1、第六章：直流穩(wěn)壓電源,本章內(nèi)容： 6.1整流濾波電路 6.2穩(wěn)壓電路,1,學(xué)習(xí)交流PPT,6.1整流濾波電路,直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu),u1 ：市電。220V，50Hz（中國）；110V，60Hz（美國）。,電源變壓器：將電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。,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，保持輸出直流電壓Uo的穩(wěn)定。,整流電路：將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。,2,學(xué)習(xí)交流PPT,一、單相橋式整流電路,uo,D4,D2,D1,D3,RL,u1,u2,iL,利用二極管單向?qū)щ娦?，使變壓器次?jí)電壓在RL上產(chǎn)生單向電流，實(shí)現(xiàn)電壓的單向

2、化。,1,2,u2正半周：D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止。,電流通路為：1D1RLD32,u2負(fù)半周：D2、D4導(dǎo)通，D1、D3截止。,電流通路為：2D2RLD41,RL上的電流均為從上到下（單向化）,3,學(xué)習(xí)交流PPT,iL,簡化畫法,工作波形,u2,uo,4,學(xué)習(xí)交流PPT,將uo展開為傅里葉級(jí)數(shù)：,直流分量：,振幅,有效值,定義脈動(dòng)系數(shù),整流二極管的選擇：,最大正向電流,最高反向峰值電壓,5,學(xué)習(xí)交流PPT,二、電源濾波電路,1、濾波電路結(jié)構(gòu),電容濾波,型濾波,型濾波,（多用于小電流負(fù)載）,（多用于小電流負(fù)載）,（對(duì)負(fù)載電流適應(yīng)性較強(qiáng)，用于大電流負(fù)載時(shí)可不接電容）,6,學(xué)習(xí)交流PPT,2

3、、電容濾波電路,uo,0,iD,0,io,iD,io,、工作原理,、未接負(fù)載時(shí)，（S斷開）,整流橋?qū)充電，,輸出電壓恒定,、接入負(fù)載后，（S閉合）,電容通過負(fù)載RL放電，電壓下降，同時(shí)u2電壓上升，當(dāng)u2uC時(shí)，整流橋?qū)?，向電容充電，同時(shí)提供負(fù)載電流。隨著u2的下降，當(dāng)u2uC時(shí)，整流橋截止，電容又開始放電。,D1D3導(dǎo)通,D2D4導(dǎo)通,uo,7,學(xué)習(xí)交流PPT,、特點(diǎn),、整流二極管導(dǎo)通角23IRL。,、負(fù)載平均電壓Uo升高，紋波減小。,RLC越大，電容放電越緩慢，負(fù)載電壓中的紋波成分越小，脈動(dòng)系數(shù)越小，平均電壓越高。,為得到平滑的輸出，一般取,T為電源周期,8,學(xué)習(xí)交流PPT,、濾波效果

4、與負(fù)載電流的關(guān)系,隨著負(fù)載電流Io的增加，輸出電壓Uo減小，脈動(dòng)系數(shù)S增加。,RLC=,RLC大,RLC小,Uo與RLC的關(guān)系,Uo與Io的關(guān)系,若滿足,時(shí)，,S與Io的關(guān)系,9,學(xué)習(xí)交流PPT,6.2穩(wěn)壓電路,一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,1、工作原理,并聯(lián)型穩(wěn)壓電路。DZ為穩(wěn)壓管，R為限流電阻，若流過DZ的電流在穩(wěn)定電流范圍（IZminIZmax）內(nèi)，可使Uo基本恒定。,10,學(xué)習(xí)交流PPT,當(dāng)UI變化、負(fù)載不變時(shí)：,UI,UO,IZ、 IO,I R,UO=UI-IR,當(dāng)UI不變、負(fù)載變化時(shí)：,RL,IZ,I 幾乎不變,UO基本不變,IO,11,學(xué)習(xí)交流PPT,2、電路參數(shù),、穩(wěn)壓電路指標(biāo),、輸出電

5、壓與輸出電流,（不可調(diào)）,、穩(wěn)壓系數(shù)與輸出電阻,交流等效電路,穩(wěn)壓系數(shù),rZ越小，穩(wěn)壓性能越好；R越大，對(duì)UI波動(dòng)的抑制越好。,12,學(xué)習(xí)交流PPT,、元件參數(shù)選擇,已知Uo、負(fù)載電流范圍（IRminIRmax）、電網(wǎng)電壓（u1）波動(dòng)（如10%）,、確定UI,經(jīng)驗(yàn)公式,、選擇穩(wěn)壓管,查穩(wěn)壓管型號(hào)參數(shù)表（手冊(cè)）確定穩(wěn)壓管型號(hào),13,學(xué)習(xí)交流PPT,14,學(xué)習(xí)交流PPT,、選擇限流電阻R,當(dāng)u1最低、IR最大時(shí)，IZ最小，可確定R的最大值,當(dāng)u1最高、IR最小時(shí)，IZ最大，可確定R的最小值,則R的取值范圍是：,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡單，輸出電壓固定且不可調(diào)，帶負(fù)載能力差，適用于負(fù)載變化不大、電壓穩(wěn)定

6、性能不高的場合。,15,學(xué)習(xí)交流PPT,二、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,1、工作原理,串聯(lián)型穩(wěn)壓電源由取樣電路、基準(zhǔn)電壓電路、放大電路和調(diào)整電路四部分組成，另外，為使電路安全工作，通常還需設(shè)置保護(hù)電路。,、方框圖,16,學(xué)習(xí)交流PPT,各部分功能：,調(diào)整電路：根據(jù)放大電路的輸出變化調(diào)節(jié)輸出電壓的值。,基準(zhǔn)電路：為放大電路提供固定的參考電壓（基準(zhǔn)電壓）；,取樣電路：按比例將輸出電壓的一部分反饋到放大電路的輸入端， 構(gòu)成負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓；,放大電路：將取樣電路的反饋信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較放大，并 控制調(diào)整電路的狀態(tài)；,17,學(xué)習(xí)交流PPT,、原理電路,基準(zhǔn)電路：R、DZ構(gòu)成穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路提供基準(zhǔn)電壓UZ。

7、,調(diào)整電路,放大電路,取樣電路,18,學(xué)習(xí)交流PPT,、工作原理,若由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電阻的變化等原因使輸出電壓Uo升高，則穩(wěn)壓的過程為：,Uo,U,UB,Uo(UiUCE),平衡時(shí)，,UBE,IB,IC,UCE,IB,IC,19,學(xué)習(xí)交流PPT,、輸出電壓的可調(diào)范圍,電位器R2置于最上端時(shí)（RPR2），輸出電壓最?。?電位器R2置于最下端時(shí)（RP0），輸出電壓最大：,2、電路參數(shù),20,學(xué)習(xí)交流PPT,、調(diào)整管的選擇,調(diào)整管提供負(fù)載電流，管壓降UCE=UI-Uo，管耗較大，為大功率管，選擇時(shí)主要考慮極限參數(shù),、集電極最大允許電流ICM,、c-e間反向擊穿電壓U(BR)CEO,、集電極最大

8、允許耗散功率PCM,21,學(xué)習(xí)交流PPT,3、穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路*,保護(hù)電路,過流保護(hù),短路保護(hù),調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù),芯片過熱保護(hù),、限流型過流保護(hù)電路,保護(hù)電路,保護(hù)電路由T2和Ro構(gòu)成，選擇合適的Ro，使輸出電流未超過額定值時(shí)，IoRo0.7V，T2截止。,22,學(xué)習(xí)交流PPT,當(dāng)輸出電流超過額定值時(shí)，Ro兩端的電壓降大于T2發(fā)射結(jié)開啟電壓，T2導(dǎo)通，T2集電極從T1基極電流分流，限制調(diào)整管的發(fā)射極電流。,Io,限流型保護(hù)電路結(jié)構(gòu)簡單，但保護(hù)電路起作用后調(diào)整管仍有較大的工作電流，功耗較大，故不適用于大功率電路。,輸出特性,23,學(xué)習(xí)交流PPT,、截流型過流保護(hù)電路,輸出特性,Uo,則,未

9、過流時(shí)，T2截止。 過流時(shí)，T2導(dǎo)通，T1基極電流分流，使UA、Uo下降，而Uo下降幅度大于UB下降的幅度，這進(jìn)一步使UBE2增大，從而分得更多的T1基極電流，這個(gè)正反饋過程將使輸出電流減小到較小數(shù)值。,24,學(xué)習(xí)交流PPT,4、實(shí)用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源*,變壓,整流,濾波,調(diào)整,截流保護(hù),基準(zhǔn),比較放大,取樣,25,學(xué)習(xí)交流PPT,三、集成穩(wěn)壓電路（三端穩(wěn)壓器）,固定式穩(wěn)壓電路,可調(diào)式穩(wěn)壓電路,7800系列：輸出正電壓，如7805，指輸出電 壓為5V；,7900系列：輸出負(fù)電壓，如7905，指輸出電 壓為5V。,117/217/317系列：輸出可調(diào)的正電壓；,137/237/337系列：輸出可調(diào)的負(fù)電壓。,26,學(xué)習(xí)交流PPT,+ _,W7805,UI,+ _,Uo,1,3,2,CI,0.11F,Co,1F,+10V,+5V,7800系列：,1,2,3,1端：輸入端 2端：公共端 3端：輸出端,典型應(yīng)用電路,27,學(xué)習(xí)交流PPT,+ _,W7905