《直流穩(wěn)壓》PPT課件

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1、1,整流穩(wěn)壓電路,第七章,2,二、 濾波器,一、 整流電路,三、 直流 穩(wěn)壓電源,3,電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。,整 流 電 路,濾 波 電 路,穩(wěn) 壓 電 路,整流電路: 將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。,濾波電路: 將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。,穩(wěn)壓電路: 清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓u0的穩(wěn)定。,前言 直流穩(wěn)壓電源的組成和功能,,4,整流電路的任務(wù)是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。下面主要介紹前三種。 為分析簡單起見，我們把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)?/p>

2、電阻為零，反向電阻為無窮大。,一、 整流電路,5,1、 單相半波整流電路的工作原理,u20時，二極管導(dǎo)通。,二極管導(dǎo)通,忽略二極管正向壓降： u0=u2,6,單相半波整流電路的工作原理,u2<0時，二極管截止,輸出電流為0。,二極管截止,u0=0,7,輸出電壓電流波形與大小,,,,,uo,輸出電壓平均值（U0）：,輸出電壓電流波形：,輸出電流平均值（I0）：,io,,,io,uo,,,8,輸出電壓電流波形與大小,二極管上承受的最高電壓：,二極管上的平均電流：,ID=I0,,,,,uo,輸出電壓電流波形：,io,,,io,uo,,,9,2、 單相橋式整流電路,橋式整流電路,u2正半周時電流通路

3、,10,單相橋式整流電路,橋式整流電路,u0,,u2負(fù)半周時電流通路,11,,u20 時,D1,D3導(dǎo)通 D2,D4截止 電流通路: 由+經(jīng)D1 RLD3-,u2<0 時,D2,D4導(dǎo)通 D1,D3截止 電流通路: 由-經(jīng)D2 RLD4+,輸出是脈動的直流電壓！,,,,,,,,,,橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形,12,幾種常見的硅整流橋,13,1、整流輸出電壓平均值（U0）,負(fù)載電壓 U0的平均值為:,負(fù)載上的(平均)電流:,14,平均電流(ID)與反向峰值電壓(URM)是選擇整流管的主要依據(jù)。,例如， 在橋式整流電路中，每個二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過每只整流二極管的平均電流 ID

4、 是負(fù)載平均電流的一半。,二極管截止時兩端承受的最大反向電壓：,,,整流電路中整流管的選擇,15,二、 濾波器,濾波原理:,交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性, 將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。,16,1、電容濾波器(C濾波器),橋式整流電容濾波電路,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。,1、濾波原理,17,RL未接入時,,,充電結(jié)束,忽略整流電路內(nèi)阻,沒有電容時的輸出波形,18

5、,RL接入（且RLC較大）時,忽略整流電路內(nèi)阻,電容通過RL放電，在整流電路電壓小于電容電壓時，二極管截止，整流電路不為電容充電，u0會逐漸下降。,19,忽略整流電路內(nèi)阻,只有整流電路輸出電壓大于u0的時間區(qū)間，才有充電電流。因此整流電路的輸出電流是脈沖波。,整流電路的輸出電流,RL接入（且RLC較大）時,20,考慮整流電路內(nèi)阻,電容充電時，電容電壓滯后于u2。,RL接入（且RLC較大）時,RLC越小，輸出電壓越低,21,近似估算:U0=1.2U。,(2) 流過二極管瞬時電流很大,RLC越大U0越高,負(fù)載電流的平均值越大整流管導(dǎo)電時間越短iD的峰值電流越大,一般選管時，取,2、電容濾波電路的特

6、點,(1) 輸出電壓U0與時間常數(shù)RLC有關(guān),RLC愈大電容器放電愈慢U0(平均值)愈大，,22,輸出波形隨負(fù)載電阻RL或C的變化而改變,U0隨之改變。,如:RL愈小(I0越大),U0下降多,電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負(fù)載電流較小且負(fù)載變動不大的場合。,(3)、輸出特性(外特性):,結(jié)論,23,（1）濾波原理:,對直流分量( f=0):XL=0 相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對交流分量: f 越高,XL越大,電壓大部分降在XL上。因此,在輸出端得到比較平滑的直流電壓。,而后又經(jīng)過電容濾波器濾波,在一次濾掉交流分量,可以得到甚為平直的直流輸出電壓。,2、 電感電容濾波器(LC濾波器),

7、24,（2）電感濾波的特點:,整流管導(dǎo)電角較大,峰值電流很小,輸出特性比較平坦,適用于低電壓大電流(RL較小)的場合。缺點是電感鐵芯笨重,體積大,易引起電磁干擾。,25,3、 形濾波器,為了改善濾波特性，可采取多級濾波的辦法, 如在電容濾波后再接一級RC濾波電路，或在電感濾波后面再接一電容。從而構(gòu)成RC-型或L-C型濾波電路，其性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似 。,,u0,R,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,u2,,u1,,,C1,,,,,,,,,C2,,,,,,,,u0,,,,,,RL,26,三、直流 穩(wěn)壓電源,在小功率設(shè)備中常用的穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、線性穩(wěn)

8、壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路等。其中穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最簡單，但是帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用。開關(guān)型穩(wěn)壓電源效率較高，目前用的也比較多，但因?qū)W時有限，這里不做介紹。以下主要討論穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和線性穩(wěn)壓電路。,27,1、 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,引起電壓不穩(wěn)定的原因:,交流電源電壓的波動,負(fù)載電流的變化,UIUO(UO=UDZ)IZ ,抵償U(kuò)I的增加UR,UO保持近似不變,,,,,28,選擇穩(wěn)壓管,UZ=UO,IZM=(1.53)IOM,UI=(23)UO,29,2、 恒壓源,反相輸入,同相輸入,30,3、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,一 、電路結(jié)構(gòu)的一般形式,串聯(lián)式穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路

9、和調(diào)整元件四部分組成。,31,,,,T,,,,,,,,,,,+ _,UI,+ _,+ _,UO,,,比較放大,基 準(zhǔn),取 樣,,,UR,FUO,,,,+ _,,C2,,,,RL,調(diào)整元件,調(diào)整元件T與負(fù)載串聯(lián)，通過全部負(fù)載電流。比較放大器可以是單管放大電路，差動放大電路，集成運算放大器。調(diào)整元件可以是單個功率管，復(fù)合管或用幾個功率管并聯(lián)?；鶞?zhǔn)電壓可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取出輸出電壓UO的一部分和基準(zhǔn)電壓相比較。 因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式，為深度串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱之為串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。,32,串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路,UO,UOUf UB IC UCE ,UO,,,,33,4、

10、集成穩(wěn)壓電源,隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。 本節(jié)主要介紹常用的W7800系列三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。 該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。,34,1端: 輸入端 2端: 輸出端 3端: 公共端,W7800系列穩(wěn)壓器外形,1端: 公共端 2端: 輸入端 3端: 輸出端,W7900系列穩(wěn)壓器外形,,35,分類:,型號后XX兩位數(shù)字 代表輸出電壓值,W78系列(輸出正電壓

11、) W79系列(輸出負(fù)電壓),,輸出電壓額定電壓值有:,5V、9V、12V 、18V、 24V等 。,36,一、輸出為固定電壓的電路,W7800系列穩(wěn)壓器 基本接線圖,輸出為固定正壓時的接法如圖所示。,輸入與輸出端之間的電壓不得低于3V！,37,,正負(fù)電壓同時輸出電路,二 、輸出正負(fù)電壓的電路,38,,UXX: 為W78XX固定輸出電壓 UO=UXX+UZ,三 、提高輸出電壓的電路,39,運算放大器作為電壓跟隨器使用, 它的電源就借助于穩(wěn)壓器的輸入直流電壓。由于運放的輸入阻抗很高 ,輸出阻抗很低，可以克服穩(wěn)壓器輸出電流變化的影響。,,四、 輸出電壓可調(diào)式電路,用三端穩(wěn)壓器也可以實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，下圖是用W7805組成的730V可調(diào)式穩(wěn)壓電源。,W7805,40,(UXX=5V),同時消除了(IOR2)一項，穩(wěn)壓器輸出用下式表示。,41,結(jié) 束,第七章,