng)電壓（220V220V、50Hz50Hz）變換成合適的交流電壓。變換成合適的交流電壓。2 2、整流電路：利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流電壓變換整流

2、電路：利用二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣麟妷鹤儞Q成脈動的直流電。成脈動的直流電。3 3、濾波電路：利用電容、電感等儲能元件，將整流電路輸濾波電路：利用電容、電感等儲能元件，將整流電路輸出的單向脈動電壓中的交流成分濾除掉，變成比較平滑的出的單向脈動電壓中的交流成分濾除掉，變成比較平滑的直流電壓輸出。直流電壓輸出。4 4、穩(wěn)壓電路：利用電路自動調(diào)整的原理，使輸出電壓在電穩(wěn)壓電路：利用電路自動調(diào)整的原理，使輸出電壓在電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流變化或二者均發(fā)生變化時(shí)保持穩(wěn)定。網(wǎng)電壓或負(fù)載電流變化或二者均發(fā)生變化時(shí)保持穩(wěn)定。8.2 8.2 單相整流電路單相整流電路一一、單相半波整流電路、單相半波整流電路u u2 2

3、 0 0 時(shí)，二極管時(shí)，二極管導(dǎo)通。導(dǎo)通。i iL Lu u1 1u u2 2a aT Tb bD DR RL Lu uo o忽略二極管正忽略二極管正向壓降：向壓降：u uo o= =u u2 2u u2 20 I Io(AV)o(AV)二、二、 單相全波整流電路單相全波整流電路D D1 1- -u u1 1u u2 2a aT Tb bR RL Lu uo oD D2 2u u2 2i iL L+ +- -+ +- -+ +U Uo(AV)o(AV) 0.9U 0.9U2 2輸出電壓脈動成分減小，變壓器利用率不高，二極管承受反壓高。輸出電壓脈動成分減小，變壓器利用率不高，二極管承受反壓高。三

4、、單相橋式整流電路三、單相橋式整流電路u u2 20 0 時(shí)時(shí)D D1 1, ,D D2 2導(dǎo)通導(dǎo)通 D D3 3, ,D D4 4截止截止 電流通路電流通路: : A A D D1 1R RL LD D2 2B Bu u2 20 0 時(shí)時(shí)D D3 3, ,D D4 4導(dǎo)通導(dǎo)通 D D1 1,D,D2 2截止截止 電流通路電流通路: : B B D D3 3R RL LD D4 4A A輸出是脈動的直流電壓！輸出是脈動的直流電壓！u u2 2u uD D4 4, ,u uD D3 3u uD D2 2, ,u uD D1 1u u2 2D D4 4D D3 3D D1 1D D2 2R RL

5、Lu uo oA AB Bu uo oU Uo(AV)o(AV) 0.9U 0.9U2 2二極管承受反壓為二極管承受反壓為22U幾種常見的硅整流橋外形：幾種常見的硅整流橋外形： + + A C - A C - + - + -+ -+ -8.3 8.3 濾波電路濾波電路作用：作用：將脈動的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?。將脈動的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸Ｒ?、一、電容濾波電路電容濾波電路原理：原理：利用儲能元件電容兩端電壓不能突變和電利用儲能元件電容兩端電壓不能突變和電感中電流不能突變的特點(diǎn)，將感中電流不能突變的特點(diǎn)，將電容和負(fù)載電阻并電容和負(fù)載電阻并聯(lián)或電感與負(fù)載電阻串聯(lián)聯(lián)或電感與負(fù)載電阻串聯(lián)，可

6、以組成，可以組成RCRC或或LCLC濾波濾波電路。電路。工工作作原原理理RLuoau1u2u1bD4D3D1D2SC+-+-+-1 1）R RL L未接入時(shí)未接入時(shí)( (忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻) )u u2 2t tu uo ot t設(shè)設(shè)t t1 1時(shí)刻時(shí)刻接通電源接通電源t t1 1整流電路為整流電路為電容充電電容充電充電結(jié)束充電結(jié)束沒有電容時(shí)沒有電容時(shí)的輸出波形的輸出波形aRLuou1u2u1bD4D3D1D2SC+-+-+-2 2）R RL L接入（且接入（且R RL LC C較大）時(shí)較大）時(shí) ( (忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻) )u u2 2t tu uo ot t電容

7、通過電容通過R RL L放電放電，在整流電，在整流電路電壓路電壓小于小于電容電壓時(shí)，二電容電壓時(shí)，二極管截止，整流電路不為電極管截止，整流電路不為電容充電，容充電，u uo o會逐漸下降會逐漸下降。iDaRLuou1u2u1bD4D3D1D2SC+-+-+-只有整流電路輸出電壓只有整流電路輸出電壓大大于于u uo o( (u uc c) )時(shí)，才有時(shí)，才有充電充電電流電流i iD D 。因此整流電路的輸出。因此整流電路的輸出電流是脈沖波。電流是脈沖波。u2t可見，采用電容濾波時(shí)，整可見，采用電容濾波時(shí)，整流管的導(dǎo)通角較小。流管的導(dǎo)通角較小。uot整流電路的輸整流電路的輸出電流出電流i iD D

8、2 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：1 1）加了電容濾波電路后，輸出電壓的直流成分提高了，脈加了電容濾波電路后，輸出電壓的直流成分提高了，脈動成分降低了。動成分降低了。2 2）R RL LC C越大，放電過程越慢，則輸出電壓越高，同時(shí)脈越大，放電過程越慢，則輸出電壓越高，同時(shí)脈動成分越小，濾波效果越好。動成分越小，濾波效果越好。3 3）R RL L=（開路）時(shí)，（開路）時(shí)，U Uo(AV)o(AV)= = 電容濾波電路適用于負(fù)載電流較小且變化范圍不大的場電容濾波電路適用于負(fù)載電流較小且變化范圍不大的場合合。22U3 3、輸出電壓平均值、輸出電壓平均值U Uo(AV)o(AV) 1.2U 1.2U2 24 4

9、、參數(shù)選擇、參數(shù)選擇2)53(TCRL電容耐壓應(yīng)大于電容耐壓應(yīng)大于22U1型型RC濾波電路濾波電路二、其他二、其他濾波電路濾波電路2電感濾波電路和電感濾波電路和LC濾波電路濾波電路 二、其他二、其他濾波電路濾波電路2電感濾波電路和電感濾波電路和LC濾波電路濾波電路 二、其他二、其他濾波電路濾波電路一、電路組成：一、電路組成：U Uo oR Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL L橋式整流橋式整流電容濾波電容濾波穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路8.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 作用：作用：利用自動調(diào)整的原理，使輸出電壓

10、在電網(wǎng)電利用自動調(diào)整的原理，使輸出電壓在電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流變化或二者均發(fā)生變化時(shí)保持穩(wěn)定。壓或負(fù)載電流變化或二者均發(fā)生變化時(shí)保持穩(wěn)定。 U UZ ZI II IZminZminI IZ ZU UZ ZU U二、穩(wěn)壓原理：二、穩(wěn)壓原理：由圖知：由圖知：U UI I= =U UR R+ +U UO O I IR R= =I IZ Z+ +I IL LR Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL LU Uo o穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓區(qū)，管穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓區(qū)，管子兩端電壓基本穩(wěn)定在子兩端電壓基本穩(wěn)定在U UZ Z. .當(dāng)電

11、網(wǎng)電壓波動時(shí)：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時(shí)： （R RL L不變）不變）R Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL LU Uo oU Uo o電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓U UI IU Uo o ( (U UZ Z) ) I IZ ZI IR RU UR RU Uo o基本不變基本不變 當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，穩(wěn)壓電路通過限流電阻當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，穩(wěn)壓電路通過限流電阻R R上電壓的上電壓的變化來抵消變化來抵消U UI I的變化，即的變化，即U UR RU UI I，從而使，從而使U Uo o基本不變?；静蛔儭?當(dāng)負(fù)載變化時(shí)：當(dāng)負(fù)載變化

12、時(shí)： （U UI I不變）不變）R Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL LU Uo oU Uo oI IL LU Uo o ( (U UZ Z) ) I IZ ZI IR RU UR RU Uo o基本不變基本不變R RL LI IR RU UR R 用用I IZ Z的減小來補(bǔ)償?shù)臏p小來補(bǔ)償I IL L的增大，最終使的增大，最終使I IR R基本保持不變，從基本保持不變，從而輸出電壓而輸出電壓U Uo o也維持基本穩(wěn)定。也維持基本穩(wěn)定。 因此，限流電阻必不可少，利用穩(wěn)壓管所起的電流調(diào)節(jié)因此，限流電阻必不

13、可少，利用穩(wěn)壓管所起的電流調(diào)節(jié)作用，通過限流電阻上電壓或電流的變化進(jìn)行補(bǔ)償，來達(dá)到作用，通過限流電阻上電壓或電流的變化進(jìn)行補(bǔ)償，來達(dá)到穩(wěn)壓的目的。穩(wěn)壓的目的。注意選擇限流電阻的大小。注意選擇限流電阻的大小。v輸出電流不超過輸出電流不超過 1. 5 A（加散熱器）（加散熱器）v不需要外接元件不需要外接元件v內(nèi)部有過熱保護(hù)內(nèi)部有過熱保護(hù)v內(nèi)部有過流保護(hù)內(nèi)部有過流保護(hù)v調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)v輸出電壓容差為輸出電壓容差為 4% 輸出電壓額定值有輸出電壓額定值有: 5V、6V、9V、12V 、 15V、 18V、 24V等等 。1 1、W7800W7800系列穩(wěn)壓器接線圖系列

14、穩(wěn)壓器接線圖+ +_ _W7805W7805U UI I+ +_ _U Uo o1 13 32 2C CI I0.110.11 F FC Co o1 1 F F+10V+10V+5V+5V注意：一般注意：一般U UI I要比要比U UO O大大3-5V3-5V，才能保證集成穩(wěn)壓才能保證集成穩(wěn)壓器工作在線性區(qū)。器工作在線性區(qū)。二、集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用二、集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用抵消輸入線電感效抵消輸入線電感效應(yīng)，防止自激振蕩應(yīng)，防止自激振蕩消除輸出電壓中的消除輸出電壓中的高頻噪聲高頻噪聲2 2、W7900W7900系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖+ +W7905W7905U UI I+ +U Uo o2

15、 23 31 1C CI I0.110.11 F FC Co o1 1 F F-10V-10V-5V-5V二、集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用二、集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用u u2 2u u1 1 C C1 1300300 F FU U1 1=220V=220VU U2 2=8V=8VU UC1C1=1.2 U=1.2 U2 2 =9.6V =9.6VU Uo o=5V=5V+ +_ _C Co oW7805W7805+ +_ _U Uo o1 13 32 21 1 F FR RL LC CI I1 1 F F二、集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用二、集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用3 3、實(shí)際應(yīng)用接線圖、實(shí)際應(yīng)用接線圖+0.33 F)V1(25112ORR.U COW317CiUi+_+_UO321 AdjR1R2240 1F0.1F8.6串聯(lián)型穩(wěn)