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文档之家› 模拟电子课件 第7章 直流电源
模拟电子课件 第7章 直流电源
++ + u'OC RL uO
-
-
u2
uC=uO
O T
D1、D3 D2、D4 t
2
导通 导通
T
21
u2
未整流的
正弦波形
0
u'O
ωt 未加滤波电
容前的波形
0
ωt
uO
加滤波电容
后的波形
0
iD
ωt
短时间内为C 充电,流过二极管
的瞬时电流很大。
0
22
ωt
(三)电容滤波整流电路的特点
1、只有︱u2︱>uC时,才有一对二极管导通。 所以通过二极管的电流iD是周期性的脉冲电流。 通常C愈大,冲击电流也愈大。选择二极管时, 其整流电流值应选得大一些,以保证安全。
13
[例]有一额定电压为110V、阻值为80Ω的直流负 载。如采用单相桥式整流电源供电,交流电压为 220V。(1)如何选用整流二极管?(2)求整流变 压器的变压比及容量。
解:(1)变压器副边电压的有效值为UO=0.9U2 流U2过每U0.个O9 二1.极11管UO的平1.1均1电1流10为V :122V
2、负载上直流电压平均值及其平滑程度与放
电时间常数τ=RLC有关,τ愈大放电愈慢,输出电
压平均值愈大波形愈平滑。
RLC
(3 5) T 2
适用于要求输出电压较高、负载电流较小、
且负载基本不变的场合。
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三、复合式滤波电路
为减小输出电压的脉动程度,用电容 和电阻组成复合式滤波电路。
R
+
~
u2
–
++ + C1 C2 RL uo
40
三、应用举例
(一)外形、结构和符号
塑料封装
2 —输出端 3 —公共端 1—输入端 W7800系列稳压器外形
2 —输出端 3—输入端 1 — 公共端 W7900系列稳压器外形41
外形和符号
42
接线图
Hale Waihona Puke 三端集成稳压器——具有UI、UO和公共端 三个引出端。
1
2
+
W7800
+
3
UI
Ci
CO
UO
-
-
交流 220V50 HZ
交流 电压
脉动直 流电压
有波纹
的脉动直
流电压
直流 电压
变
整
滤
稳
压
流
波
压
半导体直流电源原理方框图 3
电源变 压器
整流 电路
滤波 电路
稳压 电路
将市电电网220V或380V的工频交 流电压变换为整流所需的 交流电压
将交流电变换为方向不变 的直流电
将脉动直流电变换为平滑 的直流电压
优点:元件少,电路简单。
缺点:①一是受稳压管最大稳定电流的限制, 负载取用电流不能太大;②二是输出电压不可调节, 并且电压的稳定度也不够高。
适用于负载电流较小,稳定度要求不高的场 合。
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7.2 串联型稳压电路
(一)电路组成
T
+
UI
-
∞ R3 -
+++ UZ-
R'1 R1
R"1 +
RL
UF
DZ
R2
19
++ u1 u2 -D1左端为u2, 右端为uC=uO
D4 D1
D3 D2 +
+
C RL uO
-
当u2>uC时: D1导通, u2给C充电,uC↑→uO↑
当u2<uC时: D1截止, C向RL放电,uC↓→ uO↓
交流u2一个周期
内充放电2次
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u2 uO= uC
++
u1 u2 --
D4 D1 D3 D2
ID
1 2
IO
0.45 U2 RL
--
2、二极管截止时承受的最高反压
D4 D1 D3 D2
+ RL uO
-
就是变压器副边交流电压u2的最大值U2m。 设二极管为理想化,D1 、 D3导通时,视为短路 则截止管D3、 D4与RL、U2并联关系。D3和D4分别承 受反压为U2的振幅值。
UDRM U2m 2U2
IZ IR UR UO
UO基本上保持不变。
同样,当负载电流变化引起输出电压UO变化时, 稳压电路也能起到稳压作用,使UO基本不变。 31
可见:在稳压电路中,起自动调节作用的主要 是稳压管DZ,当输出电压UO有较小变化时,将引 起稳压管电流IZ较大的变化,通过R起到补偿作用, 从而保持输出电压UO基本不变。
1、半波整流电容滤波电路
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2、单相桥式整流电容滤波电路
(一)电路组成
与负载并联 一个电容量较大 的电容器C。 (二)滤波原理
++ u1 u2
--
D4 D1
D3 D2 +
+
C RL uO
-
利用C的充放电作用。二极管导通时电
容器C充电,二极管截止时电容器C对负载
电阻RL放电,从而使负载电压和电流趋于 平滑。
结论:尽管u2方向是交变的,但通过RL的
电流、电压方向不变,在负载上得到了大小变
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化而方向不变的脉动直流电流和电压。
u2,i2
变压器次级 电压u2、i2
o
π
uo,io
2π 3π
输出uo、io
o
D1D3通 D2D4通
iD
二极管电流iD 二极管承受
o
iD1
uD
iD3
iD2 iD4
的电压uD
o
2U2
–
形LC复式滤波电路
电感线圈的直流电阻小而交流感抗大,其滤
波效果好于RC-型滤波电路。但电感线圈体积大、
成本高,所以只适用于负载电流大、对滤波要求
较高的场合。
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[例]有一直流负载,要求UO=24V,IO= 300mA的直流电源。拟采用桥式整流电容滤波
电路。试选择各元件。
解:(1)选择整流二极管 桥式整流电容滤波电路UO=1.2U2,所以 变压器副边电压有效值是:
启动电路:为保证各环节在开机时能正常工 作的电路。
保护电路:为在过载时(如输出电流过大、 39
工作电压过高)免于损坏的电路。
二、分类
线性串联型 按工作方式分 开关串联型
集成稳 压电路
按输出电 压方式分
固定式 W7800系列(输出正电压) W7900系列(输出负电压)
可调式
按结构分 三端式 多端式
☓☓为输 出电压值
–
R>>RL//XC2
形RC复式滤波电路
工作原理:C1、C2对高频分量有分流作用, 频率愈高,RL//XC2的阻抗值越小,输出电压的高 频分量大部分降在R上,使负载电压中的高频分
量减小,波形平滑。
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R太大直流压降增大,只适用于负载电 流较小的场合。可用电感线圈L代替R。
L
+
~
u2
–
++ + C1 C2 RL uo
ID
0.45 U2 RL
0.45 122 A 80
0.686A
每个二极管承受的最大反向电压:
UDRM 2U2 2 122V 173V
查表可知,选用4个整流二极管2CZ11C,其 14 最大整流电流为1A,反向工作峰值电压为300V。
(2)考虑到变压器副绕组及管子上的压降,
变压器的副边电压大约应高于上面计算值的10%,
220V u2
50Hz
--
D4 D1 D3 D2
+
RL uO
-
习惯画法
D1~D2
RL9
(二) 工作原理
1、u2正半周 时:D1、D3导 通,D2、D4截止,
++ 220V u2
50Hz
负载RL上得到一个 半波电压;D2、D4
--
承受反向电压。
D4 D1 D3 D2
+
RL uO
-
2、在u2的负半周:D2、D4导通,D1、D3截止, 负载RL上也得到一个半波电压;D1、D3承受反向 电压。
2、稳压电路的作用:当交流电源电压波动、负 载或温度变化时,维持输出电压稳定。
3、稳压电路种类:
并联稳压电路(稳压二极管组成)
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串联型稳压电路
一、稳压管稳压电路
IR
IO R
限流作用 调节作用
+
R
IZ
UI+ C DZ
-
+ 电压关系式:
RL UO UI= UR+UO
- IR= IZ + IO
(一)组成:稳压电路接在整流滤波电路 之后,整流滤波电路的直流输出电压是稳压电 路的输入电压U1,稳压后的电压为UO。
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复习
稳压二极管 i
-+ Dz -+
阳极 阴极
UZ
O
u
稳压作用
IZ
i
反向击穿区域 。
u
IZM
∆i大变化,∆u基本不变。
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(二)工作原理 IR
IO 电压关系式:
+
R
IZ
UI+ C DZ
-
+
RL UO
-
UI= UR+UO IR= IZ + IO
当交流电源电压波动引起U1升高时,
电网电压
UI UO UZ
压UZ,故运放输出端电压的变化只反映取样电压UF 的变化。输出电压加到调整管T的基极,使T的管压