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文檔簡(jiǎn)介

§8.1直流電源的組成交流電的獲得相比從電池、蓄電池化學(xué)電源得到要廉價(jià)且方便。將電網(wǎng)交流電源經(jīng)變換、整流、濾波,穩(wěn)壓后組成的直流穩(wěn)壓電源,經(jīng)濟(jì)容量范圍大,性能優(yōu)良。單相小功率的直流電源的任務(wù)是將220V,50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成幅值穩(wěn)定的直流電壓(幾伏或幾十伏),同時(shí)提供一定的直流電流(幾安或幾十安)。劈竊恭肛廟擦濁勤吉蛾照飾局布隧柒具悼舅躍蓉椎肆蕩撐蜜詐逮極憤蚌葬第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流電網(wǎng)電壓電源變壓器整流電路濾波器穩(wěn)壓電路負(fù)載小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓電路等幾部分組成。電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓變?yōu)楹线m的交流電壓。整流電路:

將交流電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷?。穩(wěn)壓電路:

清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓的穩(wěn)定。虛線(xiàn)代表電源電壓增加時(shí)的情況鼓拙緩候鳳獨(dú)剖息榴附靳喂女胺焊箋私捉倦皂第倆躁硫及腐速窘儒席孩薩第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流§8.2小功率整流濾波電路

利用有單向?qū)щ娦阅艿恼髟缍O管等,將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)直流電的電路稱(chēng)為整流電路。

整流電路按輸入電源相數(shù)可分為:(1)單相整流電路

按輸出波形又可分為:(1)半波整流電路目前廣泛使用的是橋式整流電路。(2)三相整流電路(2)全波整流電路奶曬巒瘦漲峰泥介坍元悲癌粥謄扮偏跋撲當(dāng)鯉淖富儡?chē)炭⒙?lián)承悅獵繭危沙第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.2.1整流電路一、單相半波整流電路u2uLuD

t

2340+–在

的正半周,二極管D承受正壓而導(dǎo)通。在的負(fù)半周,二極管D承受反壓而截止。學(xué)撻歹稍艇撬皺士予湖妓靶譴白億澄鍘諒躁鹽眶荊運(yùn)冷引浴屋優(yōu)泊栗鷹水第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流IL

主要參數(shù):uL

20t1)輸出電壓平均UL:IL=UL/RL=0.45U2

/RL

2)輸出電流平均Io

:磚涅瘓廓蚤熱除錢(qián)匣挑帥碳單箋均強(qiáng)傅表脹琳旗場(chǎng)碧戶(hù)然躥誡流慷蟹般吸第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流流過(guò)二極管的平均電流:ID

=IL二極管承受的最高反向壓:

2uD0tURMIDIL芳閣貞縛爺剪奏哼畏廠(chǎng)邀灼犀零食膨搏墟呵達(dá)酬尾迷鍺織藐揉刀繭愁叫獸第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流原理:變壓器副邊中心抽頭,感應(yīng)出兩個(gè)相等的電壓u2二、單相全波整流電路+–+–+–+–u2uLuD1

t

2340uD2

正半周,D1導(dǎo)通,D2截止。負(fù)半周,D2導(dǎo)通,D1截止。仁洋匝懶錘爪胳斬瘋托惕鼓自撂技米傳皮胎嗡銅誓帥斃因韶偉震誹鑰鋤鱉第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流主要參數(shù):ILuL

20t1)輸出電壓平均值UL:2)輸出電流平均IL:IL=UL/RL=0.9U2

/RL

穩(wěn)詐劊漠綴嗚大縮迄仁述喧跺腋凳倦籌群跌畸較峭懶途犧葦截娥叁孕被籽第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流流過(guò)二極管的平均電流:uL

20tD1導(dǎo)通D2導(dǎo)通D2導(dǎo)通D1導(dǎo)通二極管D1和D2是輪流導(dǎo)通的,所以流經(jīng)每個(gè)二極管的平均電流為:ID

=IL/2uD

20t二極管承受的最高反向壓:URM渣煤喝羨瘦潮祭彭仔爐朔列歲尸伴鴛磨粕彝猜府勉謬藕陋男敘亦琵峭無(wú)若第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流三、單相橋式整流電路D1、D3導(dǎo)通,D2、D4截止.電流路徑為:a→D1→RL→D3→b。abu2uL+–u2為正半周時(shí):在負(fù)載電阻上正弦波的正半周。u2為負(fù)半周時(shí):D1和D3截止,D2

D4導(dǎo)通。電流路徑為:b→D2→RL→D4→a。在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。uL+–蹋屎濰中蘆沼捂扳號(hào)術(shù)呵恨膚則迂戎咆咨脊牧耽貶鑰噪矚嘎奏刪微丑俯潤(rùn)第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流在負(fù)載電阻上正負(fù)半周經(jīng)過(guò)合成,得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。單相橋式整流電路的波形圖如圖所示。單相脈動(dòng)電壓的平均值用直流電壓等效。流過(guò)負(fù)載的平均流:因四個(gè)二極管兩兩輪流導(dǎo)通故流過(guò)二極管的平均電流ID=IL/2二極管所承受的最大反向壓為副邊電壓最大值:uLU2穆鞍握傀涌味恐婉撰譽(yù)痙瓊謅私鈍單蠟氛肩鼻牡羅制粘憾冤粉暮緯俯舀壓第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流流過(guò)負(fù)載的脈動(dòng)電壓中包含有直流分量和交流分量,可將脈動(dòng)電壓作傅立葉分析。最低次諧波的幅值與平均值的比值稱(chēng)為脈動(dòng)系數(shù)S:基波峰值輸出電壓平均值楓訓(xùn)勘貧澄爐矽藝臀冰苔誼甚蝎砒攀看酶其些樞奏德念竭灸瀕努絢竅渴睡第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流流過(guò)負(fù)載的脈動(dòng)電壓中包含有直流分量和交流分量,可將脈動(dòng)電壓作傅立葉分析。諧波分量總稱(chēng)為紋波,它疊加于直流分量之上。常用紋波系數(shù)Kγ來(lái)表示直流輸出電壓中相對(duì)紋波電壓的大小。即由(1)和(2)得橋式整流電路的紋波系數(shù)(1)(2)眨沃綸注所亥伯苫魁悟鉗啃柿坑稻潭逐濰蛆懼死雙認(rèn)測(cè)蘭稱(chēng)祟請(qǐng)曬垣甘用第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流整流變壓器副邊電壓有效值為:整流變壓器副邊電流有效值為:由以上計(jì)算,可以選擇整流二極管和整流變壓器。弗炒懇慫齲販錄影燴叼縛女狐美備畝呂又莉儉擒無(wú)衫攪懼蜒激吊螟漲甭濫第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流例:試設(shè)計(jì)一臺(tái)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(yīng)的整流二極管。解:(1)當(dāng)采用半波整流電路時(shí),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(guò)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。檸犀攬吻抗關(guān)捧鎳森紙愧勻俘參增遜鈣掂拼柵灼鄲險(xiǎn)舉饋析揩窒甭漲漢猛第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流例:試設(shè)計(jì)一臺(tái)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(yīng)的整流二極管。解:(2)當(dāng)采用橋式整流電路時(shí),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(guò)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。立井惋臼幅件域邵賞讒釣要賃沙河箱轍乳反易衫淌宵缺嘆想分窖豆泰繁掇第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流集成硅整流橋:u2uL+

~+~-

+–輸出電壓高,紋波電壓較小,晶體管所承受的最大反向電壓較低,同時(shí)因電源變壓器在正、負(fù)半周內(nèi)部有電流供給負(fù)載,電源變壓器得到了充分的利用,效率較高。缺點(diǎn):二極管用得較多。但市場(chǎng)上已有整流橋堆出售。橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn):囤捕柜遼任混非紀(jì)碧銘錫穆極薩描刻錠槐閱鎮(zhèn)恿躲揮界址卞說(shuō)穎熾原剮振第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流b四、倍壓整流電路VD1導(dǎo)通,VD2截止,向C1充電,電壓極性為右正左負(fù),峰值電壓可達(dá);在正半周(a端為正,b端為負(fù)):錯(cuò)澀喘七炮睬許碴向贅剔矽丟炒螞饒讕任喲身伺俯滴凈森灸胚鄧扁閘甭峰第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流b四、倍壓整流電路在負(fù)半周(b端為正,a端為負(fù)):VD2導(dǎo)通,VD1截止,向C1充電,+UC1(電容器C1兩端電壓),向電容器充電,電壓極性右正左負(fù),峰值電壓為。走滋缸又汞強(qiáng)籮廂挽評(píng)路宴動(dòng)臉黑慰吠此抿腸宏的稠琢怨環(huán)向繪腋譏掂稼第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流b四、倍壓整流電路C1的耐壓應(yīng)大于,C2的耐壓應(yīng)大于。倍壓整流電路一般用于高電壓,小電流的直流電源中??拐櫱粮蚪{赤懲事定箕揭趴仿欠皮災(zāi)掠組恕險(xiǎn)睬幕腺膳屈纓靠獲晚隙嘻堅(jiān)第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.2.2濾波電路

由于中存在一定的紋波,故需用濾波電路來(lái)濾除紋波電壓。濾波電路利用電抗性元件的儲(chǔ)能作用實(shí)現(xiàn)濾波。

一般通過(guò)將電容C與負(fù)載并聯(lián)或?qū)㈦姼蠰跟負(fù)載串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)過(guò)濾波電路后,既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量,改變了交直流成分的比例,減小了電路的脈動(dòng)系數(shù),改善了直流電壓的質(zhì)量。(本節(jié)只分析單相橋式整流濾波電路)切剛滅石繪猙胺咆檀勺惡樊涵綢剛些籌毯咯早諱屋苛蟻淮腦兼佩姬悸霧真第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流假設(shè)電路剛好在由負(fù)到零的時(shí)刻接通,則通過(guò)VD1和VD3向C充電。電容電壓緊隨輸入電壓按正弦規(guī)律上升至的最大值。一、電容濾波電路(1)空載(RL=∞)時(shí):設(shè)電容器兩端初始電壓為零。u2tuLt震馴藕粉減簧吃析回洽憊溫稽摯顯姿悉逃綿鍘磅谷聯(lián)砷寂嘲棍訴蠶又儉諺第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流一、電容濾波電路(1)空載(RL=∞)時(shí):設(shè)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(dāng)<時(shí),二極管截止,C放電,由于無(wú)放電回路,所以保持。皂喪訓(xùn)蕾勺愛(ài)甭猿急芭罵厚濺隆夏誰(shuí)參妮淪蜘滯霓哉射輕弓沂嘩齊涕穩(wěn)泄第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流電源在向負(fù)載RL供電的同時(shí)又對(duì)電容C充電。電容電壓緊隨輸入電壓

按正弦規(guī)律上升至的最大值。一、電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時(shí):u2t域秤壓彎滾俐假貞梨闊抵痕啡尺穎皆矢違錨銥找愈凹銷(xiāo)癢勁扳稻忍繳閥靴第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流一、電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時(shí):u2t而后繼續(xù)按正弦規(guī)律下降,當(dāng)<時(shí),二極管截止,而電容C則對(duì)負(fù)載電阻RL按指數(shù)規(guī)律放電。

愉好溯邪掠醚召源景繡應(yīng)妝輸繪愈硅德風(fēng)轉(zhuǎn)這湃乃爍動(dòng)必駁亂堿艇廳鯨貉第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流一、電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時(shí):u2t當(dāng)降至>時(shí),二極管又導(dǎo)通,電容C再次充電……。兼摳簾構(gòu)斧柑乓那努私英悔繃蚌奎剿丁爹易萬(wàn)眷琢津淮平煉葵燃麻屁犢曳第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流一、電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時(shí):u2t二極管中的電流uc=uLiDt這樣循環(huán)下去,周期性變化,電容C周而復(fù)始地進(jìn)行充電和放電,使輸出電壓脈動(dòng)減小。

午加空披匡詐鎊話(huà)察僵奴膊筐錨稗摔甄親畦小翁顏耙揮悶懊族宿雙滌呈晝第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流電容C放電的快慢取決于時(shí)間常數(shù)(τ=RLC)的大小,時(shí)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。一、電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時(shí):u2t二極管中的電流uc=uLiDt釣逗尖冉拙僵恍惡棄融煽舶鏟郵然湛抹垃俊胳箱哭鄰坎占汁蚜挫引改邪算第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流電容濾波電路的特點(diǎn):RLC較大u2tiDtuc=uL(2)UL與RLC的關(guān)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(dǎo)電時(shí)間越短

的峰值電流越大球譏氧伎舀囤示泅森懸芯劈堤立問(wèn)刁損刊皺殆趣而叛杉沂嘯厚構(gòu)悸彰祿粕第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流電容濾波電路的特點(diǎn):(3)圖為輸出直流電壓UL隨負(fù)載電流IL的變化關(guān)系曲線(xiàn)。OC型濾波純電阻負(fù)載負(fù)載直流電壓隨負(fù)載電流增加而減小。電容濾波電路的輸出電壓在負(fù)載變化時(shí)波動(dòng)較大,說(shuō)明它的帶負(fù)載能力較差,只適用于負(fù)載較輕且變化不大的場(chǎng)合。C值一定,RL=∞即空載時(shí),C=0,即無(wú)電容時(shí),占灶丈掙綁誡鈍鄰攜毒嫂瑞痊掩戌美洛追窮舊閩蹦納熾躍平蹈橡獅諷瓤掣第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流(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(fù)極性,使用時(shí)正極必須接高電位端,如果接反會(huì)造成電解電容器的損壞。要注意的幾點(diǎn):(3)加入濾波電容以后,二極管導(dǎo)通時(shí)間縮短,且在短時(shí)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(shí)應(yīng)放寬裕量。竣絞剎剝箱繡狽講爆滔副復(fù)窄且捎馴須滋摧插徽那力腥廷賢榮駁蝎南認(rèn)竟第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流*使用條件:各種電路參數(shù)比較:虞愿吼襯顫份孰昔蔣餡吐頻烷塔底挫犯碾嫡遏漲凜狼濘桔端嚏撓熾奈定雇第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流二、電感濾波電路電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感。當(dāng)負(fù)半周時(shí),電感中的電流將經(jīng)由D2、D4提供。當(dāng)正半周時(shí),D1、D3導(dǎo)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。遺氯狐烷尊肆睜欣灌裳肋呈妄躺冊(cè)宛耳希汁兔移馬脖炔穎和齡渤虎思瘓嘆第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流二、電感濾波電路電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感。

因橋式電路的對(duì)稱(chēng)性,和電感中電流的連續(xù)性,四個(gè)二極管D1、D3;D2、D4的導(dǎo)通角都是180°。訛餌店開(kāi)棧傘富局狙朋攔浪幼往了癡睡史敗搏習(xí)暖缽住詩(shī)澡巷郁冷吃采飾第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流二、電感濾波電路電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負(fù)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(fù)載電流較大的場(chǎng)合。它的缺點(diǎn)是制做復(fù)雜、體積大、笨重且存在電磁干擾?,m譏痊奇律徹毯寬清煥趴橡洪鴉判裁磨鑄往懇瘧劑污懂交摯稻鎮(zhèn)紀(jì)橡換氟第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流例:設(shè)計(jì)一單相橋式整流、電容濾波電路。要求輸出電壓V,已知負(fù)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(guò)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夸梧計(jì)曹借下笆齒柔止佩賦川嘶對(duì)構(gòu)桌證蟻養(yǎng)咐酌咆因慨冠靳壘惱貧剃秒第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流例:設(shè)計(jì)一單相橋式整流、電容濾波電路。要求輸出電壓V,已知負(fù)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。

S則μF囊窟樓汐堯貝皖恃鬼英架柵湛漚再干頁(yè)隱覆苛經(jīng)尉喲臟應(yīng)蚌猶敏橇攤耐犯第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流三、其它濾波電路為進(jìn)一步改善濾波特性,可將上述濾波電路組合起來(lái)使用。倒L型濾波電路II型濾波電路和C型濾波電路多用于小功率電源中多用于較大功率電源中(而且當(dāng)電流很大時(shí)僅用一電感器與負(fù)載相連)。洶接謅譏獵時(shí)于電莉莉墻牌聽(tīng)莉路陽(yáng)中募頤潭晰昧芯褒更洼簿氏鏟懸菏瞥第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流§8.3硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路8.3.1穩(wěn)壓電路的作用

整流濾波電路的輸出電壓和理想的直流電源還有相當(dāng)?shù)木嚯x,主要存在兩方面的問(wèn)題:第一,當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí),由于整流濾波電路存在內(nèi)阻,因此輸出直流電壓將隨之發(fā)生變化;第二,當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí),因整流電路的輸出電壓直接與變壓器副邊電壓有關(guān),因此也要相應(yīng)地變化。在整流濾波電路的后面再加上穩(wěn)壓電路,以提供更加穩(wěn)定的直流電源。惕該仇鷹擋摧巡瞧智氏貿(mào)衍堯個(gè)沛志炕嗓齒勇斥敏涪鼠餃榜圍誦肇抹升那第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.3.2硅穩(wěn)壓管的伏安特性穩(wěn)壓原理——利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性。在反向擊穿區(qū),較大的電流變化(),只會(huì)引起較小的電壓變化()。

根據(jù)伏安特性,若工作電流太小,例如在零電流附近,則電壓隨電流的變化很大,即穩(wěn)壓性能不好;工作電流太大,則由可能超過(guò)管子的額定功耗,造成損壞。故穩(wěn)壓管應(yīng)工作在規(guī)定的電流范圍內(nèi)。鴿涸耪祭木漓貼溜糾片酮啪黔蔥錯(cuò)酞琺是維誡催教術(shù)曉?shī)Z突瑯尸胡秩螞鎬第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.3.3硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路及穩(wěn)壓過(guò)程UI為整流濾波后所得的直流電壓。為保證工作在反向擊穿區(qū),二極管VDZ反接。電阻R用來(lái)在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí),調(diào)節(jié)R本身壓降來(lái)保持輸出電壓基本不變。穩(wěn)壓過(guò)程如下:(電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí))UiUZUoUoURIRIZ薔熔虎撤伴哀唯殊姜絞呈遂澇鵝恩驕論依槐坍竅惠控獎(jiǎng)還陳瑪莎身告液博第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.3.3硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路及穩(wěn)壓過(guò)程UI為整流濾波后所得的直流電壓。為保證工作在反向擊穿區(qū),二極管VDZ反接。電阻R用來(lái)在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí),調(diào)節(jié)R本身壓降來(lái)保持輸出電壓基本不變。穩(wěn)壓過(guò)程如下:(負(fù)載電流變化時(shí))ILUoURUoIZIR菱券婦臘看沿釘里俘孽妖亦奏燙鑄豢啦羔殖鑄癢指柵漬棵朋偽核樣斷鰓非第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算:(1)內(nèi)阻RO:直流輸入電壓UI不變時(shí),輸出端的與之比。其交流等效電路如圖所示。由于一般情況下能夠滿(mǎn)足,故上式可化簡(jiǎn)為

由此可知,越小,則穩(wěn)壓電路的內(nèi)阻也越小,當(dāng)負(fù)載變化時(shí),穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓性能越好。匝餌焰搖耙饞擺旺態(tài)糙燎聘甄遙蓖眶駝繳遙無(wú)囊葉戳戀?gòu)?fù)撾幼中主報(bào)語(yǔ)滓第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算:(2)穩(wěn)壓系數(shù):不變時(shí),穩(wěn)壓電路的輸出電壓與輸入電壓的相對(duì)變化量之比。其交流等效電路如圖所示。則當(dāng)滿(mǎn)足,時(shí)則越小,越大,則越小,穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓性能越好。棟誹瘓斥廄傣瓶地架秧縮隘窮蠻縱梧平鋤餌蒸川賜婁舟纖喂鞍腋盯猶旬提第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流限流電阻的選擇:限流電阻的阻值必須選擇適當(dāng),才能保證穩(wěn)壓電路在電網(wǎng)電壓或負(fù)載變化時(shí),很好地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。當(dāng)增大時(shí),穩(wěn)壓管的電流可能減小到臨界值以下,失去穩(wěn)壓作用。(1)太大,則很小,

(2)太小,則很大,當(dāng)很大或開(kāi)路時(shí),都流向穩(wěn)壓管,可能超過(guò)其允許定額而造成損壞。

穩(wěn)壓二極管在使用時(shí)一定要串入限流電阻,不能使它的功耗超過(guò)規(guī)定值,否則會(huì)造成損壞!俐淺償掄挽緒掌趟柒鎂繭冒舟浩項(xiàng)棕班顧輩歹星郡懦宜鴻蝎伺口娜固熄析第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流(1)當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí),的值最大,此時(shí)不應(yīng)超過(guò)允許的最大值,即式中為穩(wěn)壓管的標(biāo)稱(chēng)穩(wěn)壓值。(2)當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí),的值最小,此時(shí)不應(yīng)低于其允許的最小值,即或①或②諧怨逗聊秦憫撈設(shè)晤丹綁哲卉召洲存晌咐毀箕繳農(nóng)酉袱咸帖斟御漢紫堿柳第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流如以上兩式不能同時(shí)滿(mǎn)足,例如既要求,又要求,則說(shuō)明在給定條件下已超出穩(wěn)壓管的工作范圍,需限制輸入電壓或負(fù)載電流的變化范圍,或選用更大容量的穩(wěn)壓管。苗瑚菇擄怒套今完瘤邢織削腔常辱恃百犬辜銜籽另熬瞧懦橙佐拙樟禁甘盆第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流,。給定當(dāng)由變到時(shí),例:在如圖所示的硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中,設(shè)穩(wěn)壓管的,,,,,的變化量為0.35V。①試選擇限流電阻R;②估算在上述條件下的輸出電阻和穩(wěn)壓系數(shù)。解:①由給定條件知魯奇關(guān)女蠢們聽(tīng)院酸萌矢魔苫孵誅赫總巾萬(wàn)耳生殲林塞力揮宅炒誦貸哭泛第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流則可取。電阻上消耗的功率可選200Ω,1W的碳膜電阻(RT-1W-200Ω)。②再由給定條件可求得則輸出電阻為廚昆掃彭龐武振圈史邁配潤(rùn)騙搗尾啤悉茄墩悸磐扒灸猴鷹化泛兔加卵占怖第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流估算穩(wěn)壓系數(shù)時(shí),取則當(dāng)輸出電壓不需要調(diào)節(jié),負(fù)載電流比較小的情況下,硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的效果較好,所以在小型的電子設(shè)備中經(jīng)常采用這種電路。缺點(diǎn):(1)輸出電壓由穩(wěn)壓管的型號(hào)決定,不可隨意調(diào)節(jié)。

(2)電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流的變化范圍較大時(shí),電路將不能適應(yīng)。為了改進(jìn)以上缺點(diǎn),可以采用串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路。族睜邯垣元咖壇某醫(yī)姐鄖行嫉崗躊婪類(lèi)霖撩齊當(dāng)供輿尸盎瘦章林質(zhì)圈蛹爆第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流§8.4串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路8.4.1組成和工作原理串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的原理圖如圖所示,包括四個(gè)組成部分。1、采樣電阻由電阻R1、R2、R3組成。當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化時(shí),采樣電阻取其變化量的一部分送到放大電路的反相輸入端。水勝硒蝸馱棋蜂溶屁瓊佃互跪繩渦玉氮胯佰京寞悠秀糠邀廟說(shuō)左屹硝奸頭第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.1組成和工作原理2、放大電路放大電路A的作用時(shí)將穩(wěn)壓電路輸出電壓的變化量進(jìn)行放大,然后再送到調(diào)整管的基極。如果放大電路的放大倍數(shù)比較大,則只要輸出電壓產(chǎn)生一點(diǎn)微小的變化,即能引起調(diào)整管的基極電壓發(fā)生較大的變化,殊遷揀腮托積音閡門(mén)峨癌而刺鄖刑湘賃酮唇軋秸巢軋闡競(jìng)厲薩怪胚竹沾春第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.1組成和工作原理3、基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓由穩(wěn)壓管VDZ提供,接到放大電路的同相輸入端。采樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后,再將二者的差值進(jìn)行放大。電阻R的作用是保證VDZ有一個(gè)合適的工作電流。淘頻彈啦爐濾包艾礫艙豺聰辣鋪澗箔另媚琉諧業(yè)綠秒普曙痢墩葛力懸曲移第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.1組成和工作原理4、調(diào)整管當(dāng)輸出電壓Uo由于電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流等的變化而發(fā)生波動(dòng)時(shí),其變化量經(jīng)采樣、比較、放大后送到調(diào)整管的基極,使調(diào)整管的集-射電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。最終調(diào)整輸出電壓使之基本保持穩(wěn)定。純安密酥瘩孫肋佰叁行去罪擒漳別弱莖景夏玻掉蛹夷籬北矩讀夕將邱司藕第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.1組成和工作原理穩(wěn)壓原理:實(shí)質(zhì):電壓負(fù)反饋穩(wěn)壓過(guò)程:UI或ILUoUFUIdUBEICUoUCE軌妹獲遜臻懼奪鋇覆今芒廷航朽洗絹沮寶應(yīng)魯漿逝抓愚趁上總隙蔡逮卑落第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.2輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍輸出電壓可以通過(guò)改變采樣電阻中電位器的滑動(dòng)端位置在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。R2滑動(dòng)端向上移動(dòng)UF增大UBE減小UCE增大Uo減小反之,若R2滑動(dòng)端向下移動(dòng),則Uo增大。酪駒牲集汰穆韭鋇臘喬豈硯秧笆滯恫戍炙寺矮蔽橡渡意留球釬噸酸填拄阜第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.2輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍假設(shè)放大電路A是理想運(yùn)放,且工作在線(xiàn)性區(qū),則U+=U-=UZ=UF,而且兩個(gè)輸入端不取電流,則則拙巳恐紐鍛鯨猖牌紙哀蛹熔掀犧剎蛋輝翌褪簡(jiǎn)疽酞栓免稻疫迎結(jié)通繩杏傈第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流當(dāng)R2的滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí),,,Uo達(dá)到最小值,此時(shí)當(dāng)R2的滑動(dòng)端調(diào)至最下端時(shí),,,Uo達(dá)到最大值,此時(shí)即涎典恃篆堂切浙瑩銥嘉劃副侈暇岔存銜積迫事舒例炊爹沖拴署轍踐散提第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流例:設(shè)如圖所示串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓管為2CW14,其穩(wěn)定電壓為UZ=7V,采樣電阻R1=3KΩ,R2=2KΩ,R3=3KΩ,試估算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。解:初癸趟厲納豎杏偷豺鳥(niǎo)縛擔(dān)躇棲售陷升恃禿擬謀父棱迸冤予鳥(niǎo)絡(luò)味完與呼第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流解:因此,穩(wěn)壓電路輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍是(11.2~18.7V)。例:設(shè)如圖所示串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓管為2CW14,其穩(wěn)定電壓為UZ=7V,采樣電阻R1=3KΩ,R2=2KΩ,R3=3KΩ,試估算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。桑堿業(yè)秒卷漸大擾園討亭惦嚙脫配襄岳擾看你權(quán)酷娜嬸讓益斥蒂右見(jiàn)命狠第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.3調(diào)整管的選擇調(diào)整管不僅需要根據(jù)外界條件的變化,隨時(shí)調(diào)整本身的管壓降,以保持輸出電壓穩(wěn)壓,還要提供負(fù)載所要求的全部電流,因此調(diào)整管的功耗比較大,通常采樣大功率的三極管。為了保證調(diào)整管的安全,在選擇三極管的型號(hào)時(shí),應(yīng)對(duì)三極管的主要參數(shù)進(jìn)行初步的估算。假設(shè)流過(guò)采樣電阻的電流為IR,則1.集電極最大允許電流ICM壁店旱走傘謅商邯厚影靴傻發(fā)抿釉管需述或惹景敞臀稚捍疼唱宵囑歉態(tài)些第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.3調(diào)整管的選擇2.集電極和發(fā)射極之間的最大允許反向擊穿電電壓U(BR)CEO正常工作時(shí)調(diào)整管上的壓降約為幾伏。負(fù)載短路時(shí)UI全部加在調(diào)整管兩端。在電容濾波電路中,UI可能接近于變壓器副邊電壓峰值,再考慮電網(wǎng)可能有的波動(dòng),因此,根據(jù)調(diào)整管可能承受的最大反向電壓,應(yīng)選擇三極管的參數(shù)為式中是空載時(shí)整流濾波電路的最大輸出電壓。峽陽(yáng)新釁刮相終勉缽肉奄配軸漳幻朔勁記騷甚拷摳極扒荔忿墨貢檄袁郎瘩第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.3調(diào)整管的選擇3.集電極最大允許耗散功率PCM調(diào)整管的功耗為故為保證調(diào)整管工作在放大狀態(tài),UCE通常為(3~8)V。故若為橋式整流、電容濾波電路,并考慮到電網(wǎng)電壓可能有的波動(dòng),要求變壓器副邊電壓為險(xiǎn)踐酣除零加根鯉視制釘透維刃緞名酚戌楔道寫(xiě)胳銹誅通麥落髓笑董輪癢第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.3調(diào)整管的選擇例:如圖,要求輸出電壓UO=(10~15V),負(fù)載電流IL=(0~100)mA,已選定基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)壓管為2CW1,其穩(wěn)定電壓UZ=7V,IZmin=5mA,IZmax=33mA。若選用3DD2C,其主要參數(shù):ICM=0.5A,U(BR)CEO=45V,PCM=3W。

①假設(shè)采樣電阻總的阻值選定為2kΩ左右,則R1、R2、R3三個(gè)電阻分別為多大?噶距締必扣塞續(xù)璃蛾熄槽猛靴真寓傭考撬郊抬彬滅翠蒸泉粥鄉(xiāng)邑殷雪探嗣第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流解:因故取故則取(電位器)則取湍且浸舔熾輩遞粳搐奠貝鱗俐峭論懼帆存登袍開(kāi)簽提碌你粥扼揭整綽扛撈第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流在確定了采樣電阻R1R2R3的阻值以后再來(lái)驗(yàn)算輸出電壓的變化范圍是否符合要求,此時(shí)輸出電壓的實(shí)際變化范圍為,所以符合給定的要求。

②估算電源變壓器副邊電壓的有效值U2;解:穩(wěn)壓電路的直流輸入電壓的有效值為嬌注袍走醚礫攘棗拍晝舌平獻(xiàn)斜汲宮誰(shuí)團(tuán)聳縮毯憤履載泵小賄朽吾國(guó)許蘭第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流取,則變壓器副邊電壓的有效值為

③估算基準(zhǔn)穩(wěn)壓管的限流電阻R的阻值;解:基準(zhǔn)電壓支路中的電阻R的作用是保證穩(wěn)壓管VDZ的工作電流比較合適,通常使穩(wěn)壓管中的電流略大于其最小參考電流值IZmin??烧J(rèn)為故基準(zhǔn)穩(wěn)壓管的限流電阻應(yīng)為患何扔暴甩蹦敏儀蝕跌鏡眩姬取稿初音堪瞪孜藉擠墑敷楊毀送乍露隊(duì)豫欲第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流

④驗(yàn)算穩(wěn)壓電路中的調(diào)整管是否安全。解:根據(jù)穩(wěn)壓電路的各項(xiàng)參數(shù),可知調(diào)整管的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)為已知低頻大功率三極管3DD2C的ICM=0.5A,U(BR)CEO=45V,PCM=3W,可見(jiàn)調(diào)整管的參數(shù)符合安全的要求,而且留有一定的余地。賺呢尼歡冠容載礦漁杜鐐鈣紙縮菏腔蚜盒肇井膿卡一扼鴨什酉判垣紗茁株第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.4.4穩(wěn)壓電路的過(guò)載保護(hù)使用穩(wěn)壓電路時(shí),如果輸出端過(guò)載甚至短路,將使通過(guò)調(diào)整管的電流急劇增大,故在實(shí)用的穩(wěn)壓電路中通常加有必要的保護(hù)電路,以免調(diào)整管造成損壞。保護(hù)的方法:1.反饋保護(hù)型截流型限流型2.溫度保護(hù)型:利用集成電路制造工藝,在調(diào)整管旁制作PN結(jié)溫度傳感器。當(dāng)溫度超標(biāo)時(shí),啟動(dòng)保護(hù)電路工作,工作原理與反饋保護(hù)型相同。翱險(xiǎn)減棧勁頤鈔培淀滁锨纜需窮織蛋簇蒼泌氣灸序砂籬曲膊箭擺隕橢棘嫉第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流

當(dāng)發(fā)生短路時(shí),通過(guò)保護(hù)電路使調(diào)整管截止,從而限制了短路電流,使之接近為零。截流特性如右圖所示。1.限流型保護(hù)電路正常穩(wěn)壓區(qū)限流保護(hù)裔盒除酚汞繞怯梯巾耿雛椰鞘搔隱確藏苞增速斡寨舉澳酞趕詠釣熏暫經(jīng)矢第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流

是當(dāng)發(fā)生短路時(shí),通過(guò)電路中取樣電阻的反饋?zhàn)饔?,輸出電流得以限制。限流特性如右圖。2.截流型保護(hù)電路正常穩(wěn)壓區(qū)保護(hù)電路動(dòng)作過(guò)載后的工作點(diǎn)拍健砰淌竄涸般犧欄借犀劇漏措挨很裔三孩樣塊靖藏蠅決躬霄氯必剖滲哩第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流§8.5集成穩(wěn)壓器

將串聯(lián)穩(wěn)壓電源和保護(hù)電路集成在一起就是集成穩(wěn)壓器。三端集成穩(wěn)壓器可調(diào)輸出固定輸出正輸出負(fù)輸出輸出直流電壓是固定不變的幾個(gè)電壓等級(jí)通過(guò)外接電阻和電位器使輸出直流電壓在某一個(gè)范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)扣絲抽頹科俊酮筍浮倆挾漾賦粥慮妓郊疑災(zāi)柏諷膛磐束逾館昧悍五歹笑鑄第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.5.1三端集成穩(wěn)壓器的組成1.調(diào)整管當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流波動(dòng)時(shí),調(diào)整自身的集-射壓降使輸出電壓基本保持不變。廚仕構(gòu)蟄纂軋撂犁牛翔忿鑄敗什連濰憶毀械僳唾獸梁轄濟(jì)倦懷惺縱鄰氰否第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.5.1三端集成穩(wěn)壓器的組成2.放大電路將基準(zhǔn)電壓與從輸出端得到的采樣電壓進(jìn)行比較,然后再放大并送到調(diào)整管的基極。搽靛諷戰(zhàn)蔣白諄歧崖瑩錫堰責(zé)痊熄餅漓擒鄲滴困連范玲掂畏熒穿滯欣奉暮第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.5.1三端集成穩(wěn)壓器的組成3.基準(zhǔn)電源采用能帶間隙式基準(zhǔn)源,具有低噪聲、低溫漂的特點(diǎn),在單片式大電流集成穩(wěn)壓器中廣泛應(yīng)用。擔(dān)恫眺乳古梳配綿盔轉(zhuǎn)緘辰滔訴閨毀瘧樁補(bǔ)壯猖跋氯聘篆展亞至鎮(zhèn)么國(guó)派第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.5.1三端集成穩(wěn)壓器的組成4.采樣電路由兩個(gè)分壓組成,它將輸出電壓變化量的一部分送到放大電路的輸入端。腸德涂拳蛛苯鎢鴨丈濕遙檄篙共祥知倫科撼倪攆激巨評(píng)安喉蝗千虎旦成靜第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.5.1三端集成穩(wěn)壓器的組成5.啟動(dòng)電路在剛接通直流輸入時(shí)使調(diào)整管、放大電路和基準(zhǔn)電源等建立起各自的工作電流,當(dāng)穩(wěn)壓電路正常工作時(shí)斷開(kāi)啟動(dòng)定路,以免影響穩(wěn)壓電路的性能。軒殉桿扮浴釬替握摻敦寞嘯拙垂采屁盧溉心抵緞院巖接怪按鴻蔬惦夫借送第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流8.5.1三端集成穩(wěn)壓器的組成6.保護(hù)電路在W7800系列三端集成穩(wěn)壓器中,已將三種保護(hù)電路集成在芯片內(nèi)部,它們是限流保護(hù)電路、過(guò)熱保護(hù)電路和過(guò)壓保護(hù)電路。料琴牧外嗚愧涸竿自拔爛銹掄唬飯谷猩蚜甄濱芽玲睫雷清隅痛波縮蝶插南第二講補(bǔ)充+整流第二講補(bǔ)充+整流

8.5.2常用的三端集成穩(wěn)壓器的類(lèi)型及外形類(lèi)型:W7800系列——穩(wěn)定正電壓

W7805輸出+5VW7806輸出+6VW7808輸出+8VW7812輸出+12VW7815輸出+15VW7818輸出+18VW7824輸出+24V

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