1、,直流穩(wěn)壓電源,第十章,6.1直流電源的組成及各部分的作用,圖 6.1.1直流穩(wěn)壓電源的方框圖,電網(wǎng)電壓,電源 變壓器,整流電路,濾波電路,穩(wěn)壓電路,負(fù)載,整流：將交流變?yōu)橹绷鞯倪^(guò)程。,濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸?6.2整流電路,6.2.1整流電路的分析方法及其基本參數(shù),優(yōu)點(diǎn)：使用元件少。,缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大；直流成分??；變壓器利用率低。,圖 6.2.2,一、工作原理,圖 6.2.1單相半波整流電路,二、主要參數(shù),1.輸出電壓平均值 UO(AV),輸出電壓平均值就是負(fù)載電阻上電壓的平均值,2.負(fù)載電流的平均值,3.脈動(dòng)系數(shù),三、二極管的選擇,根據(jù)流過(guò)二極管電流的平均值和它所承

2、受的最大反向電壓來(lái)選擇二極管的型號(hào)。,二極管的正向電流等于負(fù)載電流平均值,二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓,對(duì)于二極管最大整流平均電流IF和最高反向工作電壓UR均應(yīng)留10%的余地，以保證二極管安全工作。,6.2.2單相橋式整流電路,圖 6.2.4單向橋式整流電路,圖 6.2.5單向橋式整流電路的習(xí)慣畫(huà)法,一、單向橋式整流電路的組成,在實(shí)用電路中，多采用全波整流電路，最常用的是單向橋式整流電路,二、工作原理,1. u2 0時(shí)，電流由+流出，經(jīng)D1、RL、D2流入-。,2. u2 0時(shí)，電流由-流出，經(jīng)D3、RL、D4流入+。,圖 6.2.6單相橋式整流電路的波形圖,三、輸出電壓平

3、均值 UO(AV) 和輸出電流的平均值IO(AV),脈動(dòng)系數(shù)：,四、二極管的選擇,每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過(guò)電流，所以每只二極管的平均電流只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半。,二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓,對(duì)于二極管最大整流平均電流IF和最高反向工作電壓UR均應(yīng)留10%的余地，以保證二極管安全工作。,如何實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源？,將橋式整流電路變壓器副邊中點(diǎn)接地，并將二個(gè)負(fù)載電阻相連接，且連接點(diǎn)接地。,三相整流電路,圖6.2.7利用橋式整流電路實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源,uO1 為正； uO2為負(fù),變壓器副邊的三個(gè)端均應(yīng)接二只二極管，一只接陽(yáng)極，另一只 接陰極。,D1 D2 D3輪

4、流導(dǎo)通，陽(yáng)極電位高的D先導(dǎo)通； D4D5D6輪流導(dǎo)通，陰極電位低的D先導(dǎo)通。,濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)， 或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。,交流 電壓,脈動(dòng) 直流電壓,直流 電壓,6.3濾波電路,濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸?6.3.1電容濾波電路,圖 6.3.1(a)濾波電路,濾波電路,濾波電容容量較大，一般采用電解電容器。,電容濾波電路利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。,濾波電路輸出電壓波形,以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。,一、濾波原理,（電容器的充、放電）,RL未接入時(shí)(忽略整流電路內(nèi)阻),充電結(jié)束,沒(méi)有電容時(shí)的輸出波形,uc,RL接

5、入（且RLC較大）時(shí) (忽略整流電路內(nèi)阻),無(wú)濾波電容 時(shí)的波形,加入濾波電容 時(shí)的波形,充電,放電,u2上升， u2大于電容 上的電壓uc，u2對(duì)電容充電， uo= uc u2 時(shí)間常數(shù) = (RL / Rint ) C,u2下降， u2小于電容上的電壓。 二極管承受反向電壓而截止。 電容C通過(guò)RL放電， uc按指數(shù) 規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù) = RL C,放電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于充電時(shí)間常數(shù)， 濾波效果取決于放電，其值愈大，濾波效果愈好。,二、輸出電壓平均值,當(dāng)負(fù)載開(kāi)路時(shí),當(dāng)RLC（35)T/2時(shí),考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電容的耐壓值應(yīng)大于,三、脈動(dòng)系數(shù) S,約為 10% 20%,只有整流電路輸出電壓大于

6、uc時(shí)，才有充電電流。因此二極管中的電流是脈沖波。,二極管中的電流,充電電流,四、整流二極管的導(dǎo)通角,二極管的導(dǎo)通角 ,五、電容濾波電路的輸出特性和濾波特性,1.輸出特性,當(dāng)濾波電容選定后，輸出電壓平均值UO（AV）和輸出電流平均值IO（AV）的關(guān)系。,2.濾波特性,脈動(dòng)系數(shù)S和輸出電流平均值IO（AV）的關(guān)系。,圖6.3.5a電容濾波電路的輸出特性,圖6.3.5b電容濾波電路濾波的特性,6.3.2其它形式的濾波電路,一、電感濾波電路,L愈大，濾波效果愈好；適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。,二、 LC濾波電路,輸出直流電壓為：,脈動(dòng)系數(shù) S ：,適用于各種場(chǎng)合。,圖 6.3.6單相橋式電感濾波電路,

7、圖 6.3.7復(fù)式濾波電路(a),三、LC - 型濾波電路,圖 6.3.7復(fù)式濾波電路(b),四、RC - 型濾波電路,圖 6.3.7復(fù)式濾波電路(c),適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合,適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合,6.4 集成穩(wěn)壓器電路,從外形上看，集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有三個(gè)引腳，分別為輸入端、輸出端和公共端，因而稱(chēng)為三端穩(wěn)壓器。,固定式穩(wěn)壓電路：W78XX、W79XX。,可調(diào)式穩(wěn)壓電路：W117、W217、W317。,一、W78XX三端穩(wěn)壓器 穩(wěn)定正電壓,輸出電壓有七個(gè)等級(jí)：5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V。,如W7805 ，輸出+5V；W7809 ，輸出+9V,輸出電流有三個(gè)等級(jí)：1

8、.5A、0.5A（M）和0.1A（L）。,如W7805 ，輸出+5V；最大輸出電流為1.5A； W78M05 ，輸出+5V；最大輸出電流為0.5A； W78L05 ，輸出+5V；最大輸出電流為0.1A。,W79XX系列 穩(wěn)定負(fù)電壓,1三端集成穩(wěn)壓器的組成,圖6. 4.1W7800的原理框圖,2.主要參數(shù),輸入端和輸出端之間的電壓允許值為313V。,二、W117三端集成穩(wěn)壓器,1.原理框圖,2.主要參數(shù),6.4.2三端穩(wěn)壓器的應(yīng)用,一、三端穩(wěn)壓器的外形及電路方框圖,圖6.4.2三端穩(wěn)壓器的外形和方框圖,不同封裝形式、正負(fù)電源管腳號(hào)不同。圖(c)(d)為金屬封裝式。,二、W78XX應(yīng)用,1. 基本應(yīng)用電路,若輸出電壓較高，接一保護(hù)二極管 D，以保護(hù)集 成穩(wěn)壓器內(nèi)部的調(diào)整管。,圖 6.4.3三端集成穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路,2. 擴(kuò)大輸出電流,VD 的作用：補(bǔ)償三極管的發(fā)射結(jié)電壓，使電路輸出電壓等于三端集成穩(wěn)壓器的輸出電壓。,圖 6.4.4擴(kuò)