《直流穩(wěn)壓》PPT課件.ppt

1、1.整流和穩(wěn)定電路，第7章，第2節(jié)。過濾器，1。整流電路3。DC穩(wěn)定電源，3。電力變壓器3360將交流電網(wǎng)電壓u1轉(zhuǎn)換成合適的交流電壓u2。整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和整流電路：將交流電壓u2變?yōu)槊}動DC電壓u3。濾波電路：將脈動DC電壓u3轉(zhuǎn)換成平滑DC電壓u4。穩(wěn)壓電路：消除了電網(wǎng)波動和負(fù)載變化的影響，保持輸出電壓u0穩(wěn)定。DC穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路的任務(wù)是將交流電壓轉(zhuǎn)換成DC脈動電壓。常見的低功耗整流電路包括單相半波、全波、橋式和雙電壓整流器。前三個(gè)主要介紹如下。為了簡單分析，我們將二極管視為理想元件，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。1.整流電路；5.單相半波整流電

2、路的工作原理當(dāng)u20時(shí)，二極管導(dǎo)通。二極管導(dǎo)通，忽略二極管的正向壓降：u0=u2，6，單相半波整流電路的工作原理，當(dāng)u20時(shí)，二極管關(guān)斷，輸出電流為0。二極管關(guān)斷，u0=0，7，輸出電壓和電流波形和幅度、uo，輸出電壓平均值(u0):輸出電壓和電流波形：輸出電流平均值(I0):io、IO、UO、8，輸出電壓和電流波形和幅度，二極管上的最高電壓：Io，uo，9，2，單相橋式整流電路，橋式整流電路，u2正半周電流路徑，10，單相橋式整流電路，橋式整流電路，u0，u2負(fù)半周電流路徑，當(dāng)11，u20，D1和D3導(dǎo)通時(shí)，D2和D4截止，電流路徑：通過D1，D3-U20。橋式整流電路的輸出波形和二極管上的

3、電壓波形，12，幾個(gè)普通的硅整流橋，13，1，整流輸出電壓的平均值(U0)，負(fù)載電壓的平均值(U0)為：負(fù)載上的平均電流為：14，平均電流(ID)和反向峰值電壓(U0)。例如，在橋式整流電路中，每個(gè)二極管只導(dǎo)通半個(gè)周期。因此，流經(jīng)每個(gè)整流二極管的平均電流是負(fù)載平均電流的一半。二極管關(guān)斷時(shí)兩端承受的最大反向電壓：整流電路中整流管的選擇，15，2，濾波，濾波原理：整流電路整流后輸出的交流電壓是脈動DC，其中既有DC分量又有交流分量。濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓(或電感中的電流)不會突然變化的特性，將電容與負(fù)載R1并聯(lián)(或電感與負(fù)載R1串聯(lián))，濾除整流電路輸出電壓中的交流分量，保留其DC分量，

4、從而達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。16，1，電容濾波器(C濾波器)，橋式整流電容濾波器電路，以單向橋式整流電容濾波器為例，該電路如圖所示。1，濾波原理，17，當(dāng)R1未連接時(shí)，充電結(jié)束，忽略整流電路的內(nèi)阻，輸出波形無電容，18，當(dāng)R1連接時(shí)(且RLC較大)，忽略整流電路的內(nèi)阻，電容通過R1放電，當(dāng)整流電路的電壓小于電容電壓時(shí)，二極管關(guān)斷，整流電路不對電容充電，u0將逐漸減小。19，忽略整流電路的內(nèi)阻，只有當(dāng)整流電路的輸出電壓大于u0的時(shí)間間隔才會有充電電流。因此，整流電路的輸出電流是一個(gè)脈沖波。當(dāng)R1被連接時(shí)(并且RLC很大)，整流器電路的輸出電流為20，考慮到整流器電路的內(nèi)部電阻，當(dāng)電容器被充電

5、時(shí)，電容器電壓滯后于u2。當(dāng)R1連接(RLC大)時(shí)，RLC越小，輸出電壓越低，21，近似估計(jì)為：U0=1.2U (2)流經(jīng)二極管的瞬時(shí)電流很大，RLC越大，U0越高，負(fù)載電流平均值越大，整流管導(dǎo)通時(shí)間越短，電流峰值越大。一般來說，在選擇燈管時(shí)，采用電容濾波電路的特性。(1)輸出電壓U0與時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)，RLC越大，t越慢例如，RL越小(I0越大)，U0下降越多。該電容濾波電路適用于輸出電壓較高、負(fù)載電流較小、負(fù)載變化較小的場合。(3)輸出特性(外部特性):結(jié)論，23，(1)濾波原理：對于DC分量(f=0):XL=0相當(dāng)于短路，R1上的大部分電壓降。交流分量： f越高，XL越大，XL上的大部

6、分電壓降。因此，在輸出端獲得相對平滑的DC電壓。然后由電容濾波器濾波，交流分量被一次濾除，并且可以獲得非常平坦的DC輸出電壓。2。電感電容濾波器，24。(2)電感濾波器：的特性。該整流器具有大導(dǎo)通角、小峰值電流和平坦輸出特性，適用于低電壓、大電流(小RL)的場合。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，容易造成電磁干擾。25，3，形狀濾波器，為了改善濾波特性，可以采用多級濾波，例如在電容濾波后連接一個(gè)RC濾波電路，或者在電感濾波后連接一個(gè)電容。因此，形成了RC型或L-C型濾波電路，其性能和應(yīng)用分別類似于電容濾波器和電感濾波器。u0，r，U2，u1，C1，C2，U0。其中，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路最簡單，但其承載能力差，所

7、以一般只提供參考電壓，不作為電源使用。開關(guān)穩(wěn)壓電源效率高，目前使用較多。但是，由于時(shí)間有限，這里就不介紹了。下面主要討論穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路和線性穩(wěn)壓電路。27，1，穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路，電壓不穩(wěn)定原因：交流電源電壓波動，負(fù)載電流變化，IZ UIUO(UO=UDZ)，抵消UI UR的增加，UO保持大致不變，28，選擇穩(wěn)壓器，UZ=UO，Izm=(1.55) 3。串聯(lián)穩(wěn)壓電路。1.電路結(jié)構(gòu)的一般形式。串聯(lián)穩(wěn)壓電路由參考電壓、比較放大器、采樣電路和調(diào)節(jié)元件組成。31、t、ui、_、_、_ uo、比較放大、參考、采樣、ur、fuo、_、C2、rl、調(diào)整元件、調(diào)整元件t和負(fù)載比較放大器可以是單管放大器電路、差分

8、放大器電路和集成運(yùn)算放大器。調(diào)節(jié)元件可以是單個(gè)功率管、復(fù)合管或并聯(lián)的幾個(gè)功率管。參考電壓可以由穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路組成。采樣電路取出輸出電壓UO的一部分，并將其與參考電壓進(jìn)行比較。由于調(diào)節(jié)管和負(fù)載以發(fā)射極輸出的形式連接，這是一種深串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱之為串聯(lián)反饋穩(wěn)壓電路。32，串聯(lián)反饋調(diào)節(jié)器電路，UO，UOUf UB IC，UCE，UO，33，4，集成穩(wěn)壓電源。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)生產(chǎn)并廣泛使用的單片集成穩(wěn)壓電源具有體積小、可靠性高、使用靈活、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入、輸出和公共端，因此被稱為三端集成穩(wěn)壓器。本節(jié)主要介紹常用的W7800系列三端集成穩(wěn)壓器，它也是一種串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓器電路。該模塊的概要如下圖所示。穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)置短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。34，1-端子：輸入端子2-端子：輸出端子3-端子：公共端子，W7800系列電壓調(diào)節(jié)器曲線，1-端子：公共端子2-端子：輸入端子3-端子：輸出端子，W7900系列電壓調(diào)節(jié)器曲線，35，分類為：模型的最后兩位數(shù)字代表輸出電壓值，W78系列(正輸出，36，1。輸出電壓固定的電路，W7800系列穩(wěn)壓器的基本接線圖，輸出為固定正電壓時(shí)的接線如圖所示。輸入和輸出之間的電壓不得低于3V！37，在th輸出正負(fù)電壓由