第 10 章直流稳压电源

第10章直流稳压电源 10.1 直流稳压电路的组成 10.2 整流电路 10.3 滤波电路 10.4 集成稳压电源

10.1 直流稳压电路的组成 一、直流稳压电源的作用将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。二、组成变压器：整流：滤波：稳压：

一、直流稳压电源的作用 三、引起电压不稳定的原因 1、交流电网电压的波动； 2、负载的变化（由于整流滤波电路存在内阻）； 3、温度的影响；

二极管 可控硅单相三相半波全波桥式倍压整流 10.2 整流电路整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。整流电路分类：本课主要介绍：单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流

iD + + u1 u2 uo RL －－设变压器输出电压：u2= U2sinωt u2 t uo= uo t 一、单相半波整流电路 1、工作原理则输出电压： 2、电路特点优点：结构简单，元件少。缺点：输出波形脉动大，利用率低

uo= 一、单相半波整流电路 3、电路分析（1）输出直流电压：（2）负载平均电流（3）二极管所承受的最大反向电压（4）整流管平均整流电流=负载平均电流 4、整流输出电压的脉动系数

D1 D2 u0= RL u2 t uo t u2 u1 u2 二、单相全波整流电路电路分析：

u1 u2 RL u0= u2 t uo t 三、单相桥式整流电路正确利用二极管的引导作用

10.3 滤波电路 几种滤波电路（a）电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（倒L型）（c）型滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。

uo i0 D u1 u2 C RL uo t 充电放电输出电压为 U2，二极管承受的最高反向电压URM=2 U2 一、电容滤波电路 1、空载时的情况 2、接负载的情况在工作过程中，二极管并非在整个半周内导电，按能量守恒的观点，在较长时间内释放的电荷等于在较短时间内冲得的电荷，所以充电电流较大。 3、结论（1）二极管的导通角θ<π，流过二极管的瞬时电流大，故常串入一个限流电阻(1/25)RL。

一、电容滤波电路 uo i0 D u1 u2 C RL uo t 充电放电通常取来估算。 3、结论（2）输出电流的平均值大 UL由放电时间常数决定 τ=RLC ∵ ∴ RLC↑→UL↑ 一般取 RLC≥（3~5）T （半波整流） RLC≥（3~5）T/2 （全波整流）此时，输出电压的平均值为

一、电容滤波电路 uo i0 D u1 u2 C RL uo t 充电放电 UL S 全波 157% 0.9 U2 半波半波 67% 0.45 U2 全波 I0 I0 3、结论（按桥式整流电路计算，参见清华本）（3）脉动系数小（4）电路的外特性外特性滤波特性一般情况电容滤波电路使用于负载电流变化不大，负载整流电压较高的场合。

一、电容滤波电路 uo i0 D u1 u2 C RL uo t 充电放电整流管的耐压：由于电容电压最高为 U2，所以半波整流时：全波整流时： UDRM= 4、电路参数的近似估算（1）整流二极管的选择滤波电容的容量愈大，导通角愈小，通过二极管脉冲电流的幅度愈大，因此，整流管的幅值电流必须加以考虑。但流过整流管的平均电流：

一、电容滤波电路 uo i0 D u1 u2 C RL uo t 充电放电容量：C≥ 耐压： 4、电路参数的近似估算（2）滤波电容的估算（3）变压器次级参数的估算 U2=U0/1.2 （全波整流） I2=（1.5~2）I0

一、电容滤波电路 uo i0 D u1 u2 C RL uo t 电路形式变压器次级电压（有效值）负载开路时的输出电压带负载时输出电压（估算值）整流管的最大反向电压UDRM 整流管的平均电流充电放电半波 U2 U2m U2 2U2 I0 全波 U2 +U2 U2m 1.2U2 2U2 I0/2 桥式 U2 U2m 1.2U2 U2 I0/2 5、小结

例2、一个全波整流、电容滤波电路中，U2=10v，C=1000μF，当RL=20Ω时，试求 和S的值，整流管的压降和整流内阻可忽略。一、电容滤波电路例1、某电子设备需要直流电压U0=30v，I0=400mA的直流电流，若采用桥式直流，电容滤波电路，试选择直流元件和滤波电容。（1）选择二极管考虑到电容充电电流的冲击，选用最大直流电流为500mA、耐压为50v的整流二极管。选C=500μF，耐压为50v的电解电容。（2）选电容

L R U2 C1 C2 RL 二、RC—π型滤波电路结论：在一定的ω之下，C2愈大、R'=R//RL愈大，则滤波效果愈好。为了得到较大的R‘值，应使RL和R都比较大，但当R增大时，电阻上的整流压降增大，若C增大，则电容器的体积和重量增大，为了解决此矛盾，可采用两种方法：（1）采用LC—π型滤波电路 L的直流电阻小，交流阻抗大，将会使滤波效果得到改善。

L R U2 C1 C2 RL 二、RC—π型滤波电路 R （2）RC有源滤波电路 T组成一个射极跟随器，RL两端的电压与C2两端的电压基本相等，R、C2组成串联电路，C1两端的直流电压全部加在C2两端，而交流电压加在R、C2两端，当选择很大的R时，C2两端的交流电压很小，即RL两端的交流电压很小。也可按下面的原则进行分析： T的c—e极间的电阻与RL串联，而T的c—e极间的交流电阻很大，直流电阻较小，故C1两端的交流电压主要降在c—e间，而直流电压主要降在RL上。

L u0 ωt ωt I0 0.9U2 三、电感滤波电路工作原理：当忽略电感线圈的直流电阻时，负载上的直流电压与不加滤波时负载上的直流电压相同。特点：（1）电感滤波电路的外特性是很平坦的，U0随I0增大而略有下降的原因是输出电流增大时，整流电路的内阻和电感的整流电阻压降也略有增加的缘故。

L C u0 ωt ωt I0 0.9U2 三、电感滤波电路特点：（2）导通角θ=π，因而避免了过大的冲击电流。（3）输出电压没有电容滤波高。电感滤波电路适用于负载所需的直流电压不高，输出电流较大及负载变化较大的场合。（4）缺点：电感体积大，成本高，输出电压稍低。（5）为了提高滤波效果，通常采用倒L型滤波电路。

10.4 集成稳压电源 特点：体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉内部电路：串联型晶体管稳压电路类型：W7800系列 —— 稳定正电压 W7805 输出+5V W7809 输出+9V W7812 输出+12V W7815 输出+15V W7900系列 —— 稳定负电压 W7905 输出-5V W7909 输出-9V W7912 输出-12V W7915 输出-15V

调整电路 减流保护恒流源启动电路取样电路比较放大基准电压电路过热保护一、集成稳压电路 1. 输出电压固定的三端集成稳压器（正电压 78  、负电压 79 ）

VI + I VREF VB T 调整管 Vo 基准电压 I1 R1 Iadj I2 R2 一、集成稳压电路 2. 可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压LM337 ）输出电压

1 3 W7805 2 + _ + _ UI CI Co Uo 0.1~1F 1µF 3 2 1 二、集成稳压电路的应用 1、W7800系列稳压器外形及接线图 +10V +5V 注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！ 1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端

2 3 W7905 1 – + – + UI CI Co Uo 0.1~1F 1µF 3 2 1 二、集成稳压电路的应用 2、W7900系列稳压器外形及接线图 -10V -5V 1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出端

1 3 W7805 + _ + _ RL CI 2 u1 u2 1F Co Uo C1 300µF 1µF 二、集成稳压电路的应用 3、实际应用接线图 U1=220V U2=8V UC1=1.2 U2 =9.6V Uo=5V

二、集成稳压电路的应用 4. 可调式应用举例

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