12.1整流與濾波電路12.2

穩壓二極管穩壓電路12.3串聯穩壓電路12.4

開關穩壓電源第十二章直流穩壓電源12.1整流與濾波電路第十二章直流穩壓電源22023/9/3012.1.1直流穩壓電源的組成12.1整流與濾波電路22023/7/2412.1.1直流穩壓電源的組成12.132023/9/30整流：是將工頻交流電轉換為脈動直流電。濾波：將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。穩壓：采用負反饋技術，對整流后的直流電壓進一步進行穩定。32023/7/24整流：是將工頻交流電轉換為脈動直流電。12.1.2整流電路【整流】利用具有單向導電性能的整流元件，將交流電轉換成單向脈動直流電的電路的過程稱為整流?！菊鞣诸悺?/p>

整流電路按輸入電源相數：分為單相整流電路和三相整流電路整流電路按輸出波形：分為半波整流電路和全波整流電路。目前廣泛使用的是橋式整流電路。12.1.2整流電路【整流】利用具有單向導電性能的整流元52023/9/301．單相半波整流電路單向半波整流電路及工作波形52023/7/241．單相半波整流電路單向半波整流電路及工輸出整流電壓的平均值為：輸出整流電壓的平均值為：72023/9/30流過負載電阻RL的電流平均值為：流經二極管的電流平均值與負載電流平均值相等為：二極管截止時承受的最高反向電壓為u2的最大值為：72023/7/24流過負載電阻RL的電流平均值為：流經二極82023/9/302．單相橋式整流電路82023/7/242．單相橋式整流電路92023/9/30單向橋式整流電路工作波形92023/7/24單向橋式整流電路工作波形102023/9/30當正半周時，二極管D1、D3導通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。當負半周時，二極管D2、D4導通，在負載電阻上得到正弦波的負半周。在負載電阻上正、負半周經過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓。單相全波整流電壓的平均值為：102023/7/24當正半周時，二極管D1、D3導通，在負112023/9/30流過負載電阻RL的電流平均值為：流經每個二極管的電流平均值為負載電流的一半：每個二極管在截止時承受的最高反向電壓為u2的最大值：112023/7/24流過負載電阻RL的電流平均值為：流經每122023/9/30整流變壓器副邊電壓有效值為：整流變壓器副邊電流有效值為：由以上計算，可以選擇整流二極管和變壓器。122023/7/24整流變壓器副邊電壓有效值為：整流變壓器132023/9/30【注意】整流電路中的二極管是作為開關運用的，整流電路既有交流量，又有直流量輸入（交流）——用有效值或最大值；輸出（交直流）——用平均值；整流管正向電流——用平均值；整流管反向電壓——用最大值。132023/7/24【注意】整流電路中的二極管是作為開關運濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現濾波，得到平穩的直流電源。濾波通常是利用電容或電感的能量存儲功能來實現的。12.1.3濾波電路濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現濾波，得到平152023/9/301．電容濾波電路電容濾波電路及工作波形152023/7/241．電容濾波電路電容濾波電路及工作波形為了獲得較平滑的輸出電壓，一般要求：162023/9/30—般常用如下經驗公式估算電容濾波時的輸出電壓平均值：半波：全波：為了獲得較平滑的輸出電壓，一般要求：162023/7/24—172023/9/30單相半波整流、電容濾波電路中，二極管承受的反向電壓為：當負載開路時，承受的反向電壓為最高。【例1】單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率

f=50Hz，負載電阻

RL=40Ω，要求直流輸出電壓

UO=20V，選擇整流二極管及濾波電容。172023/7/24單相半波整流、電容濾波電路中，二極管承182023/9/30解：選二極管：

電流平均值：承受最高反壓：182023/7/24解：選二極管：電流平均值：承受最高反192023/9/30選二極管應滿足：IF=(2--

3)ID192023/7/24選二極管應滿足：IF=(2--3202023/9/302．電感濾波電路電感濾波適用于負載電流較大的場合。它的缺點是制做復雜、體積大、笨重且存在電磁干擾。橋整流電感濾波電路202023/7/242．電感濾波電路電感濾波適用于負載212023/9/301.輸入調整系數Siu和電壓調整率Su輸出電流和環境溫度不變時，穩壓電路輸入電壓變化△Ui對輸出電壓的影響12.2穩壓二極管穩壓電路12.2.1穩壓電路的性能指標212023/7/241.輸入調整系數Siu和電壓調整率Su222023/9/302.輸出電阻Ro和電流調整率輸入電壓和環境溫度不變時，穩壓電路由于負載變化對輸出電壓的影響222023/7/242.輸出電阻Ro和電流調整率232023/9/3012.2.2穩壓二極管穩壓原理

1.穩壓原理232023/7/2412.2.2穩壓二極管穩壓原理242023/9/30穩壓二極管工作在擊穿狀態，電流變化范圍大而電壓幾乎不變。通過負反饋用電阻R上的壓降來調整輸出電壓，使其達到穩定作用。輸出電壓Uo=Uz（穩壓管的穩壓值）。2.限流電阻的選擇穩壓管穩壓限流電阻是不可少的。選擇限流電阻主要考慮穩壓管工作電流的允許范圍Izmin≤Iz≤Izmax242023/7/24穩壓二極管工作在擊穿狀態，電流變化范圍252023/9/30由于:所以:解得：（Izmin發生在輸入電壓最小、限流電阻最大和輸出電流最大時）252023/7/24由于:所以:解得：（Izmin發生在輸（Izmax發生在輸入電壓最大、限流電阻最小和輸出電流最小時）一般選擇Rmin≤R≤Rmax又：解得：（Izmax發生在輸入電壓最大、限流電阻最小和輸出電流最小時272023/9/3012.3串聯穩壓電路12.3.1線性穩壓電路概述引起輸出電壓變化的原因是負載電流的變化和輸入電壓的變化，將不穩定的直流電壓變換成穩定且可調的直流電壓的電路稱為直流穩壓電路。直流穩壓電路按調整器件的工作狀態可分為線性穩壓電路和開關穩壓電路兩大類。串聯型穩壓電路—調整管與負載串聯并聯型穩壓電路—調整管與負載并聯272023/7/2412.3串聯穩壓電路12.3.1線性282023/9/30

12.3.2串聯型穩壓電路的組成與工作原理分立元件串聯型穩壓電路串聯型穩壓電路組成282023/7/2412.3.2串聯型穩壓電路的組成與1．電路的組成及各部分的作用（1）取樣環節由R1、RP、R2組成的分壓電路構成，它將輸出電壓Uo分出一部分作為取樣電壓UF，送到比較放大環節。（2）基準電壓由穩壓二極管DZ和電阻R3構成的穩壓電路組成，它為電路提供一個穩定的基準電壓UZ，作為調整、比較的標準。1．電路的組成及各部分的作用（3）比較放大環節由V2和R4構成的直流放大器組成，其作用是將取樣電壓UF與基準電壓UZ之差放大后去控制調整管V1。（4）調整環節由工作在線性放大區的功率管Vl組成，Vl的基極電流IB1受比較放大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流IC1和集、射電壓UCEl改變，從而達到自動調整穩定輸出電壓的目的。（3）比較放大環節由V2和R4構成的直流放大器組成，其作用2.穩壓的實質：UCE的自動調節使輸出電壓恒定。3．電路的輸出電壓設V2發射結電壓UBE2可忽略，則：或用電位器RP即可調節輸出電壓Uo的大小，但Uo必定大于或等于UZ。2.穩壓的實質：UCE的自動調節使輸出電壓恒定。3．電路的

12.3.3線性集成穩壓器1.固定式三端穩壓器外形和管腳排列12.3.3線性集成穩壓器CW7800系列(正電源)

CW7900系列(負電源)輸出電壓5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V輸出電流78L××/79L××—

輸出電流100mA78M××/9M××—

輸出電流500mA78××/79××—

輸出電流1.5A例如：CW7805輸出5V，最大電流1.5ACW78M05輸出5V，最大電流0.5ACW78L05輸出5V，最大電流0.1A78/79××三端參數CW7800系列(正電源)78/79××三端參數2．固定式集成穩壓器的應用電路（1）基本電路2．固定式集成穩壓器的應用電路（2）提高輸出電壓的電路輸出電壓Uo=U××+UZ（2）提高輸出電壓的電路輸出電壓Uo=U××+UZ（3）擴大輸出電流的電路。圖中I3為穩壓器公共端電流，其值很小，可以忽略不計，所以，則可得：（3）擴大輸出電流的電路。圖中I3為穩壓器公共端電流，其值很（4）能同時輸出正、負電壓的電路。（4）能同時輸出正、負電壓的電路。382023/9/303．可調式三端穩壓器外形和管腳排列382023/7/243．可調式三端穩壓器外形和管腳排列392023/9/30可調式三端穩壓器輸出連續可調的直流電壓。常見產品有CW117/CW217/CW317：系列穩壓器輸出連續可調的正電壓；CW137/CW237/CW337：系列穩壓器輸出連續可調的負電壓，可調范圍為1.2V～37V,最大輸出電流均可達1.5A?？烧{式三端穩壓器的應用電路與固定三端相似。392023/7/24可調式三端穩壓器輸出連續可調的直流電壓12.4開關穩壓電源1．開關電源特點調整管工作在開關狀態轉換效率高，一般可達65%～90%體積小、重量輕穩壓范圍寬，電網電壓可在130V～256V波動12.4.1開關穩壓電源概述12.4開關穩壓電源1．開關電源特點12.4.1開關穩壓電2．開關電源缺點存在尖峰干擾與電磁干擾輸出紋波電壓較大控制電路復雜3．開關電源類型調整管與負載的連接方式：串聯型開關穩壓電路、并聯型開關穩壓電路。調整管基極脈沖占空比按控制方式：脈寬控制、頻率控制、混合控制脈沖源產生電路：自激式、他激式2．開關電源缺點422023/9/304．串聯型開關電源結構框圖422023/7/244．串聯型開關電源結構框圖432023/9/30開關電源用脈沖占空比控制電路的輸出矩形波，來控制調整管的飽和與截止時間，從而穩定輸出電壓。當輸出電壓較低時：調整管飽和，輸出電壓升高當輸出電壓較高時：調整管截止，由續流電路維持負載電流，輸出電壓下降。12.4.2開關穩壓電源的工作原