第11章 直流稳压电源 单相整流电路 滤波电路 串联型稳压电路 集成稳压器 开关型稳压电路 返回主目录返回主目录1第11章 直流稳压电源 单相整流电路 返回主目录1直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能l电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。l整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。l滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。l稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u3u4uo2直流稳压电源的组成和功能电源变压器: 将交流电网电压u1变11.1 单相整流电路单相整流电路l单相半波整流电路单相半波整流电路 二极管导通，忽略二极二极管导通，忽略二极管正向压降，管正向压降， uo=u2u1u2aTbDRLuo为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管截止二极管截止, uo=0+io+u2 0 时时:u20时时:311.1 单相整流电路单相半波整流电路 二极管导通，忽单相半波整流电路单相半波整流电路l单相半波整流电压波形单相半波整流电压波形u1u2aTbDRLuouDu2uOuD t 2 3 4 04单相半波整流电路单相半波整流电压波形u1u2aTbDRLuo单相半波整流电路单相半波整流电路l输出电压平均值（输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（输出电流平均值（Io )：uo 2 0 tIo= Uo /RL =0.45 U2 / RL l二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：uD 2 0 t二极管上的平均电流：二极管上的平均电流：ID = IOUDRM=22U承受的最高反向电压承受的最高反向电压:5单相半波整流电路输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io 单相桥式整流电路单相桥式整流电路 l工作过程工作过程 u1u2TD3D2D1D4RLuoD1 、D4导通，导通， D2、D3截止截止u2正半周时电流通路正半周时电流通路u2负半周时电流通路负半周时电流通路+D2、D3 导通，导通， D1 、D4截止截止6 单相桥式整流电路 工作过程 u1u2TD3D2D1D4RL单相桥式整流电路单相桥式整流电路l桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形u2D3D2D1D4RLuoab整流输出电压平均值：整流输出电压平均值： Uo=0.9U2负载电流平均值负载电流平均值:Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL 二极管平均电流：二极管平均电流：ID=Io/2二极管最大反向电压：二极管最大反向电压：u2uD2,uD3uD1,uD47单相桥式整流电路桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形u2D滤波电路滤波电路 l电容滤波电路电容滤波电路 RL未接入时未接入时(忽略整流电忽略整流电路内阻路内阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCu2tuotuc没有电容没有电容时的输出时的输出波形波形t1设设t1时刻接通时刻接通电源电源整流电路为电整流电路为电容充电容充电充电结束充电结束8滤波电路 电容滤波电路 RL未接入时(忽略整流电路内阻)au电容滤波电路电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时 (忽略整流电路忽略整流电路内阻内阻)u2tuotiDt二极管中的二极管中的电流电流二极管中的电流是二极管中的电流是脉冲波。脉冲波。无滤波电容无滤波电容时的波形时的波形加入滤波电容加入滤波电容时的波形时的波形9电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL电容滤波电路电容滤波电路l电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点滤波后输出电压直流成份提高了交流成份降低了滤波后输出电压直流成份提高了交流成份降低了外特性特性：IOuo1.414U20.9U2一般取一般取=RC (3 5)T/2(T:电源电压的周期电源电压的周期)整流滤波后输出电压：整流滤波后输出电压：UO=1.2U2二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压10电容滤波电路电容滤波电路的特点滤波后输出电压直流成份提高了交电感滤波电路电感滤波电路 l原理Lu2u1RLuo对直流分量对直流分量: XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上上对谐波分量对谐波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电压大部分降在XL上。上。 因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：11电感滤波电路 原理Lu2u1RLuo对直流分量: XL=0RC 型型滤波器滤波器uoRu2u1C1C2uo1RL将将RC 型型滤波器中的电阻换为电滤波器中的电阻换为电感，变为感，变为LC 型型滤波器滤波器12RC 型滤波器改善滤波特性的方法：采取多级滤波uoRu串联型稳压电路串联型稳压电路 l电路的组成和工作原理电路的组成和工作原理 稳压过程稳压过程13串联型稳压电路 电路的组成和工作原理 稳压过程13串联型稳压电路串联型稳压电路l输出电压的调节范围输出电压的调节范围 运放运放A组成负反馈电路组成负反馈电路14串联型稳压电路输出电压的调节范围 运放A组成负反馈电路14例例 6.3.1 在图示的稳压电路中，若稳压管的稳压值在图示的稳压电路中，若稳压管的稳压值 ，采样电阻，采样电阻 ， ，计算输出电压的调节范围。，计算输出电压的调节范围。 解：解： 因此，稳压电路输出电压的调节范围为（因此，稳压电路输出电压的调节范围为（11.617.6）V 15例 6.3.1 在图示的稳压电路中，若稳压管的稳压值 串联型稳压电路串联型稳压电路l保护电路保护电路 过载及短路保护：因输出电流超过額定值时，输出电压可降过载及短路保护：因输出电流超过額定值时，输出电压可降至零，由于调整管电流过大，使三极管发热而损坏。至零，由于调整管电流过大，使三极管发热而损坏。IIB1IE1IOIC2调整管调整管RD2D1正常时正常时D2 截止截止IO IE1 UBE2（ IE1 R） D2 导通导通 IC2 IB1= （ I IC2）IE1=（1+ ）IB1IO16串联型稳压电路保护电路 过载及短路保护：因输出电流超过額定值串联型稳压电路串联型稳压电路l技术指标技术指标 包括稳压系数包括稳压系数Sr 输出电阻输出电阻ro 温度系数温度系数ST 纹波电压纹波电压 17串联型稳压电路技术指标 包括稳压系数Sr 输出电阻ro 温度集成稳压器集成稳压器 输出电压固定的三端集成稳压器（正电压 78 、负电压 79 ）CW7800系列稳压器外形及典型接线图系列稳压器外形及典型接线图1端端: 输入端输入端2端端: 公共端公共端3端端: 输出端输出端C1 及及 C2为防止为防止自激振动自激振动基本应基本应用接法用接法注意：注意：输入与输出端输入与输出端 之间的电压不之间的电压不 得低于得低于3V！10V055V18集成稳压器 输出电压固定的三端集成稳压器（正电压 78 集成稳压器集成稳压器lW7900系列稳压器外形及典型接线图系列稳压器外形及典型接线图1端端: 公共端公共端2端端: 输入端输入端3端端: 输出端输出端+W7905UI+Uo231CICo1F-10V-5V19集成稳压器W7900系列稳压器外形及典型接线图1端: 公共端集成稳压器集成稳压器l提高输出电压的电路提高输出电压的电路运放运放A构成电压跟随器构成电压跟随器 U2=U-=U+ 20集成稳压器提高输出电压的电路运放A构成电压跟随器 U2=U-集成稳压器集成稳压器l扩大输出电流的电路扩大输出电流的电路lCW317应用电路应用电路基准电压基准电压U21=1.25V 21集成稳压器扩大输出电流的电路CW317应用电路基准电压U21开关型稳压电路开关型稳压电路 l降压型开关稳压电路降压型开关稳压电路 调整管 续流二极管续流二极管 LC滤波电路滤波电路 电路的工作波形电路的工作波形 输出电压平均值输出电压平均值 22开关型稳压电路 降压型开关稳压电路 调整管 续流二极管 LCl作业：P308l11.1，11.223作业：P30823