第八章直流電源

1、第八章 直流電源制制 作作 劉一兵劉一兵邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第八章第八章 直流電源直流電源第一節(jié) 直流電源的結(jié)構(gòu)及各部分的作用第一節(jié) 直流電源的結(jié)構(gòu)及各部分的作用一、直流穩(wěn)壓電源的組成一、直流穩(wěn)壓電源的組成交流交流電源電源電源電源變壓器變壓器整流整流電路電路濾波濾波電路電路穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路電路負(fù)載負(fù)載二、直流電源工作過程二、直流電源工作過程電源變壓器電源變壓器: : 交流電網(wǎng)交流電網(wǎng)220V220V電壓電壓 合適的交流電壓。合適的交流電壓。整流電路整流電路: : 交流電壓交流電壓 脈動(dòng)的直流電壓。脈動(dòng)的直流電壓。濾波電路濾波電路: : 脈動(dòng)直流電壓脈動(dòng)直流電壓 平滑的直流電壓。平滑的直

2、流電壓。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路: : 清除清除電網(wǎng)波動(dòng)電網(wǎng)波動(dòng)及及負(fù)載變化負(fù)載變化的影響的影響, ,保持輸出電壓的穩(wěn)定。保持輸出電壓的穩(wěn)定。邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路第二節(jié) 二極管整流電路一、單相半波整流電路一、單相半波整流電路 1 1工作原理工作原理DRL220 V+ uu2iO+ uD tO 2 3 u222 U tO 2 3 uO22 U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 圖圖8-28-2單相半波整流電路單相半波整流電路第八章第八章 直流電源直流電源邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路2.單相半波整流電路的指標(biāo)單相半波整流電路的

3、指標(biāo))sin(222tUu 0 2O)(d)sin(221ttUU 2RM2UU L2OD45. 0RUII 245. 0U tO 2 3 u222 U tO 2 3 uO22 U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 第八章第八章 直流電源直流電源邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路二、單相全波整流電路二、單相全波整流電路1.工作原理工作原理+ + 圖圖 8-48-4全波整流電路全波整流電路當(dāng)當(dāng)u u2 2正半周時(shí)，正半周時(shí)， D D1 1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D D2 2截止。截止。電流由電流由+ +流出，流出，經(jīng)經(jīng)VD1VD1、RLRL、流入流入- -。當(dāng)當(dāng)u u

4、2 2負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)， D D2 2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D D1 1截止。電截止。電流由流由- -流出，經(jīng)流出，經(jīng)VD2VD2、RLRL、流入、流入+ +。第八章第八章 直流電源直流電源邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路u2uo t 2 3 4 0全波整流電路波形圖全波整流電路波形圖第八章第八章 直流電源直流電源邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路2.2.單相全波整流電路的指標(biāo)單相全波整流電路的指標(biāo)(1(1）輸出電壓、電流的平均值）輸出電壓、電流的平均值( ) 01tduUoo( ) 01tdsin t22U229. 02UU2(2(2）整流二極管的平均電流）

5、整流二極管的平均電流oDII21(3(3）整流二極管承受的最大反向電壓）整流二極管承受的最大反向電壓DRM22UU2第八章第八章 直流電源直流電源邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路三、單相橋式整流電路三、單相橋式整流電路1.工作原理工作原理22UL22RU22U22UL22RU1. 1. u u2 2 0 0時(shí)，電流由時(shí)，電流由+ +流出，經(jīng)流出，經(jīng)D D1 1、R RL L、D D2 2流入流入- -。2. 2. u u2 2 0 0時(shí)，電流由時(shí)，電流由- -流出，經(jīng)流出，經(jīng)D D3 3、R RL L、D D4 4流入流入+ +。第八章第八章 直流電源直流電源邵 陽 職

6、業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路2.單相橋式整流電路的指標(biāo)單相橋式整流電路的指標(biāo)22)(9 . 022UUUAVo(1)輸出電壓、電流的平均值LAVLRUI2)(9 . 0(2)整流二極管的平均電流O(AV)D(AV)21II 2RM2UU (3)整流二極管最大反向電壓第八章第八章 直流電源直流電源邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第二節(jié) 二極管整流電路第八章第八章 直流電源直流電源四、倍壓整流電路四、倍壓整流電路 利用倍壓整流電路可以得到比輸入交流電壓高很多倍的輸出直流電壓。VD12U22C2+VD32U22C4+VD22U2C1+VD42U2C3+u2u1T2圖8-8 倍壓整流電路

7、 邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第三節(jié) 可控整流電路第八章第八章 直流電源直流電源第三節(jié) 可控整流電路一、單相半波可控整流電路一、單相半波可控整流電路+u2uoVT+RLuVT+T+u11.工作原理 邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第三節(jié) 可控整流電路第八章第八章 直流電源直流電源 2.單相半波可控整流電路的指標(biāo)2211cos2sin()0.4522UoUttU +21 cos0.452oLLUUIoRR+負(fù)載電阻RL中整流電流的平均值為 輸出電壓的平均值用下式來計(jì)算，即 邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第三節(jié) 可控整流電路第八章第八章 直流電源直流電源+- -uG1.工作原理工作原理在 u

8、2 正半周，當(dāng)控制極加觸發(fā)脈沖，VT1 和 VD2 導(dǎo)通；在 u2 負(fù)半周，當(dāng)控制極加觸發(fā)脈沖，VT2和 VD1 導(dǎo)通；二、單相橋式可控整流電路二、單相橋式可控整流電路邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第三節(jié) 可控整流電路第八章第八章 直流電源直流電源+- -uG邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第三節(jié) 可控整流電路第八章第八章 直流電源直流電源2.單相橋式半控整流電路的指標(biāo)單相橋式半控整流電路的指標(biāo)(1)整流輸出電壓平均值整流輸出電壓平均值)(dsin212O(AV)ttUU 2cos19 . 02+U2cos1222 + + U(2)輸出電流的平均值輸出電流的平均值2cos19 . 0L2LO

9、(AV)O(AV) + + RURUI(3)流過晶閘管和二極管的電流平均值流過晶閘管和二極管的電流平均值021IIIVDVT(4)最大反向電壓最大反向電壓UUUFM2RM邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第四節(jié) 濾波電路第四節(jié) 濾波電路一一.電容濾波電容濾波第八章第八章 直流電源直流電源io + uo= uc RLV1V4V3V2+u C邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第四節(jié) 濾波電路第八章第八章 直流電源直流電源io + uo= uc RLV1V4V3V2+u V 導(dǎo)通時(shí)給導(dǎo)通時(shí)給 C 充電，充電，V 截止時(shí)截止時(shí) C 向向 RL 放電放電；濾波后濾波后 uo 的波形變得平緩，平均值提高。的波

10、形變得平緩，平均值提高。電容電容充電充電電容電容放電放電C邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第四節(jié) 濾波電路第八章第八章 直流電源直流電源波形及輸出電壓波形及輸出電壓2O2U U 當(dāng)當(dāng) RL = 時(shí)：時(shí)：O tuO 2 22U當(dāng)當(dāng) RL 為有限值時(shí)：為有限值時(shí)：2O229 . 0UUU 通常取通常取RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL = 為獲得良好濾波效果，一般?。簽楂@得良好濾波效果，一般?。? (T 為輸入交流電壓的周期為輸入交流電壓的周期) )UO = 1.2U2邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第四節(jié) 濾波電路第八章第八章 直流電源直流電源二二.電感濾波電感濾波RLL+u

11、2 適用于負(fù)載電流比適用于負(fù)載電流比較大的場合。較大的場合。 輸出直流電壓為：輸出直流電壓為：2O(AV)9 . 0 UU整流后的輸出電壓：整流后的輸出電壓：直流分量被電感直流分量被電感 L 短路短路交流分量主要降在交流分量主要降在 L 上上 電感越大，濾波效果越好電感越大，濾波效果越好邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第四節(jié) 濾波電路第八章第八章 直流電源直流電源三三.復(fù)式濾波復(fù)式濾波1.LC濾波電路濾波電路輸出直流電壓為：輸出直流電壓為：2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 適用于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場合，尤其適用于高頻整流，如開關(guān)電源電路。對于電流較大、負(fù)載變化較大，且輸出

12、電壓的脈動(dòng)程度要求不太高的場合，也可將電容除去。 邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第四節(jié) 濾波電路第八章第八章 直流電源直流電源2.型濾波電路型濾波電路2O(AV)2 . 1 UU L C1RL+u2 C2C1、C2 對交流容抗小對交流容抗小邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第五節(jié) 簡單穩(wěn)壓電路第五節(jié) 簡單穩(wěn)壓電路一一.簡單穩(wěn)壓電路的工作原理簡單穩(wěn)壓電路的工作原理第八章第八章 直流電源直流電源1. UI 不變，不變，RL 減小減小RLILURUOIZIR=IL+IZ2. RL 不變，不變， UI 升高升高UIUOIZURUO=UI UR基本基本不變不變UOUO基本不變基本不變邵 陽 職 業(yè) 技

13、術(shù) 學(xué) 院 第五節(jié) 簡單穩(wěn)壓電路二二.硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路參數(shù)的選擇硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路參數(shù)的選擇第八章第八章 直流電源直流電源1、穩(wěn)壓管的選擇、穩(wěn)壓管的選擇UZ=UO; IZMIZILmaxILmin; IZMILmax+IZ2、輸入電壓、輸入電壓UI的選擇的選擇UI=(23)UO邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第五節(jié) 簡單穩(wěn)壓電路第八章第八章 直流電源直流電源3、限流電阻、限流電阻R的選擇的選擇1）.當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí)，IZ 的值最大，的值最大，此時(shí)此時(shí) IZ 不應(yīng)超過允許的最大值，即不應(yīng)超過允許的最大值，即ZmaxLminZImaxIIRUU 或：或：

14、LminZmaxZImaxIIUUR+ + 2）.當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí)，IZ 的值最小，此的值最小，此時(shí)時(shí) IZ 不應(yīng)低于其允許的最小值，即不應(yīng)低于其允許的最小值，即ZminLmaxZIminIIRUU 或：或：LmaxZminZIminIIUUR+ + 邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第六節(jié) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路第六節(jié) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路一、串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路一、串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路第八章第八章 直流電源直流電源1、電路組成VTCRRVZLUoIiUVZIVZIoUBE2、穩(wěn)壓過程 0iBEBCCEoUUUIIUU0oBEBCCEoIUUIIUU邵 陽 職

15、業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第八章第八章 直流電源直流電源二、具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型可調(diào)穩(wěn)壓電路二、具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型可調(diào)穩(wěn)壓電路1.電路組成第六節(jié) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路電壓調(diào)整環(huán)節(jié)比較放大電路基準(zhǔn)電壓取樣電路Ui+Uo+Ui+Uo+R3RZR1R2RPRLVZVTVT12邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第八章第八章 直流電源直流電源采樣電路：采樣電路：R1、 Rp、 R2 ；放大電路：放大電路：VT2；基準(zhǔn)電壓：由基準(zhǔn)電壓：由 VZ提供；提供；調(diào)整管：調(diào)整管：VT1；2. 穩(wěn)壓過程：穩(wěn)壓過程：UI 或或 IL UO UF UId UBE IC UCEUO第六節(jié) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路Ui+Uo+R3RZR1R2R

16、PRLVZVTVT12邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第八章第八章 直流電源直流電源3. 輸出電壓輸出電壓8+Uo +UI R 2RLR 1R1UFUZR2RPZp212OFURRRRUU + + + Z2p21OURRRRU+ + + Zp2p21minOURRRRRU+ + + + Z2p21maxOURRRRU+ + + 第六節(jié) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第八章第八章 直流電源直流電源4. 電路參數(shù)的選擇電路參數(shù)的選擇 (1)取樣電路取樣電路 取樣電路的分壓比越穩(wěn)定,則穩(wěn)壓性能越好。取樣電阻應(yīng)采用金屬膜電阻。 （2）基準(zhǔn)環(huán)節(jié)）基準(zhǔn)環(huán)節(jié) 穩(wěn)壓管應(yīng)選用動(dòng)態(tài)電阻小、電壓溫度

17、系數(shù)小的硅穩(wěn)壓管。 （3）放大環(huán)節(jié)）放大環(huán)節(jié) 放大級的電壓放大倍數(shù)越大，則穩(wěn)壓性能越好調(diào)壓越靈敏，所以應(yīng)使比較放大級有較高的增益和較高的穩(wěn)定性。 （4）調(diào)整環(huán)節(jié)）調(diào)整環(huán)節(jié) 輸出功率較大的穩(wěn)壓電源，應(yīng)選用大功率三極管作調(diào)整管。第六節(jié) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第七節(jié) 集成穩(wěn)壓器第七節(jié) 集成穩(wěn)壓器第八章第八章 直流電源直流電源一、固定式三端集成穩(wěn)壓器一、固定式三端集成穩(wěn)壓器1.正電壓輸出穩(wěn)壓器正電壓輸出穩(wěn)壓器W7800系列系列 穩(wěn)定正電壓穩(wěn)定正電壓 W7805 輸出輸出+5V W7809 輸出輸出+9V W7812 輸出輸出+12V W7815 輸出輸出+15V圖8-20 三端

18、集成穩(wěn)壓器外形和引線端排列 邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第七節(jié) 集成穩(wěn)壓器第八章第八章 直流電源直流電源2.負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器符號符號:CW79051 2 3UIUOGNDCW790013_2_W7900系列系列 穩(wěn)定負(fù)電壓穩(wěn)定負(fù)電壓 W7905 輸出輸出-5V W7909 輸出輸出-9V W7912 輸出輸出-12V W7915 輸出輸出-15V邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第七節(jié) 集成穩(wěn)壓器第八章第八章 直流電源直流電源3.固定式三端集成穩(wěn)壓器應(yīng)用舉例固定式三端集成穩(wěn)壓器應(yīng)用舉例Uo78L132C2+UiC1C30.33 F0.33 F10 FRL改善負(fù)載的瞬改善負(fù)載的

19、瞬態(tài)響應(yīng)，消除態(tài)響應(yīng)，消除高頻噪聲高頻噪聲防止輸入端短路時(shí)防止輸入端短路時(shí) C3反向放電損壞穩(wěn)壓器反向放電損壞穩(wěn)壓器抵消輸入長接線抵消輸入長接線的電感效應(yīng)，防的電感效應(yīng)，防止自激止自激邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第七節(jié) 集成穩(wěn)壓器第八章第八章 直流電源直流電源固定式三端集成穩(wěn)壓器應(yīng)用舉例固定式三端集成穩(wěn)壓器應(yīng)用舉例(2)擴(kuò)大輸出電流電路擴(kuò)大輸出電流電路 邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第七節(jié) 集成穩(wěn)壓器第八章第八章 直流電源直流電源二、可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器二、可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器 可調(diào)三端集成穩(wěn)壓器的調(diào)壓范圍為1.2537V，輸出電流可達(dá)1.5A。常用的有CW117、CW217、CW317、CW337和CW337系列?？烧{(diào)三端集成穩(wěn)壓器外形及引線端排列可調(diào)三端集成穩(wěn)壓器外形及引線端排列邵 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué)