ch直流電源實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1ch直流電源實(shí)用(10-2)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。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。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u0的穩(wěn)定?！?0.1串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源第1頁/共34頁(10-3)一、橋式整流電路u1u2TD4D2D1D3RLu01、整流輸出電壓電流的計(jì)算負(fù)載電壓U0的平均值為:負(fù)載上的(平均)電流:u2tu0t第2頁/共34頁(10-4)平均電流(ID)與反向峰值電壓(URM)是選擇整流管的主要依據(jù)。例如，

在橋式整流電路中，每個(gè)二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過每只整流二極管的平均電流ID

是負(fù)載平均電流的一半。

二極管截止時(shí)兩端承受的最大反向電壓：2、整流電路中整流管的選擇第3頁/共34頁(10-5)二、電容濾波電路(1)、濾波原理:交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路利用儲(chǔ)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(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)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(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。第4頁/共34頁(10-6)橋式整流電容濾波電路u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SC

以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。第5頁/共34頁(10-7)u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL未接入時(shí)u2tu0t設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒有電容時(shí)的輸出波形第6頁/共34頁(10-8)u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL接入時(shí)（且RLC較大）u2tu0t

電容通過RL放電，在整流電路電壓小于電容電壓時(shí)，二極管截止，整流電路不為電容充電，u0會(huì)逐漸下降。第7頁/共34頁(10-9)輸出波形隨負(fù)載電阻RL或C的變化而改變。如:RL愈小(I0越大),U0下降多。電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負(fù)載電流較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場合。(2)、輸出特性(外特性):uL電容濾波純電阻負(fù)載（無濾波電路）1.4U20.9U20IL結(jié)論第8頁/共34頁(10-10)三、穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型線性穩(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。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最簡單，但是帶負(fù)載能力差，一般只用來提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用。線性穩(wěn)壓電路電壓穩(wěn)定性好，但效率較低。開關(guān)型穩(wěn)壓電源是近年來發(fā)展較快的電路，它的體積小、效率較高。第9頁/共34頁(10-11)串聯(lián)式穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分組成。T+_UI+_+_UO比較放大基準(zhǔn)取樣URFUO+_C2RL調(diào)整元件1、串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)第10頁/共34頁(10-12)T+_UI+_+_UO比較放大基準(zhǔn)取樣UREFFUO+_C2RL調(diào)整元件①調(diào)整元件T

與負(fù)載串聯(lián)，通過全部負(fù)載電流。②比較放大器可以是單管放大電路，差動(dòng)放大電路，集成運(yùn)算放大器。③調(diào)整元件可以是單個(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)。④基準(zhǔn)電壓可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取出輸出電壓UO

的一部分和基準(zhǔn)電壓相比較。

因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式，為深度串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱之為串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。第11頁/共34頁(10-13)實(shí)際的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源電路2、穩(wěn)壓原理U0UB2UBE2=（UB2-UZ）UC2U0當(dāng)UI增加(或輸出電流減小)使U0升高時(shí)R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2調(diào)整取樣比較第12頁/共34頁(10-14)R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB23、輸出電壓的計(jì)算和調(diào)節(jié)范圍第13頁/共34頁(10-15)4、有運(yùn)算放大器的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓原理U0UAUBU0當(dāng)UI增加或輸出電流減小使U0升高時(shí)R3T1UZUARW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIA+UREFUB-第14頁/共34頁(10-16)輸出電壓的確定和調(diào)節(jié)范圍R3T1UZUARW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIA+UREFUB-第15頁/共34頁(10-17)單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。本節(jié)主要介紹常用的W7800系列三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。一、簡介§10.2線性集成穩(wěn)壓器第16頁/共34頁(10-18)1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形123W78系列(輸出正電壓)W79系列(輸出負(fù)電壓)輸出額定電壓值有:5V、9V、12V、18V、24V等。第17頁/共34頁(10-19)集成穩(wěn)壓器主要參數(shù):1

輸出電壓Uo:表示集成穩(wěn)壓器可能輸出穩(wěn)定電壓的范圍3

容許輸入電壓的最大值UIM.4

容許最大輸出電流值IoM.5

容許最大功率PcM6

電流調(diào)整率SJ:表示輸入電壓變化為1V時(shí),Uo的相對(duì)變化率.2

最小電壓差(UI-Uo)min:為維持穩(wěn)壓所需要的 UI與Uo之差的最小值.7

輸出電阻Ro.第18頁/共34頁(10-20)二、三端集成穩(wěn)壓器的典型用法123UoUIC1C20.33uF1uFRLW78

當(dāng)所設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電路輸出電壓為固定值時(shí),可直接選用集成穩(wěn)壓器(例如W78xx和W79xx)按下圖接線.

固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路第19頁/共34頁(10-21)

當(dāng)同時(shí)需要正\負(fù)電壓輸出時(shí),同時(shí)選擇W78xx和W79xx兩個(gè)穩(wěn)壓器按下圖接線即可.

具有正負(fù)兩路輸出電壓的穩(wěn)壓電路C1C2+Uo123123W79W78-Uo220v

~44v

~C0C2C1第20頁/共34頁(10-22)三、三端集成穩(wěn)壓器的擴(kuò)展方法123W78U’oUzRII1UIUo1提高輸出電壓的方法接法

當(dāng)所需要的輸出電壓高于集成穩(wěn)壓器標(biāo)稱輸出電壓時(shí),可采用上圖所示升降電路.電阻R1兩端電壓為穩(wěn)壓器的標(biāo)稱輸出電壓.穩(wěn)壓電路的輸出電壓為Uo=U’o+Uz第21頁/共34頁(10-23)2輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路12W783CU’oU’oUIUoR1RLR2R3輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路調(diào)節(jié)范圍第22頁/共34頁(10-24)3輸出電流擴(kuò)展電路UoUI12W783DR1RLTC1R2IEIDICIDILII在三極管發(fā)射結(jié)壓降與二極管正向壓降相等的情況下,有

在忽略三極管基極電流和三端穩(wěn)壓器公共端電流情況下,可得穩(wěn)壓電源輸出電流為:所以第23頁/共34頁(10-25)§10.3串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電源(一)換能電路結(jié)構(gòu)和工作原理(二)串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路第24頁/共34頁(10-26)(一)無雙頻變壓器開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)(三)無雙頻變壓器開關(guān)電源的特點(diǎn)(二)直流變壓器的工作原理§10.4無工頻變壓器開關(guān)型穩(wěn)壓電源第25頁/共34頁(10-27)(一)無雙頻變壓器開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)直流輸出電網(wǎng)濾波

輸入

整流濾波

直流

交換器

輸出

整流濾波直流市電輔助電源輔助電源保護(hù)電路無工頻變壓器開關(guān)電源框圖第26頁/共34頁(10-28)(二)直流變壓器的工作原理iCBiBNBNPNsuoUIR1R2RLA1)自激式直流變換器ucuBttT電路圖波形圖第27頁/共34頁(10-29)2)他激式直流變換器電路圖UIui1ui2uoN2N1T1RRT2波形圖ttttttui1ui2uA1/2uIiC1iC2uAB第28頁/共34頁(10-30)(三)無雙頻變壓器開關(guān)電源的特點(diǎn)

無工頻變壓器開關(guān)電源與線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源比較有以下優(yōu)點(diǎn):1.體積小重量輕2.功率小效率高3.不容易出現(xiàn)過壓現(xiàn)象4.容易做成低電壓大電流電源

無雙頻變壓器開關(guān)電源的缺點(diǎn)是電路復(fù)雜,輸出紋波較大,瞬態(tài)響應(yīng)差第29頁/共34頁(10-31)計(jì)算機(jī)對(duì)于交流電源的要求：1、電源電壓穩(wěn)定。2、在計(jì)算機(jī)工作過程中不允許斷電。一、交流穩(wěn)壓電源§10.5微機(jī)中的直流穩(wěn)壓電源第30頁/共34頁(10-32)3、放大電路2、采樣電路接觸器功率放