第5章直流穩(wěn)壓電源

5.1直流穩(wěn)壓電源的組成5.2二極管整流電路5.3濾波電路5.4穩(wěn)壓電路

直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成第5章直流穩(wěn)壓電源5.1直流穩(wěn)壓電源的組成整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟妷恨D(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。常見(jiàn)的整流電路有半波、全波、橋式整流。第5章直流穩(wěn)壓電源5.2二極管整流電路

第5章直流穩(wěn)壓電源u1u2uDuOTrVDRLiOu2uOuDU2U2U2U2iO=iD圖5-2單相半波整流電路及其波形5.2.1單相半波整流電路

單相半波整流電路的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用的元件少。但存在明顯的缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大，直流成分比較低；變壓器有半個(gè)周期不導(dǎo)電，利用率低。所以只能用在輸出電流較小，允許脈動(dòng)大，要求不高的場(chǎng)合。第5章直流穩(wěn)壓電源

5.2.2單相橋式整流電路應(yīng)用廣泛的整流電路是單相橋式整流電路，電路及其波形如圖所示。

a)單相橋式整流電路b)波形圖U2u2uOuD1U2U2U2U2U2當(dāng)變壓器二次電壓u2為正半周時(shí)，二極管VD1和VD3導(dǎo)通，VD2和VD4截止，電流iO的通路為a→VD1→RL→VD3→b；當(dāng)變壓器二次電壓u2為負(fù)半周時(shí)，二極管VD1和VD3反向截止，VD2和VD4導(dǎo)通，電流iO的通路為b→VD2→RL→VD4→a?？梢?jiàn)在交流電壓的正、負(fù)半周均有電流流過(guò)負(fù)載RL，且電流方向一致，達(dá)到了全波整流的效果。第5章直流穩(wěn)壓電源5.2.3單相整流電路的主要參數(shù)1.輸出直流電壓UO(AV)

輸出直流電壓UO(AV)是整流電路的輸出電壓瞬時(shí)值uO在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。2.二極管正向平均電流ID(AV)

在單相半波整流電路中，二極管正向平均電流ID(AV)

就等于輸出電流平均值。在橋式整流電路中，二極管正向平均電流等于輸出電流平均值的一半，即3.二極管最大反向峰值電壓URM每個(gè)整流管的最大反向峰值電壓URM是指整流二極管不導(dǎo)通時(shí)兩端出現(xiàn)的最大反向電壓。單相半波整流電路和橋式整流電路中，在單相半波整流電路中UO(AV)=0.45U2在橋式整流電路中UO(AV)=0.9U2第5章直流穩(wěn)壓電源5.3濾波電路5.3.1電容濾波電路電容濾波電路由負(fù)載電阻端并聯(lián)一個(gè)合適容量的電容構(gòu)成

uOuO＝uCu1u2uCVD1VD2VD3VD4a）橋式整流電容濾波電路b）波形圖5-6橋式整流電容濾波電路及波形第5章直流穩(wěn)壓電源

電容濾波的特點(diǎn)1.濾波后的輸出電壓脈動(dòng)成分減少，輸出直流電壓得到了提高。單相橋式整流電容濾波電路的輸出直流電壓為

UO=1.2U2

2.RLC較大時(shí)濾波效果好。濾波電容的電容量通常取RLC>>一般取C≥(3～5)3.二極管的導(dǎo)通角減小。濾波電容C的容量越大，導(dǎo)通角越小，二極管導(dǎo)通時(shí)的沖擊電流很大，要比輸出電流IO大許多倍，選擇二極管時(shí)，最大整流電流要留有充分的余量。4.隨著輸出電流的增加，電容濾波電路的輸出電壓下降很快，即它的外特性比較軟，所以電容濾波適用于負(fù)載電流變化不大的場(chǎng)合。第5章直流穩(wěn)壓電源5.3.2電感濾波電路

在整流電路和負(fù)載電阻之間串入一電感線圈，就構(gòu)成了電感濾波器。電感濾波器的輸出電壓為。電感濾波電路對(duì)整流二極管沒(méi)有電流沖擊，帶負(fù)載能力強(qiáng)。但電感量較大的線圈體積大、笨重，直流電阻較大，本身會(huì)引起直流電壓損失，使得輸出電壓降低。電感濾波適用于要求直流電壓不高、輸出電流較大及負(fù)載變化較大的場(chǎng)合。第5章直流穩(wěn)壓電源5.3.3復(fù)式濾波電路在電子電路對(duì)直流電源平滑度要求較高的情況下，僅用前面介紹的兩種濾波電路是不能滿足要求的，往往要采用幾種無(wú)源元件組成復(fù)式濾波電路。復(fù)式濾波電路主要有Γ形LC濾波電路、Π形LC濾波電路和Π形RC濾波電路三種形式。

a）Γ形LC

b）Π形LC

c）Π形RC圖8-7復(fù)式濾波電路組成復(fù)式濾波電路的原則是：把阻抗大的元件（如電感、電阻）與負(fù)載串聯(lián)，以便降落較大的交流分量電壓，而把阻抗小的元件（如電容）與負(fù)載并聯(lián)，以便旁路較大的交流分量電流。第5章直流穩(wěn)壓電源5.4穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路的作用就是在電網(wǎng)電壓波動(dòng)及負(fù)載變動(dòng)的情況下穩(wěn)定輸出電壓。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、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和集成三端穩(wěn)壓電路。5.4.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管與負(fù)載并聯(lián)，并有限流電阻R配合才能起到穩(wěn)壓作用。當(dāng)負(fù)載不變，交流電網(wǎng)電壓上升時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程可表示如下：第5章直流穩(wěn)壓電源當(dāng)電網(wǎng)電壓未波動(dòng)，而負(fù)載電流增大時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程可表示如下：值得注意的是，電阻R除了起電壓調(diào)整作用外，還起限流作用。其阻值和額定功率一般按下式選擇：

穩(wěn)壓管的選擇可遵循：

UZ＝ULIZmax=（1.5～3）ILmax

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于輸出電壓不需要調(diào)節(jié)，負(fù)載電流小，要求不高的場(chǎng)合。第5章直流穩(wěn)壓電源5.4.2晶體管串聯(lián)型穩(wěn)壓電路當(dāng)電網(wǎng)電壓升高或負(fù)載減小時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程可表示為當(dāng)電網(wǎng)電壓減小或負(fù)載增加時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程相反。第5章直流穩(wěn)壓電源5.4.3三端集成穩(wěn)壓器

三端集成穩(wěn)壓器的種類很多，按照輸出電壓是否可調(diào)可分為固定式和可調(diào)式；按照輸出電壓的正、負(fù)極性可分為正穩(wěn)壓器和負(fù)穩(wěn)壓器。三端集成穩(wěn)壓電路具有體積小、可靠性高、性能指標(biāo)好、使用靈活簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此在儀器、儀表及其他各種電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。1．三端固定式集成穩(wěn)壓器

三端固定式集成穩(wěn)壓器的外形和管腳排列如圖所示。由于它只有輸入、輸出和公共地端三個(gè)端子，故稱為三端穩(wěn)壓器。W78XX系列的管腳功能是：1腳為輸入端，2腳為輸出端，3腳為公共端。第5章直流穩(wěn)壓電源

國(guó)產(chǎn)的三端固定式集成穩(wěn)壓器有CW78XX系列（正電壓輸出）和CW79XX系列(負(fù)電壓輸出)，其輸出電壓有±5V、±6V、±8V、±9V、±12V、±15V、±18V、±24V，最大輸出電流有0.1A、0.5A、1A、1.5A、2.0A等。第5章直流穩(wěn)壓電源

1)基本應(yīng)用電路

2）提高輸出電壓電路第5章直流穩(wěn)壓電源

3）同時(shí)輸出正負(fù)電壓的電路2．三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器

三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器按輸出電壓分為正電壓輸出CW317（CWll7、CW217）和負(fù)電壓輸出CW337（CW137、CW