直流穩(wěn)壓電源15366課件

維修電工電子教案聯(lián)系電話：QQ:987356989曙光電子信息學校第2章（下）直流穩(wěn)壓電源第一節(jié)整流電路第二節(jié)濾波電路第三節(jié)分立元件穩(wěn)壓電路第四節(jié)集成穩(wěn)壓電路變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路交流電源負載整流--將交流電壓變換為單向脈動的直流電濾波--將脈動電壓中的交流分量濾除穩(wěn)壓—使傳輸?shù)闹绷麟妷悍€(wěn)定、平滑電路組成：一、單相半波整流電路1.電路分析正半周(0～π)a(+)b(－)D導通Du2uo～u1RLabu2π2π3πuoπ2π3π負半周(π～２π)a(－)b(＋)D截止

uo=0uo=u2單相半波整流電壓平均值2.參數(shù)計算3.元件選擇

RL中電流平均值二、單相橋式全波整流電路D1～u2uou1RLabD2D3D41.電路分析正半周(０～π)a(＋)b(－)電流方向負半周(π～２π)a(－)b(＋)

電流方向u2π2π3πuoπ2π3π例：橋式整流電路如圖,畫出uo、io、uD波形。D1～u2uou1RLabD2D3D4··u2π2π3πuoπ2π3πioπ2π3πuDπ2π3πuD若D1的正負極反接，則———————————正半周電路截止，負半周電源短路。若D1開路，則———————————電路變?yōu)榘氩ㄕ麟娐穒o例：橋式整流電路如圖,若D3管燒斷,輸出電壓波形為_________～u1D2u2uoRLD3D4D1u2uOA.uOC.uOD.uOB.C例：橋式整流電路的變壓器副邊電壓為20V，每個整流二極管所承受的最大反向電壓為____

A.20VB.28.28VC.40VD.56.56VB例：測量橋式整流電路的輸出電壓為9V，此時發(fā)現(xiàn)有一只二極管已經(jīng)斷開，其變壓器副邊電壓為____

A.10VB.15VC.20VD.25V

C一、電容濾波電路1.濾波原理濾波電路是利用儲能元件(與負載并聯(lián)電容或與負載串聯(lián)電感)濾掉整流所得的單向脈動電壓的交流分量，保留直流分量，使輸出電壓脈動減小。2.電容濾波電容兩端電壓不能躍變，在整流電路中加入電容，由于電容不斷的充放電，使輸出電壓的脈動減小。Du2uo～u1RLabC～u1u2uoRLCu2π2π3πu2π2π3πuoπ2π3πuoπ2π3π3.性能分析空載時，（RL=∞）

帶電阻負載時，半波整流電容濾波電路UO≈U2橋式整流電容濾波電路UO≈1.2U2一般要求①電容濾波電路(1)空載(RL=∞)時:設電容器兩端初始電壓為零。u2tuLtuc=uL故然后繼續(xù)按正弦規(guī)律下降,當<時,二極管截止,C放電,由于無放電回路,所以保持。電容C放電的快慢取決于時間常數(shù)(τ=RLC）的大小，時間常數(shù)越大，電容C放電越慢，輸出電壓就越平坦，平均值也越高。①電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時:u2t二極管中的電流uc=uLiDt電容濾波電路的特點：RLC較大u2tiDtuc=uL(2)UL與RLC的關系：RLC愈大C放電愈慢UL(平均值)愈大一般?。?T:電源電壓的周期)近似估算:UL=1.2U2(1)整流管導電時間越短的峰值電流越大（1）濾波電容C一般選擇體積小，容量大的電解電容器。

（2）普通電解電容器有正、負極性，使用時正極必須接高電位端，如果接反會造成電解電容器的損壞。要注意的幾點：（3）加入濾波電容以后，二極管導通時間縮短，且在短時間內(nèi)承受較大的沖擊電流()，為了保證二極管的安全，選管時應放寬裕量。*使用條件：各種電路參數(shù)比較：②電感濾波電路電路結構:

在橋式整流電路與負載間串入一電感。當負半周時，電感中的電流將經(jīng)由D2、D4提供。當正半周時，D1、D3導電，電感中的電流將滯后。波形圖中為交流電源整流后的波形。②電感濾波電路電路結構:

在橋式整流電路與負載間串入一電感。輸出電壓平均值:UL=0.9U2

電感濾波適用于負載電流較大的場合。它的缺點是制做復雜、體積大、笨重且存在電磁干擾。例：設計一單相橋式整流、電容濾波電路。要求輸出電壓V，已知負載電阻Ω，交流電源頻率為50Hz，試選擇整流二極管和濾波電容器。解：流過整流二極管的平均電流：

mA變壓器副邊電壓有效值：V整流二極管承受的最高反向電壓：V例：設計一單相橋式整流、電容濾波電路。要求輸出電壓V，已知負載電阻Ω，交流電源頻率為50Hz，試選擇整流二極管和濾波電容器。解：因此可選擇2CZ11B作整流二極管，其最大整流電流為1A，最高反向工作電壓為200V。

取

S則μF表1各種濾波器的比較例1:橋式整流濾波電路測出RL兩端電壓為30V，求負載斷路時的輸出電壓；電容斷路時的輸出電壓。一只二極管斷開時的輸出電壓。一只二極管和電容斷開時的輸出電壓。負載斷路時解：UO≈1.2U2＝30V加載時U2＝30／1.2電容斷路無濾波UO＝0.9U2=25V=35.35V＝22.5V一只二極管斷路半波整流濾波UO＝U2＝22.5V一只二極管、電容斷路半波整流UO＝0.45U2＝11.25V例2：試設計一臺輸出電壓為24V,輸出電流為lA的直流電源，電路形式可采用半波整流或全波整流，試確定兩種電路形式的變壓器副邊繞組的電壓有效值，并選定相應的整流二極管。解：（1）當采用半波整流電路時，變壓器副邊繞組電壓有效值為：整流二極管承受的最高反向電壓為：流過整流二極管的平均電流為：因此可選用2CZ12B整流二極管，其最大整流電流為3A，最高反向工作電壓為200V。例2：試設計一臺輸出電壓為24V,輸出電流為lA的直流電源，電路形式可采用半波整流或全波整流，試確定兩種電路形式的變壓器副邊繞組的電壓有效值，并選定相應的整流二極管。解：（2）當采用橋式整流電路時，變壓器副邊繞組電壓有效值為：整流二極管承受的最高反向電壓為：流過整流二極管的平均電流為：因此可選用四只2CZ11A整流二極管，其最大整流電流為1A，最高反向工作電壓為100V。第三節(jié)分立元件穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路～u1u2uoRLCUZIZRIOIR穩(wěn)壓管穩(wěn)壓是利用它的反向擊穿特性，當電路電源電壓或負載電流變化時，引起IZ變化，使R上的電壓發(fā)生變化來維持輸出電壓不變。U2UO

IZ

IR

UR

UO

IOUO

IZ

IR

UR

UOiu

UZabc二、串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路UI=U0+UCE1UBE1=UB1－UE1

=UC2－U0采樣基準調整比較放大U0

→UB2

→UC2

→UBE1 U0

←UCE1CR1R2R3R4RPRLVZUZUIUBE1UCE2UBE2UOIOUCE1UI→U0

→U—

→UB

→UCE

→U0采用集成運放R2R3R1RPRLVZUIUO－++例:已知U2=20V，UZ＝10V，①S閉合，求UI、UO②S斷開，求UI，并標出C的極性?！玼1u2UORLCUZRSS閉合，電路經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓輸出UIUI＝－1.2U2=－24V依電路，輸出電壓上負下正UO＝－10VS斷開，電路經(jīng)整流、穩(wěn)壓輸出UI＝－0.9U2=－18V+第四節(jié)集成穩(wěn)壓電路W78××系列穩(wěn)壓器W79××系列穩(wěn)壓器LM317/337××系列穩(wěn)壓器以工作方式分 ：a.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

b.并聯(lián)型穩(wěn)壓電路

c.開關型穩(wěn)壓電路以輸出電壓分：a.固定穩(wěn)壓電路

b.可調式穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路按電壓變換過程線性開關式按輸出電壓可調性固定式可調式(1).分類：(2).固定式線性集成穩(wěn)壓器：7800系列與7900系列例：CW78

L

05廠標輸出電壓極性最大輸出電流輸出電壓三端式固定輸出集成穩(wěn)壓器CW7800

系列(正電源)CW7900系列(負電源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V78、79系列的型號命名輸出電流78L

××/79L××—輸出電流100mA78M××/9M××—輸出電流500mA78××/79××—輸出電流1.5A輸出電壓例如：CW7805輸出5V，最大電流1.5ACW78M05輸出5V，最大電流0.5ACW78L05輸出5V，最大電流0.1A

(3).CW7800內(nèi)部電路結構框圖啟動電路基準電壓保護電路比較放大電路調整管取樣電路UIUO３1２5.集成穩(wěn)壓電路(4).三端固定式集成穩(wěn)壓器封裝及管腳排列圖5.集成穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電源的主要參數(shù)

1.電壓調整率SV

表征負載不變，輸出電壓變化的穩(wěn)壓能力。2.輸出電阻R0

表征輸入電壓不變，負載變化時的穩(wěn)壓能力。3.輸出電壓溫度系數(shù)ST

指負載、輸入電壓不變時，溫度引起的輸出變化。

W78XX系列集成穩(wěn)壓電源W78××123輸入端輸出端公共端W78××系列輸出固定的正電壓有5V、8V、12V、15V、18V、24V，最高輸入電壓為35V，如W7815，在1、3腳輸入35V，在2、3腳輸出15V?；緫秒娐稺78××123COCLUIUOCO用于消除引線的電感效應引起的自激振蕩CL用于削弱高頻噪聲提高輸出電壓的穩(wěn)壓電路W78××123COCLUIUOUZUO=UXX+UZ

提高輸出電流的穩(wěn)壓電路UIIO=I2+IC

W78××123COCLUOICIOI2輸出電壓可調的穩(wěn)壓電路W78××123COCLUIUO++R1R3R2U+=U3當RP調到最上端當RP調到最下端二、W79XX系列集成穩(wěn)壓電源W79××123輸入端輸出端公共端W79××系列輸出固定的負電壓，如W7912，在2、3腳輸出－12V。例:

利用W7812接成輸出電壓可調的穩(wěn)壓電路，試求輸出電壓可調范圍。W7812123COCLUIUO++10K10K30K當滑動頭調到最下端當滑動頭調到最上端解：例:

利用W7808接成輸出電壓可調的穩(wěn)壓電路，試求輸出電壓可調范圍。解：當R1=0U+=UO當R2=0U+=0U3=0UO＝U23＝8VW7808123COCL30VUO++R1R2RR(5).三端集成穩(wěn)壓器的應用①.單電壓電路：Uo=12VCW7812123C２++UＩC１0.33F0.1F??VD1C1:防自激電容,作用為抵消輸入長接線的電感效應，防止自激現(xiàn)象。C2:抗干擾電容，作用為改善負載的瞬態(tài)響應，消除高頻噪聲。VD1:輸入短路時，C2放電保護二極管5.集成穩(wěn)壓電路選用不同穩(wěn)壓值的78XX和79XX,可構成同時輸出不對稱正、負電壓的穩(wěn)壓電路。②.正、負電壓電路：CW79CW78C２+V–VUO2UＩUO1C１C２C１+++++_(5).三端集成穩(wěn)壓器的應用5.集成穩(wěn)壓電路③.擴大輸出電流的電路：當負載電流Io小于穩(wěn)壓器電流IOXX

=15

時，三極管Ｖ1截止

當負載電流IoIOXX時,Ｖ1導通,則有Io=

IOXX+

IC1>IOXXＶ2RS(5).三端集成穩(wěn)壓器的應用5.集成穩(wěn)壓電路輸出電壓：

此電路既提高了輸出電壓Uo,又使Uo成為可調。穩(wěn)壓器靜態(tài)電流IQ很小UoCW7812++3UＩC１R1UxxR2＋－IQ④.改變輸出電壓的穩(wěn)壓電路：(5).三端集成穩(wěn)壓器的應用5.集成穩(wěn)壓電路(6)、三端式可調集成穩(wěn)壓器一、概述CW117/217/317系列(正電源)CW137/237/337系列(負電源)工作溫度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C基準電壓1.25V輸出電壓1.2~37V（可調）最大輸出電流1.5A電壓調整率0.01%/V負載調整率0.1%/輸入與輸出電壓差允許范圍3~40V(6).三端可調式集成穩(wěn)壓器①.分類：正電壓輸出LM317等負電壓輸出LM337等②.引腳排列：5.集成穩(wěn)壓電路③.基本應用電路：輸出電壓的調節(jié)：CW317的電壓范圍為1.2~32V，（ADJ）調整U最小值1.2V。(6).三端可調式集成穩(wěn)壓器5.集成穩(wěn)壓電路R1、R2的選擇：保證負載開路時，輸出電流不小于5mAR2的選擇滿足求出：R2max＝6.8K其它元件的作用：C1：抗干擾電容；C2:防自激電容；C3：濾波電容；C2:防阻尼振蕩VD1、VD2:保護二極管③.基本應用電路：(6).三端可調式集成穩(wěn)壓器5.集成穩(wěn)壓電路三、基本應用電路UREF=1.25VIA

50A使

UREF

很穩(wěn)定一般RL

開路時流過R1

電流IR1=5~

10mA，R1=

UREF/

IR1=125~250C2用于提高紋波抑制比，可達

80

dB。C3用于抑制容性負載時的阻尼振蕩。C1用于消除輸入長線引起的自激振蕩。D1防止輸入端短路時C3反向放電損壞穩(wěn)壓器D2防止輸出端短路時C2

通過調整端放電損壞穩(wěn)壓器總結：電路基本知識電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。濾波電路:將脈動直流電壓u3轉變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uoRL①.u2正半周時:VD1

、VD3導通;VD2、VD4截止（1）.工作原理：u2uO++++41231u2u220V+-RLuOVD2VD1VD3VD4+–→iL++++4123u12u220V+-RLuOVD2VD1VD3VD4→iL1.橋式二極管整流電路應用：電路基本知識②.u2負半周時：VD2、VD4

導通，VD1

、VD3截止u2uO++++41231u2u220V+-RLOuVD2VD1VD3VD4-+→iL++++4123u12u220V+-RLuOVD2VD1VD3VD4→iL（1）.工作原理：1.橋式二極管整流電路1.4實施應用：電路基本知識UO=0.9U2,0.9U2RLIL=UORL=（3）.整流二極管的選擇:u2totototo23232U22U22U2Im2233uD1uD3uD4uD2uOuDiOγ＝0.48IF≥IL/2＝0.45U2/RL（2）.負載上的電壓、紋波系數(shù)URM≥UDM＝U21.橋式二極管整流電路（3）.硅橋式整流器（橋堆）：u2uO+

–

~+~-(b)方橋(a)扁橋(c)圓橋提問：220V交流電不用變壓器能進行橋式整流嗎？1.橋式二極管整流電路2.電容濾波電路估算公式:UO=(1.0―1.1)U2

2UDM=2U2uou2iLVDRLTu1C

t0232U2uo利用電容器的充放電*二極管導通時間比不加C時短，流過二極管的瞬時電流很大，C越大，沖擊電流越大，選用二極管時要求IF=(2—3)ID(1).半波整流電容濾波電路電路基本知識電容充電電容放電二極管導通時給電容充電,二極管截止時電容向負載放電(2).單相橋式整流電容濾波電路u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uoiLCuC濾波后輸出電壓

uo的波形變得平緩,平均值提高。2.電容濾波電路工作波形：