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10.1 整流与滤波电路

第十章 直流稳压电源. 10.1 整流与滤波电路. 10.2 串联式稳压电路. 10.3 集成串联式稳压电路. 整 流 电 路. 滤 波 电 路. 稳 压 电 路. u 1. u 2. u 3. u 4. u o. 直流稳压电源的组成和功能. 稳 压 电 路. 整 流 电 路. 滤 波 电 路. 电源变压器 : 将交流电网电压 u 1 变为合适的交流电压 u 2 。. 整流电路 : 将交流电压 u 2 变为脉动的直流电压 u 3 。. 滤波电路 : 将脉动直流电压 u 3 转 变为平滑的直流电压 u 4 。.

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10.1 整流与滤波电路

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Presentation Transcript

  1. 第十章 直流稳压电源 10.1 整流与滤波电路 10.2 串联式稳压电路 10.3 集成串联式稳压电路

  2. 整 流 电 路 滤 波 电 路 稳 压 电 路 u1 u2 u3 u4 uo 直流稳压电源的组成和功能 稳 压 电 路 整 流 电 路 滤 波 电 路 • 电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 • 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 • 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。 • 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。

  3. 10.1 整流与滤波电路 u2 t  2 3 0 4 + + uL io – – uD 一. 单相整流电路 1.半波整流电路 u2 >0 时: 二极管导通，uL=u2 u2<0时: 二极管截止, uL=0

  4. IL uL t 0  2 主要参数： （1）输出电压平均值UL： （2）输出电流平均值Io ： IL= UL /RL =0.45 u2/ RL

  5. IL uD t  2 0 URM 2 u URM= 2 （3）流过二极管的平均电流： ID= IL （4）二极管承受的最高反向电压：

  6. + + – – + + – – 2.全波整流电路 原理： 变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2 当u2正半周时， D1导通，D2截止。 当u2负半周时， D2导通，D1截止。

  7. u2 t  2 3 0 4 uL uD1 uD2 全波整流电压波形

  8. IL uL t  0 2 主要参数： （1）输出电压平均值UL： （2）输出电流平均值IL ： IL= UL /RL =0.9 u2/ RL

  9. uD t  0 2 （3）流过二极管的平均电流： ID= IL/2 （4）二极管承受的最高反向电压：

  10. + u2 – uL 3. 桥式整流电路 （1）组成：由四个二极管组成桥路 （2）工作原理： u2正半周时: D1、D3导通， D2、D4截止

  11. - + u2 uL u2负半周时： D2、D4导通， D1、D3截止

  12. 二极管承受的最大反向电压： u2 2 u URM= 2 uL （3）主要参数： 输出电压平均值：UL=0.9u2 输出电流平均值:IL= UL/RL =0.9 u2/ RL 流过二极管的平均电流：ID=IL/2

  13. uL t  0 2 基波峰值 基波 输出电压平均值 脉动系数Ｓ1: 用傅氏级数对桥式整流的输出 uL分解后可得:

  14. +  –  – + ~+~-  u2 uL 集成硅整流桥：

  15. 二、滤波电路 1. 电容滤波

  16. u2 uL t t （1）空载（RL=∞）时： u2＞ uC时： 二极管导通，C充电 u2＜ uC时： 二极管截止，C放电。 由于RL=∞，无放电回路，所以uC保持。 uc=uL

  17. u2 t iD t （2）接入RL（且RLC较大）时 uc= uL u2＞ uC时： 二极管导通，C充电 u2＜ uC时： 二极管截止，C放电。 二极管中 的电流

  18. uc= uL RLC 较大 u2 t 一般取： (T:电源电压的周期) iD t 电容滤波电路的特点： (a) UL与RLC的关系： RLC 愈大 C放电愈慢  UL(平均值)愈大 近似估算: UL=1.2U2 (b) 流过二极管瞬时电流很大 整流管导电时间越短  iD的峰值电流越大

  19. 2. 电感滤波电路 电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L。 对直流分量:XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上 对谐波分量:f越高，XL 越大,电压大部分降在电感上。 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。 输出电压平均值: UL=0.9U2

  20. LC滤波电路 RCπ型滤波电路 3. 其它滤波电路 为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合起来使用。

  21. 滤波 稳压 整流 交流 电压 脉动 直流电压 有波纹的 直流电压 直流 电压 10.2 串联式稳压电路 稳压电路的作用:

  22. 一. 稳压电路的主要性能指标 输出电压： 常用以下参数来说明稳压电源的质量： 1、稳压系数 2、输出电阻 3、温度系数

  23. 二. 稳压管稳压电路 1. 稳压原理——利用稳压管的反向击穿特性。 由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。

  24. Ui Uo UZ Uo UR I IZ 稳压原理： 由图知： (1) 当输入电压变化时

  25. Uo UR IZ I Uo (2)当负载电流变化时 稳压过程：

  26. 2、限流电阻的计算 （1）

  27. 所以： （2）

  28. 例10.4.1 解：（1）

  29. 在其它参数确定的前提下，R越大，稳压系数越小，在其它参数确定的前提下，R越大，稳压系数越小， 输出电阻越接近 。 （2） （3）

  30. 例10.4.2 解：（1）

  31. （2）

  32. 基本调整管稳压电路 三. 串联型稳压电路 稳压管稳压电路的缺点： （1）带负载能力差 （2）输出电压不可调 改进1： （1）提高带负载能力——在输出端加一射极输出器 UO=UZ-0.7V

  33. 具有放大环节的串联型稳压电路 改进2： （2）使输出电压可调——在射极输出器前加一带有负反馈的放大器——具有放大环节的串联型稳压电路。

  34. 输出电压的调节范围：

  35. （1） （2） （1） （3） （2） （3） 调整管的选择：

  36. 例10.5.1 解：（1）

  37. （2）

  38. 例10.5.2 解：（1） （2）

  39. 图10.5.3 串联型稳压电路的方框图

  40. 图10.5.8 限流型过流保护电路

  41. 10.3 集成稳压器 3 2 1 常用的集成三端稳压器的外形及类型 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 1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端

  42. 图10.5.16 三端稳压器的外形和方框图

  43. 二. 三端固定式集成稳压器的使用 1. 基本使用方法 +20V +15V C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。 注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。

  44. 2. 输出正负电压

  45. 可得： 3. 输出电压可调

  46. 4.扩大输出电流 T 1是扩大输出电流的大功率BJT，T 2管是T1的保护管。 当输出电流较小，R 1上的压降也较小，T1、T2管都不导通。 IO= I 当输出电流大于三端稳压器的输出电流时，使R 1上的压降变大，T 2导通。 I O=I+IC1

  47. 图10.5.18 一种输出电流扩展电路

  48. 三. 三端可调式集成稳压器 1.三端可调式稳压器W117的内部结构： 电阻R 1和R 2为外接电阻，忽略基准源电流，则有：

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