第18章-直流穩(wěn)壓電源課件

第18章直流穩(wěn)壓電源18.2濾波器18.3直流穩(wěn)壓電源18.1整流電路第18章直流穩(wěn)壓電源18.2濾波器18.3直半導體直流電源的組成整流變壓器：把交流電壓變成符合整流需要的電壓。u4uou3u2u1交流電源負載變壓整流濾波穩(wěn)壓整流電路：將交流電壓變換為單向脈動電壓。濾波電路：減小整流電壓的脈動程度，以適合負載的需要。穩(wěn)壓電路：在交流電源電壓波動或負載變動時，使直流輸出電壓穩(wěn)定。半導體直流電源的組成整流變壓器：把交流電壓變成符合整流需要的18.1整流電路整流電路的作用:

將交流電壓轉變?yōu)閱蜗蛎}動的直流電壓。常見的整流電路分析時可把二極管當作理想元件處理：

二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。整流原理：利用二極管的單向導電性。單相半波整流單相橋式整流三相橋式整流18.1整流電路整流電路的作用:常見的整流電路分析18.1.1單相半波整流電路1.電路結構2.工作原理u正半周，Va>Vb，二極管D導通，uo=uu負半周，Va<Vb，二極管D截止，uo=03.工作波形uoOutO–++–aTrDuoubRLio~–+uD設uDO動畫18.1.1單相半波整流電路1.電路結構2.工作原理4.參數(shù)計算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過二極管電流平均值ID(4)二極管承受的最高反向電壓UDRM4.參數(shù)計算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平5.整流二極管的選擇根據(jù)二極管的電流ID和最高反向電壓UDRM來選擇。選管時應滿足：IOM

ID

URWMUDRM

例1有一單相半波整流電路，已知負載電阻RL=750，變壓器二次側電壓U=20V，試求Uo，Io及URM，并選擇二極管。解：二極管選用2AP4(16mA，50V)。5.整流二極管的選擇根據(jù)二極管的電流ID和最高反向電半波整流的特點：優(yōu)點：結構簡單，使用元件少缺點：1)只利用了電源的半個周期，電源的利用率低2)輸出直流成分較低3)輸出波形的脈動大一般用于要求不高，輸出電流較小的場合。半波整流的特點：優(yōu)點：結構簡單，使用元件少18.1.2單相橋式整流電路1.電路結構a–++–TruoubRLio~D1D2D3D42.工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管D1、D3

導通，D2、D4

截止。3.工作波形uD2uD4uouDttu18.1.2單相橋式整流電路1.電路結構a–++–Tr18.1.2單相橋式整流電路1.電路結構a–++–TruoubRLio~D1D2D3D42.工作原理u

負半周，Va<Vb，二極管D2、D4

導通，D1、D3

截止。3.工作波形uuD2uD4uouDttuD1uD318.1.2單相橋式整流電路1.電路結構a–++–Tr4.參數(shù)計算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM4.參數(shù)計算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流橋式整流電路的特點：優(yōu)點：1)輸出直流電壓高2)電源變壓器得到充分利用3)輸出波形的脈動小缺點：二極管用得比較多5.整流二極管的選擇根據(jù)二極管的電流ID和最高反向電壓UDRM來選擇。選管時應滿足：IOM

ID，URWMUDRM

硅橋堆～～+++～～橋式整流電路的特點：優(yōu)點：1)輸出直流電壓高5.整流例2：單相橋式整流電路，已知交流電網(wǎng)電壓為220V，負載電阻RL=100，負載電壓UO=12V。(1)電源變壓器副邊電壓的有效值U應為多少？(2)整流二極管的正向平均電流ID和最大反向電壓UDRM為多少？解：(1)(2)例2：單相橋式整流電路，已知交流電網(wǎng)電壓為2例3：試分析圖示橋式整流電路中，(1)二極管D2或D4斷開時負載電壓的波形；(2)如果D2或D4接反，后果如何？(3)如果D2或D4因擊穿或燒壞而短路，后果又如何？

解：(1)當D2或D4斷開時電路為單相半波整流電路。正半周時，D1和D3導通，負載電壓uo=u；負半周時，D1和D3截止，負載中無電流通過，uo=0–++–TuouRLio~D1D2D3D4utOuoO例3：試分析圖示橋式整流電路中，(1)二極管D2(2)如果D2或D4接反正半周時，二極管D1、D2或D3、D4導通，電流經(jīng)D1、D2或D3、D4而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及D1、D2或D3、D4將被燒壞。(3)如果D2或D4因擊穿燒壞而短路正半周時，情況與D2或D4接反類似，電源及D1或D3也將因電流過大而燒壞。–++–TuouRLio~D1D2D3D4(2)如果D2或D4接反(3)如果D2或D4因擊穿燒壞而短18.2濾波器交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是單向脈動直流，其中既有直流成份又有交流成份。濾波原理：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,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。方法：將電容與負載RL并聯(lián)(或將電感與負載RL串聯(lián))。18.2濾波器交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是單向脈動直流18.2.1電容濾波器1.電路結構–++–aTrDuo=uCubRL~C+2.工作原理u>uC時，二極管導通，電源在給負載RL供電的同時也給電容充電，uC增加。u<uC時，二極管截止，電容通過負載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降。3.工作波形uoutOtO二極管承受的最高反向電壓為。18.2.1電容濾波器1.電路結構–++–aTrDuo4.電容濾波電路的特點輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放電時間常數(shù)RLC有關。RLC越大電容器放電越慢Uo越大，波形越平滑。采用電容濾波時，輸出電壓受負載變化影響較大，即帶負載能力較差。電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負載電流較小且負載變化不大的場合。近似估算?。篣o

=1.2U

(橋式)Uo

=1.0U(半波)當負載RL開路時，4.電容濾波電路的特點輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放5.二極管的選擇(1)導通期間ID≈Io(2)最高反向電壓UDRM電路單相半波整流單相橋式整流無電容濾波有電容濾波6.濾波電容的選擇(T：電源電壓u的周期)5.二極管的選擇(1)導通期間ID≈Io(2)最高例1：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。–++–TruouRL~C+解：1.選擇整流二極管流過二極管的電流二極管承受的最高反向電壓變壓器副邊電壓的有效值可選用二極管2CZ52B(100mA，50V)例1：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源例1：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。–++–TruouRL~C+取RLC=5T/2解：2.選擇濾波電容器可選用C=250F，耐壓為50V的極性電容器。例1：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源例2：在橋式整流濾波電路中，已知RL=40，U2=20V，C=1000F。試問：(1)正常時，Uo=？(2)如果測得Uo為下列數(shù)值，可能出現(xiàn)了什么故障？

①Uo=18V；②Uo=28V；③Uo=9V。解：(1)正常時，Uo=1.2U2=1.220=24V(2)當Uo=18Ｖ時，此時Uo=0.9U2成為橋式整流電路。表明電容開路。當Uo=28Ｖ時，此時Uo=1.4U2。表明是負載開路的情況。當Uo=9V時，此時Uo=0.45U2是半波整流電路?？膳卸ㄊ撬闹欢O管中有一只開路，且電容也開路。例2：在橋式整流濾波電路中，已知RL=4018.3直流穩(wěn)壓電源18.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1.電路結構C+–Tru~+–UIRL+IoUo+–IRRDZIz限流電阻穩(wěn)壓電路經(jīng)整流和濾波后的電壓會隨著交流電源電壓的波動和負載的變化而改變，因此需穩(wěn)壓電路。18.3直流穩(wěn)壓電源18.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1.2、穩(wěn)壓原理C+–Tru~+–UIRL+IoUo+–IRRDZIZUO=UZ

IR=IO+IZRL(IO)IR(1)設UI一定，負載RL變化IRUO

(UZ

)IZUIUZUO

UIUZ(2)設負載RL一定，UI

變化UO

RIRIZIR適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負載變動不大的場合。2、穩(wěn)壓原理C+–Tru~+–UIRL+IoUo+–IRRD18.3.3

集成穩(wěn)壓電源最簡單的集成穩(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。1.分類三端集成穩(wěn)壓器固定式可調式正穩(wěn)壓W7800系列負穩(wěn)壓W7900系列(1.25~37V連續(xù)可調)輸出電壓額定值有:

5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。18.3.3集成穩(wěn)壓電源最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，2.外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—公共端2—輸出端78xxW7900系列穩(wěn)壓器外形1—公共端3—輸入端2—輸出端79xx塑料封裝2.外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—3.集成穩(wěn)壓器的應用(1)

輸出為固定電壓的電路CoW7800CiUI+UO123__+

0.33F1FCoW7900CiUI_UO321+_+

0.33F1FCi：用來抵消輸入端接線較長時的電感效應，防止產生自激振蕩；Co：為了瞬時增減負載電流時，不致引起輸出電壓有較大的波動。3.集成穩(wěn)壓器的應用(1)輸出為固定電壓的電路