第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源 第一节第一节 整流电路整流电路 第二节第二节 滤波电路滤波电路 第三节第三节 分立元件稳压电路分立元件稳压电路 第四节第四节 集成稳压电路集成稳压电路 习习 题题 目录目录变压器变压器整流整流电路电路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路交流交流电源电源负载负载整流整流-将交流电将交流电压变换为单向脉压变换为单向脉动的直流电动的直流电 滤波滤波-将脉动将脉动电压中的交流电压中的交流分量滤除分量滤除 稳压稳压使传输使传输的直流电压稳的直流电压稳定、平滑定、平滑 返回返回第一节第一节 整流电路整流电路 单相半波整流电路单相半波整流电路 单相桥式整流电路单相桥式整流电路 三相桥式整流电路三相桥式整流电路返返 回回一、一、单相半波整流电路单相半波整流电路1. 电路分析电路分析 正半周正半周(0) a (+) b () VD导通导通VDu2uou1RLabu223uo23 负半周负半周() a () b () VD截止截止 uo= 0uo= u2返回返回tt 单相半波整流电压平均值单相半波整流电压平均值2. 参数计算参数计算3. 元件选择元件选择 RL中电流平均值中电流平均值返回返回二极管最高反相电压二极管最高反相电压二极管电流平均值二极管电流平均值二、二、单相桥式全波整流电路单相桥式全波整流电路VD1u2uou1RLabVD2VD3VD41. 电路分析电路分析正半周正半周() a() b()电流方向电流方向 负半周负半周() a() b() 电流方向电流方向 u223uo23返回返回tt2. 参数计算参数计算 桥式整流电路电压平均值桥式整流电路电压平均值 RL中电流平均值中电流平均值3. 元件选择元件选择返回返回二极管最高反相电压二极管最高反相电压二极管电流平均值二极管电流平均值 例例1、桥式整流电路如图、桥式整流电路如图,画出画出uo、io、uD 波形。波形。VD1u2uou1RLabVD2VD3VD4u223uo23io23uD23uD若若VD1 的正负极反接，则的正负极反接，则正半周电路截止，正半周电路截止，负半周电源短路。负半周电源短路。 若若VD1 开路，则开路，则电路变为半波整流电路电路变为半波整流电路io返回返回0000 例例2、桥桥式式整整流流电电路路如如图图, 若若VD3管管烧烧断断, 输输出出电压波形为电压波形为_u1VD2u2uoRLVD3VD4V D1u2uOA.uOC.uOD.uOB.C返回返回例例3、桥式整流电路的变压器副边电压为、桥式整流电路的变压器副边电压为20V，每每个整流二极管所承受的最大反向电压为个整流二极管所承受的最大反向电压为_ A. 20V B. 28.28V C. 40V D. 56.56V B例例4、测量桥式整流电路的输出电压为、测量桥式整流电路的输出电压为9V，此时此时发现有一只二极管已经断开，其变压器二次电发现有一只二极管已经断开，其变压器二次电压为压为 _ A. 10V B. 15V C. 20V D. 25V C返回返回三、三相桥式整流电路三、三相桥式整流电路返回返回 VD1RLuoVD6VD3VD5VD4VD2io Cbau2au2bu2c1. 电路分析电路分析 三相变压器二次绕组三相变压器二次绕组接成星形联结接成星形联结共阴极组共阴极组共阳极组共阳极组返回返回io VD1RLuoVD6VD3VD5VD4VD2cbau2au2bu2c t1 Vc Va Vb电流方向电流方向 t1 t2 Va Vc Vb电流方向电流方向 t2 t3 Va Vb Vcuo ucb0uaubuC2 uo uabuo uact1t2t3t4t5t6t7t80uabubcuca返回返回2. 参数计算参数计算 整流电压平均值整流电压平均值 Uo 整流电流平均值整流电流平均值 Io3. 元件选择元件选择二极管最高反相电压二极管最高反相电压二极管电流平均值二极管电流平均值第二节第二节 滤波电路滤波电路 电容滤波电路电容滤波电路 电感滤波电路电感滤波电路 形滤波电路形滤波电路 返返 回回一、电容滤波电路一、电容滤波电路1. 滤波原理滤波原理 滤波电路是利用储能元件滤波电路是利用储能元件(与负载并联电容与负载并联电容或与负载串联电感或与负载串联电感)滤掉整流所得的单向脉动电滤掉整流所得的单向脉动电压的交流分量，保留直流分量，使输出电压脉压的交流分量，保留直流分量，使输出电压脉动减小。动减小。 电容两端电压不能跃变，在整流电路中加电容两端电压不能跃变，在整流电路中加入电容，由于电容不断的充放电，使输出电压入电容，由于电容不断的充放电，使输出电压的脉动减小。的脉动减小。返回返回VDu2uou1RLabCu1u2uoRLCu223u223uo23uo23返回返回OOOO2. 工程估算工程估算空载时，空载时，（RL=） 带电阻负载时，带电阻负载时，半波整流电容滤波电路半波整流电容滤波电路 UoU2桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路 Uo1.2U2一般要求一般要求 返回返回返回返回3. 电容滤波的特点电容滤波的特点 流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大 带有滤波电容时的整流电路中的二极管因带有滤波电容时的整流电路中的二极管因导通时间短，必然会产生电流冲击，易使管子导通时间短，必然会产生电流冲击，易使管子损坏。损坏。 尤其在刚合上交流电源瞬间，因电容两端尤其在刚合上交流电源瞬间，因电容两端电压不能突变，瞬间的冲击电流更大。电压不能突变，瞬间的冲击电流更大。 选管时一般取：选管时一般取： IVD =2 ID 返回返回 最高反向工作电压最高反向工作电压半波整流电路半波整流电路单相桥式整流电路单相桥式整流电路负载开路时二极管的最高反向工作电压负载开路时二极管的最高反向工作电压二极管的最高反向工作电压二极管的最高反向工作电压返回返回 Uo与与RLC 有关有关 RLC 越大越大 ，Uo 越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。当负载当负载RL 开路时，开路时，例、例、 桥式整流滤波电路测出桥式整流滤波电路测出RL两端电压为两端电压为30V，求，求负载断路时的输出电压；电容断路时的输出负载断路时的输出电压；电容断路时的输出电压。一只二极管断开时的输出电压。一只二极电压。一只二极管断开时的输出电压。一只二极管和电容断开时的输出电压。管和电容断开时的输出电压。负载断路时负载断路时解：解：Uo1.2U230V加载时加载时U2301.2V电容断路电容断路 (无滤波无滤波)Uo0.9U2= 25V= 35.35V22.5V一只二极管断路一只二极管断路 (半波整流滤波半波整流滤波)UoU225V一只二极管、电容一只二极管、电容断路断路 (半波整流半波整流)Uo0.45U211.25V返回返回返回返回二、电感滤波电路二、电感滤波电路1. 滤波原理滤波原理L u2RLuo 电感对变化的电流有阻碍作用，使负载电感对变化的电流有阻碍作用，使负载电流和电压的脉动减小。电流和电压的脉动减小。 对直流成分，对直流成分， XL=0 ，L相当于短路相当于短路,电压电压大部分降在大部分降在RL上。对谐波成分，上。对谐波成分， f 越高，越高，XL越大，电压大部分降在越大，电压大部分降在L上。上。因此，因此，在负载上在负载上得到比较平滑的电压。得到比较平滑的电压。返回返回uo23t2. 工程估算工程估算电感滤波电路的输出电压平均值约为电感滤波电路的输出电压平均值约为Uo0.9U2电感电感L越大，滤波效果越好。越大，滤波效果越好。0返回返回三、三、形滤波电路形滤波电路RRLuo o+C2+C1LRLuo+C2+C1 形形 LC 滤波滤波器器 形形 RC 滤波滤波器器 形形LC滤波器能滤波器能够进一步提高整流输够进一步提高整流输出电压的平滑性。出电压的平滑性。 R 愈大，愈大，C2愈大，愈大，滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但R 大将使直流压降增加。大将使直流压降增加。第三节第三节 分立元件稳压电路分立元件稳压电路 稳压管稳压电路稳压管稳压电路 串联型晶体管稳压电路串联型晶体管稳压电路返返 回回一、稳压管稳压电路一、稳压管稳压电路u1u2UoRLCUZIZRIoIR 稳压管稳压是利用它的反向击穿特性，当电稳压管稳压是利用它的反向击穿特性，当电路电源电压或负载电流变化时，引起路电源电压或负载电流变化时，引起IZ变化，使变化，使R上的电压发生变化来维持输出电压不变。上的电压发生变化来维持输出电压不变。U2Uo IZ IR UR Uo IoUo IZ IR UR Uo i u UZabc返回返回二、串联型晶体管稳压电路二、串联型晶体管稳压电路UI=Uo+UCE1UBE1=UB1UE1 =UC2Uo采采样样基基准准调调整整比比较较放放大大Uo UB2 UC2 UBE1 Uo UCE1 CR1R2R3R4RPRLVZUZUIUBE1UCE2UBE2UoIoUCE1返回返回UI Uo U UB UCE Uo 采用集成运放采用集成运放R2R3R1RPRLVZUiUo+返回返回RRRR例、已知例、已知U2=20V，UZ10V，S闭合，求闭合，求Ui、Uo S断开，求断开，求Ui ，并标出，并标出C的极性。的极性。u1u2UoRLCUZRSS闭合，闭合，电路经整流、电路经整流、滤波、稳压输出滤波、稳压输出UiUi1.2U2 = 24V 依电路，输出依电路，输出电压上负下正电压上负下正Uo10V S断开，电路经整流、稳压输出断开，电路经整流、稳压输出Ui0.9U2 = 18V +返回返回第四节第四节 集成稳压电路集成稳压电路 W78系列稳压器系列稳压器返返 回回一、一、W78系列稳压器系列稳压器以工作方式分以工作方式分 ：a. 串联型稳压电路串联型稳压电路 b. 并联型稳压电路并联型稳压电路 c. 开关型稳压电路开关型稳压电路以输出电压分：以输出电压分：a. 固定稳压电路固定稳压电路 b. 可调式稳压电路可调式稳压电路返回返回 集成稳压电源的主要参数集成稳压电源的主要参数 1. 电压调整率电压调整率SV 表征负载不变，输出电压变化的稳压能力。表征负载不变，输出电压变化的稳压能力。2. 输出电阻输出电阻Ro表征输入电压不变，负载变化时的稳压能力。表征输入电压不变，负载变化时的稳压能力。返回返回3. 输出电压温度系数输出电压温度系数ST 指负载、输入电压不变时，温度引起的输出指负载、输入电压不变时，温度引起的输出变化。变化。 W78 X X系列集成稳压电源系列集成稳压电源W78123输入端输入端输出端输出端公共端公共端W78系列输出固定的正电压有系列输出固定的正电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，最高输入电压为最高输入电压为35V，如，如W7815，在在1、3脚输入脚输入35V，在在2、3脚输出脚输出15V。 返回返回 基本应用电路基本应用电路 W78123CoCLUiUoCo用于消除引线的电感效应引起的自激振荡用于消除引线的电感效应引起的自激振荡 CL用于削弱高频噪声用于削弱高频噪声 返回返回 提高输出电压的稳压电路提高输出电压的稳压电路 W78123CoCLUiUoUZUo=UXX+UZ 返回返回 提高输出电流的稳压电路提高输出电流的稳压电路 UiIo=I2+IC W78123CoCLUoICIoI2返回返回 输出电压可调的稳压电路输出电压可调的稳压电路 W78123CoCLUiUo+R1R3R2U+=U3当当RP调到最上端调到最上端当当RP调到最下端调到最下端返回返回 W79 系列集成稳压电源系列集成稳压电源W79321输入端输入端输出端输出端公共端公共端W79系列输出固定的负电压，系列输出固定的负电压， 如如W7912，在，在2、1脚输出脚输出12V电压。电压。 返回返回例例1、利用利用W7812 接成输出电压可调的稳压电路，接成输出电压可调的稳压电路，试求输出电压可调范围。试求输出电压可调范围。 W7812123CoCLUiUo+10k10k30k当当滑动头调到最下端滑动头调到最下端当当滑动头调滑动头调到最上端到最上端解：解：返回返回例例2、利用利用W7809 接成输出电压可调的稳压电路，接成输出电压可调的稳压电路，R1=3R2,试求输出电压。试求输出电压。 解：解：W7809123CoCL30VUo+R1R2RR返回返回判断以上三个等判断以上三个等式哪个正确式哪个正确?不不好好意意思思不不能能加加分分习习 题题题题 解解他们选的他们选的正确吗正确吗当然当然习习 题题题题 解解例例2、利用利用W7809 接成输出电压可调的稳压电路，接成输出电压可调的稳压电路，R1=3R2,试求输出电压。试求输出电压。 解：解：当当R1=3R2 U+=Uo/4W7809123CoCL30VUo+R1R2RR返回返回