十二(直流穩(wěn)壓電源)課件

第12章

直流穩(wěn)壓電源成都大學工業(yè)制造學院第12章

直流穩(wěn)壓電源成都大學112.1直流穩(wěn)壓電源的組成和功能12.2整流電路12.3濾波電路12.4穩(wěn)壓電路12.5集成穩(wěn)壓電源目錄12.1直流穩(wěn)壓電源的組成和功能目錄2直流穩(wěn)壓電源的作用：

從交流電源變換成平滑而穩(wěn)定的直流電。直流穩(wěn)壓電源廣泛應(yīng)用于：1.工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中2.國防軍事中3.科學實驗中4.日常生活中返回直流穩(wěn)壓電源的作用：從交流電源變換成平滑而穩(wěn)定的直流電。直312.1直流穩(wěn)壓電源的組成和功能一、組成直流穩(wěn)壓電源由：變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分構(gòu)成。返回12.1直流穩(wěn)壓電源的組成和功能一、組成直流穩(wěn)壓電4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uR。濾波電路——將脈動直流電壓uR轉(zhuǎn)變?yōu)檩^平滑的直流電壓uF。

穩(wěn)壓電路——清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響,保持輸出直流電壓U0的穩(wěn)定。二、功能返回電源變壓器——將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m512.2整流電路一、整流電路的任務(wù)利用半導(dǎo)體單向?qū)щ娫呀涣麟妷恨D(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。二、整流電路的種類整流電路有單相半波、單相全波、單相橋式全波和倍壓整流；三相半波、三相橋式全波整流等多種電路。返回以下主要介紹小功率電源中常用的前三種整流電路。12.2整流電路一、整流電路的任務(wù)利用半導(dǎo)體單向?qū)?1、單相半波整流電路返回(1)電路組成D——具有單向?qū)щ娦缘亩O管；u1、u2——大小和方向都隨時間變化的交流電。1、單相半波整流電路返回(1)電路組成D——具有單向?qū)щ娦缘?當u2>0時，二極管導(dǎo)通，則：uo=u2且：iD=io=uo/RL單向?qū)ㄐ?2)工作原理返回但此時的uo，其電壓、電流大小還是隨時間變化，因此，我們稱其為脈動直流。當u2>0時，二極管導(dǎo)通，且：iD=io=uo/RL單向8單相半波整流電路的輸出uo為脈動直流，且為半波整流波形。且：iD=io=0單向?qū)ㄐ苑祷禺攗2<0時，二極管截止，則：uo=0(2)工作原理單相半波整流電路的輸出uo為脈動直流，且為半波整流波9單相半波整流電路輸出電壓波形：單相半波整流電路輸出電壓平均值：返回單相半波整流電路輸出電壓波形：單相半波整流電路輸出電壓平均值10單相半波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流：單相半波整流電路中二極管上承受的最高反向電壓：返回這種除去半周的整流方法叫做半波整流。半波整流是以“犧牲”一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低。一般很少采用。單相半波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流11變壓器次級線圈中引出一個抽頭，把次級線圈分成兩個繞組。2、單相全波整流電路返回(1)電路組成D1、D2——具有單向?qū)щ娦缘亩O管；u1、u2——大小和方向都隨時間變化的交流電。變壓器次級線圈中引出一個抽頭，把次級線圈分成12當u2>0,D1導(dǎo)通，D2截止；單相全波整流電路輸出uo為脈動直流，且為全波整流波形。當u2<0,D2導(dǎo)通，D1截止。(2)工作原理返回當u2>0,D1導(dǎo)通，D2截止；單相全波整流電路輸13單相全波整流電路輸出電壓波形單相全波整流電路輸出電壓平均值單相全波整流電路輸出電流平均值返回單相全波整流電路輸出電壓波形單相全波整流電路輸出電壓平均值單14單相全波整流電路二極管上承受的最高反向電壓：單相全波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流：返回這種巧妙利用正負半周的方法稱為全波整流，大大提高了整流效率。但全波整流電路，需要變壓器有一個使兩端對稱的次級中心抽頭，這給制作上帶來很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。單相全波整流電路二極管上承受的最高反向電壓：單相全波整流電路153、單相橋式全波整流電路返回(1)電路組成D1、D2、D3、D4——具有單向?qū)щ娦缘亩O管；u1、u2——大小和方向都隨時間變化的交流電。3、單相橋式全波整流電路返回(1)電路組成D1、D2、D316(2)工作原理當u2>0時，二極管D1、D3

導(dǎo)通。返回(2)工作原理當u2>0時，二極管D1、D3導(dǎo)通。17(2)工作原理當u2<0時，二極管D2、D4

導(dǎo)通。返回touO(2)工作原理當u2<0時，二極管D2、D4導(dǎo)通。18(3)波形返回單相橋式全波整流電路輸出uo為脈動直流，且為全波整流波形。(3)波形返回單相橋式全波整流電路輸出uo為脈動直19單相橋式全波整流電路輸出電壓波形：單相橋式整流電路輸出電壓平均值：單相橋式全波整流電路輸出電流平均值：返回單相橋式全波整流電路輸出電壓波形：單相橋式整流電路輸出電壓平20單相橋式全波整流電路二極管上承受的最高反向電壓：單相橋式全波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流(由于每個二極管只在半個周期內(nèi)導(dǎo)通)：返回單相橋式全波整流電路二極管上承受的最高反向電21思考：單相橋式全波整流

與

單相全波整流異同單相橋式全波整流單相全波整流變壓器二極管反向電壓輸出電壓波形整流元件數(shù)量二極管平均電流輸出電壓平均值無中心抽頭4全波有中心抽頭2全波實際應(yīng)用中，單相橋式全波整流電路應(yīng)用較多！返回思考：單相橋式全波整流與單相全波整流異同單相橋式全波整流22單相橋式整流電路中的整流電橋可由四個單獨整流二極管組成，也可直接用集成的整流橋塊代替。整流橋塊二極管橋選擇整流元件的主要指標：1.平均整流電流

2.反向耐壓

返回單相橋式整流電路中的整流電橋可由四個單獨整流二極管組23整流橋?qū)嵨镎掌祷卣鳂驅(qū)嵨镎掌祷?4返回返回2512.3濾波電路濾波的基本概念:交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路就是利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,將電容與負載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負載RL串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。這一過程稱為濾波。返回12.3濾波電路濾波的基本概念:交流電壓經(jīng)整流電路整流后261、電容濾波電路(1)單相半波整流電容濾波電路返回1、電容濾波電路(1)單相半波整流電容濾波電路返回27(2)單相橋式整流電容濾波電路返回(2)單相橋式整流電容濾波電路返回28半波整流濾波電路（C=100UF）波形圖整流二極管中的電流濾波輸出電壓返回半波整流濾波電路（C=100UF）波形圖整流二極管中的電流濾29全波整流濾波電路（C=100UF）波形圖輸出電壓二極管沖擊電流返回電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負載電流較小且負載變動不大的場合。全波整流濾波電路（C=100UF）波形圖輸出電壓二極管沖擊電302、電感濾波在橋式整流電路與負載間串入一電感L就構(gòu)成了電感濾波電路。(1)電路結(jié)構(gòu)返回2、電感濾波在橋式整流電路與負載間串入一電感L就構(gòu)成31(2)電感濾波原理對直流分量(f=0):XL=0,L相當于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波分量:

f越高,XL越大,電壓大部分降在XL上。因此,在輸出端能夠得到比較平滑的直流電壓。(3)電感濾波的特點整流管導(dǎo)電角較大,峰值電流很小,輸出特性比較平坦,適用于低電壓大電流(RL較小)的場合。缺點是電感鐵芯笨重,體積大,易引起電磁干擾。返回(2)電感濾波原理對直流分量(f=0):XL=0323、LC型、

型濾波為了進一步改善濾波特性，可采取多級濾波的辦法,如在電容濾波后再接一級RC濾波電路，或在電感濾波后面再接一電容。從而構(gòu)成LC型或RC-、LC-型濾波電路，其性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似。返回3、LC型、型濾波為了進一步改善濾波特性，可采取多級濾波33(1)L-C

型濾波電路結(jié)構(gòu)返回(1)L-C型濾波電路結(jié)構(gòu)返回34(2)RC-型濾波電路結(jié)構(gòu)特點：

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R太大，將使直流壓降增加。主要適用于負載電流較小而又要求輸出電壓脈動很小的場合。返回(2)RC-型濾波電路結(jié)構(gòu)特點：R愈大，C2愈35(3)LC-

型濾波電路結(jié)構(gòu)特點：濾波效果比LC濾波器更好，但整流二極管中的沖擊電流較大。電感線圈體積大而笨重、成本高。返回(3)LC-型濾波電路結(jié)構(gòu)特點：濾波效果比LC3612.4穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路(小功率設(shè)備)在小功率設(shè)備中常用的穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、線性穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路等。返回穩(wěn)壓電路的主要作用：為負載提供不隨電源電壓波動和負載波動影響的穩(wěn)定的輸出電壓。12.4穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路37穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1、電路結(jié)構(gòu)返回2、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路特點優(yōu)點：電路簡單，元件少。缺點：穩(wěn)壓效果不太好，輸出電壓不可調(diào)，帶負載能力差，只能用作提供基準電源。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1、電路結(jié)構(gòu)返回2、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路特點優(yōu)點：電3812.5集成穩(wěn)壓電源1、集成穩(wěn)壓電源簡介隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入端、輸出端和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。根據(jù)輸出端電壓是否可調(diào)可分為固定輸出式和可變輸出式兩類。返回本節(jié)主要介紹常用的7800、7900系列固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器組件及其應(yīng)用。12.5集成穩(wěn)壓電源1、集成穩(wěn)壓電源簡介隨著半導(dǎo)39分類：正穩(wěn)壓7800系列負穩(wěn)壓37系列正穩(wěn)壓17系列負穩(wěn)壓7900系列三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式注意：7800/7900系列型號后兩位數(shù)字XX代表輸出電壓值。返回分類：正穩(wěn)壓負穩(wěn)壓正穩(wěn)壓負穩(wěn)壓三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式注意40三端集成穩(wěn)壓器實物照片返回三端集成穩(wěn)壓器實物照片返回41三端集成穩(wěn)壓器管腳排列78系列－輸出正電壓79系列－輸出負電壓7805＋5V7806＋6V7808＋8V7809＋9V7810＋10V7812＋12V7815＋15V7818＋18V7824＋24V……7905－5V7906－6V7908－8V7909－9V7910－10V7912－12V7915－15V7918－18V7924－24V……輸入端輸出端公共端輸入端輸出端公共端返回三端集成穩(wěn)壓器管腳排列78系列－輸出正電壓79系列－輸出負電42(1)輸出為固定正電壓的電路2、應(yīng)用電路輸出為固定正壓時7800系列穩(wěn)壓器的基本接線圖如圖所示。注意：輸入與輸出端之間的電壓差不得低于3V！返回使用時，三端穩(wěn)壓器接在整流濾波電路之后。(1