整流穩(wěn)壓電路路

1、1,二、 濾波器,一、 整流電路,三、 直流 穩(wěn)壓電源,2,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轉變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。,穩(wěn)壓電路: 清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響,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,,3,整流電路的任務是把交流電壓轉變?yōu)橹绷髅}動的電壓

2、。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，我們把二極管當作理想元件處理，即二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。,一、 整流電路,4,1、 單相半波整流電路的工作原理,u2>0時，二極管導通。,二極管導通,忽略二極管正向壓降： u0=u2,5,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=0,6,輸出電壓電流波

3、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,,,7,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,,,8,2、 單相橋式整流電路,橋式整流電路,u2正半周時電流通路,9,單相橋式整流電路,橋式整流電路,u0,,u2負半周時電流通路,10,,u2>0 時,D1,D3導

4、通D2,D4截止電流通路:由+經D1?RL?D3?-,u2<0 時,D2,D4導通D1,D3截止電流通路:由-經D2?RL?D4?+,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,11,幾種常見的硅整流橋,12,1、整流輸出電壓平均值（U0）,負載電壓 U0的平均值為:,負載上的(平均)電流:,13,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

5、整流電路中，每個二極管只有半周導通。因此，流過每只整流二極管的平均電流 ID 是負載平均電流的一半。,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,14,二、 濾波器,濾波原理:,交流電壓經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, 將電容與負載RL并聯(lián)(或將電感與負載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

6、成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。,15,1、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行分析，其電路如圖所示。,1、濾波原理,16,RL未接入時,,,充電結束,忽略整流電路內阻,沒有電容時的輸出波形,17,RL接入（且RLC較大）時,忽略整流電路內阻,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。,18,忽略整流電路內阻,只有整流電路輸出電壓大于u0的

7、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,19,考慮整流電路內阻,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,20,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,負載電流的平均值越大?整流管導電時間越短?iD的峰值電流越大,一般選管時，取,2、電容濾波電路的特點,(1) 輸出電壓U0與時間常數(shù)R

8、LC有關,RLC愈大?電容器放電愈慢?U0(平均值)愈大，,21,輸出波形隨負載電阻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,負載電流較小且負載變動不大的場合。,(3)、輸出特性(外特性):,結論,22,（1）濾波原理:,對直流分量( f=0):XL=0 相當于短路,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

9、直流電壓。,而后又經過電容濾波器濾波,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),23,（2）電感濾波的特點:,整流管導電角較大,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。,24,3、 ?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。從而構成RC-

10、?型或L-C型濾波電路，其性能及應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,25,三、直流 穩(wěn)壓電源,在小功率設備中常用的穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、線性穩(wěn)壓電路和開關型穩(wěn)壓電路等。其中穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最簡單，但是帶負載能力差，一般只提供基準電壓，不作為電源使用。開關型穩(wěn)壓電源效率較高，目

11、前用的也比較多，但因學時有限，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。,26,1、 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,負載電流的變化,UI??UO?(UO=UDZ)?IZ ??,抵償UI的增加?UR?,UO保持近似不變,,,,,27,選擇穩(wěn)壓管,UZ=UO,IZM=(1.5?3)IOM,UI=(2~3)UO,28,2、 恒壓源,反相輸入,同相輸入,29,3、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,一 、電路結

12、構的一般形式,串聯(lián)式穩(wěn)壓電路由基準電壓、比較放大、取樣電路和調整元件四部分組成。,30,,,,T,,,,,,,,,,,+_,UI,+_,+_,UO,,,比較放大,基 準,取 樣,,,UR,FUO,,,,+_,,C2,,,,RL,調整元件,調整元件T與負載串聯(lián)，通過全部負載電流。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。調整元件可以是單個功率管，復合管或用幾個功率管并聯(lián)?；鶞孰妷嚎捎煞€(wěn)壓管

13、穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取出輸出電壓UO的一部分和基準電壓相比較。 因調整管與負載接成射極輸出器形式，為深度串聯(lián)電壓負反饋，故稱之為串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。,31,串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路,UO,UO??Uf ??UB ?? IC ?? UCE ?,UO?,,,,32,4、集成穩(wěn)壓電源,隨著半導體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產并廣泛應用的單片集成穩(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

14、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，電路內部附有短路和過熱保護環(huán)節(jié)。,33,1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,,34,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) W7

15、9系列(輸出負電壓),,輸出電壓額定電壓值有:,5V、9V、12V 、18V、 24V等 。,35,一、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！,36,,正負電壓同時輸出電路,二 、輸出正負電壓的電路,37,,UXX: 為W78XX固定輸出電壓UO=UXX+UZ,三 、提高輸出電壓的電路,38,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