直流穩(wěn)壓電路演示文稿

直流穩(wěn)壓電路演示文稿當前1頁，總共64頁。優(yōu)選直流穩(wěn)壓電路當前2頁，總共64頁。§19.1直流穩(wěn)壓電源的組成和功能§19.5

集成穩(wěn)壓電源§19.3

濾波電路§19.2

整流電路§19.4穩(wěn)壓電路返回目錄當前3頁，總共64頁。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.日常生活中返回當前4頁，總共64頁。§19.1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。返回當前5頁，總共64頁。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?！?9.1直流穩(wěn)壓電源的組成和功能二.功能返回當前6頁，總共64頁。

以下主要介紹小功率電源中常用的前三種電路。§19.2單相整流電路整流電路的任務

利用半導體單向?qū)щ娫呀涣麟妷恨D(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。整流電路的種類

整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流；三相半波、三相橋式全波整流等多種電路。

為分析簡單起見，我們把二極管當作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。返回當前7頁，總共64頁。19.2.1單相半波整流電路的工作原理電路組成當u2>0

時，二極管導通。如果忽略二極管正向壓降，則：

uo=u2導通

iD=io=uo/RL返回當前8頁，總共64頁。19.2.1單相半波整流電路的工作原理電路組成當

u2<0

時，二極管導通。如果忽略二極管正向壓降，則：

uo=0

iD=io=0截止返回當前9頁，總共64頁。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當前10頁，總共64頁。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：返回當前11頁，總共64頁。19.2.2單相橋式全波整流電路的工作原理單相橋式全波整流電路組成返回當前12頁，總共64頁。單相橋式全波整流電路工作原理當u2>0

時，二極管

D1、D3導通。返回當前13頁，總共64頁。單相橋式全波整流電路工作原理當u2<0

時，二極管

D2、D4導通。返回當前14頁，總共64頁。單相橋式全波整流電路的波形返回當前15頁，總共64頁。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當前16頁，總共64頁。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：返回當前17頁，總共64頁。19.2.3單相全波整流電路的工作原理電路組成工作原理當u2>0,D1導通，D2截止；輸出uo為全波整流波形。當u2>0,D2導通，D1截止。返回當前18頁，總共64頁。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當前19頁，總共64頁。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：返回當前20頁，總共64頁。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？？？實際中單相橋式整流應用較多。返回當前21頁，總共64頁。

單相橋式整流電路中的整流電橋可由四個整流二極管組成，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

返回當前22頁，總共64頁。整流橋?qū)嵨镎掌祷禺斍?3頁，總共64頁。返回當前24頁，總共64頁?！?9.3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。返回當前25頁，總共64頁。19.3.1電容濾波電路一、濾波電路1.單相半波整流電容濾波電路返回當前26頁，總共64頁。2.單相橋式整流電容濾波電路一、濾波電路返回當前27頁，總共64頁。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當前28頁，總共64頁。半波整流濾波電路（C=470UF）波形圖整流二極管中的沖擊電流濾波輸出電壓返回當前29頁，總共64頁。半波整流濾波電路（C=1000UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓返回當前30頁，總共64頁。半波整流濾波電路（C=3300UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓返回當前31頁，總共64頁。半波整流濾波電路（C=6800UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓返回當前32頁，總共64頁。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當前33頁，總共64頁。全波整流濾波電路（C=470UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓返回當前34頁，總共64頁。全波整流濾波電路（C=1000UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓返回當前35頁，總共64頁。全波整流濾波電路（C=3300UF）波形圖濾波輸出電壓整流二極管中的沖擊電流返回當前36頁，總共64頁。全波整流濾波電路（C=6800UF）波形圖整流二極管中的沖擊電流濾波輸出電壓返回當前37頁，總共64頁。一般取(T為電源電壓的周期)近似估算:

U0=1.2U2(2)流過二極管瞬時電流很大RLC越大U0越高,負載電流的平均值越大整流管導電時間越短iD的峰值電流越大。一般選管時，取二、電容濾波電路的特點(1)輸出電壓U0與時間常數(shù)RLC有關RLC愈大電容器放電愈慢U0(平均值)愈大。返回當前38頁，總共64頁。

輸出波形隨負載電阻RL或C的變化而改變,U0和S也隨之改變。如:RL愈小(Io越大),Uo下降多,S增大。(3)輸出特性(外特性):1.4U20.9U2Uo0Io電阻負載有電容濾波電阻負載無電容濾波返回當前39頁，總共64頁。結(jié)論

（1）并聯(lián)電容濾波后，輸出電壓直流成份（即輸出電壓平均值）提高了；脈動成份降低了（即輸出波形平滑）。

通過以上半波、全波整流電容濾波電路的波形圖和分析可以看出：

（3）輸出電壓隨輸出電流（負載電流）增大而下降較快，輸出特性較軟。（4）濾波電容愈大，濾波效果愈好，但整流二極管的導通時間愈短，其中的電流沖擊也愈大。（2）電容放電時間常數(shù)RLC愈大，放電愈慢，輸出電壓愈高，脈動愈小，濾波效果愈好。

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。返回當前40頁，總共64頁。

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。一、電感濾波電路結(jié)構(gòu)返回當前41頁，總共64頁。二、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。U0=0.9U2

當忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：

對諧波分量:

f

越高,XL越大,電壓大部分降在XL上。因此,在輸出端得到比較平滑的直流電壓。三、電感濾波的特點

整流管導電角較大,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。返回當前42頁，總共64頁。19.3.3LC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，其性能及應用場合分別與電容濾波和電感濾波相似。L-C

型濾波電路結(jié)構(gòu)返回當前43頁，總共64頁。RC-

型濾波電路結(jié)構(gòu)RC-

型濾波電路特點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。返回當前44頁，總共64頁。LC-

型濾波電路結(jié)構(gòu)LC-

型濾波電路特點

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。返回當前45頁，總共64頁?！?9.4穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開關型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路(小功率設備)在小功率設備中常用的穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、線性穩(wěn)壓電路和開關型穩(wěn)壓電路等。其中穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最簡單，但是帶負載能力差，一般只提供基準電壓，不作為電源使用。開關型穩(wěn)壓電源效率較高，目前用的也比較多，但因?qū)W時有限，這里不做介紹。以下主要討論線性穩(wěn)壓電路。返回當前46頁，總共64頁。穩(wěn)壓電路的主要性能指標1、穩(wěn)壓系數(shù)S

穩(wěn)壓系數(shù)S用來反映電網(wǎng)電壓波動對穩(wěn)壓電路的影響。定義為當負載固定時，輸出電壓的相對變化量與輸入電壓的相對變化量之比。2、輸出電阻Ro

輸出電阻Ro用來反映穩(wěn)壓電路受負載變化的影響。定義為當輸入電壓固定時輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。它實際上就是電源戴維南等效電路的內(nèi)阻。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。返回當前47頁，總共64頁。19.4.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、電路結(jié)構(gòu)返回當前48頁，總共64頁。二、工作原理

在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)，電流變化較大時，穩(wěn)壓管兩端電壓變化較小。1.電網(wǎng)電壓波動2.負載波動通過調(diào)節(jié)R上的壓降來達到穩(wěn)定輸出電壓Uo的目的。返回當前49頁，總共64頁。三、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)。四、穩(wěn)壓管選擇辦法五、限流電阻R的選擇原則1.2.返回當前50頁，總共64頁。19.4.2串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路

串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路由四個主要部分組成：1、基準電壓環(huán)節(jié)2、比較放大環(huán)節(jié)3、取樣環(huán)節(jié)4、調(diào)整環(huán)節(jié)一、電路結(jié)構(gòu)的一般形式返回當前51頁，總共64頁。調(diào)整元件T與負載串聯(lián)，通過全部負載電流。比較放大器可以是單管放大電路或集成運算放大器。調(diào)整元件可以是單個功率管，復合管或用幾個功率管并聯(lián)。基準電壓可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取出輸出電壓UO的一部分和基準電壓相比較。因調(diào)整管與負載接成射極輸出器形式，為深度串聯(lián)電壓負反饋，故稱之為串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。二、電路的組成返回當前52頁，總共64頁。一、一種實際的晶體管串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源二、穩(wěn)壓原理UoUfUBE2=（Uf-UZ）UC2Uo當Ui增加或輸出電流減小使Uo升高時：返回當前53頁，總共64頁。三、輸出電壓的確定和調(diào)節(jié)范圍

4、調(diào)整管rce愈大越好(rce小則Ui引起的Uo大)。四、影響穩(wěn)壓特性的主要因素1、比較放大部分的AV和電壓反饋系數(shù)F愈大越好；

2、基準電壓愈穩(wěn)定越好；3、放大部分的電源愈穩(wěn)定越好；調(diào)節(jié)RP可改變Uo達到調(diào)壓的目的。穩(wěn)壓實質(zhì)：通過負反饋使輸出電壓穩(wěn)定。返回當前54頁，總共64頁。在運放理想條件下(AV=ri=)：五、選用增益高的集成運放作為放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源返回當前55頁，總共64頁。六、存在的缺點

串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源外圍元件較多；另外，調(diào)整管工作在線性放大區(qū),當負載電流較大時，其損耗(P=UCEIo)大；電源的效率為(=Po/Pi=UoIo/UiIi)較低。為了提高效率，可采用開關型穩(wěn)壓電源。返回當前56頁，總共64頁?！?9.5集成穩(wěn)壓電源

集成穩(wěn)壓電源簡介三端集成穩(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環(huán)節(jié)。

隨著半導體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應用的單片集成穩(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，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7800、7900系列固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器組件及其應用，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。

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。返回當前57頁，總共64頁。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