直流稳压电源课件
3、复式滤波器
为了进一步改善滤波特 性,可采取多级滤波的办法, 如在电 容滤波后再接一级RC滤 波电路,或在电感滤波后面再接一电容。
从而构成LC型或RC- 、 LC-型滤 波电路,其性能及应用场
合分别与电容滤 波和电感 滤波相似 。
L-C 型滤波电路结构
T
L
u1
u2
+
RL
C uo
LC- 型滤波电路结构
D1 D2共阴极,对应uo的“+”极; D3 D4共阳极,对应uo的“-” D极1。D3在u2的正半周导通; D2 D4在u2的负半周导通。
⑴ 分析 设:u2+2U2si nt Tr a
u1
o
t
D4
+ io
u2
D1 D3
RL
uo
D2
-
b
-
u2正半周时电流通路
Tr a-
u1
o
t
D4
+ io
u2
D1 D3
;则
T RLC(3~5) 2
滤波电容一般为几十微法到几千微法的有极性电容器。
uo
⑷ 电容滤波电路的特点
a 2U 2
b
① 输出电压Uo高
o
ωt
D导通 D截止
② 带负载能力差,只适用于小电流场合
③ 二极管导通角小,冲击电流大,容易使管子损坏
1.4U2 uo
电容滤波
二极管上的最高反向电压 U DRM
电路 无电容滤波 有电容滤波
t 输出是脉动的直流电压!
uo
t
⑵ 输出平均电压Uo
U o 10 2 U 2si tn d t2 2U 20 .9 U 2
输出平均电流
Io
Uo RL
0.9U2 RL
⑶ 二极管的选择
二极管上的平均电流: I D
1 2
Io
二极管上的最高反向电压:UDRM 2U2
问题与讨论
单相桥式整流电路中,若D2发生开路,短路,或反接三种 情况,电路中将会发生什么问题?
并入电容C后,在u2 > uC时,D导通,C充电, 充 电 始很下快降,u2<输u出C,电D压反u偏o随截u止2上,升由。C当向uRCL=放电2U,2后放,电u较2开 慢,输出电压uo随uC按指数规律缓慢下降。当u2> uC 时C又被充电uo = u2又上升。直到u2<uC,D又截止, C又放电,如此不断的充电、放电,使输出电压uo脉 动程度大为减小。
T UCE
+ 调整
UB
∞
Ui
A
比较放大
UF
R1
URE
取 样
F
-
基准电压 R2
+ RL Uo
-
基准电压环节:提供稳压的基准电压UREF
放大环节:放大UF与UREF的差值( UREF -UF)
放大输出Uo的变化量。 调整环节:由放大后的变化量调整晶体管的管压降UCE,
从而达到稳定输出Uo的目的。
Uo Ui UCE
Tr a
解:Uo=0.45U2=9V
D
iD
io
U IoD R U R LoM 27U 92 5 02 1.22 8 mV A选用u21 AP4bu(216mAR,5L0Vu)o
2. 单相全波整流电路
Tra
D1
u1
o
t
ua RL io ub uo
b
设: ua 2U2sDi2n t
ub 2U 2si nt ()
7.1.5 实际的串联式稳压电源 UCE1
+
R3 Ui
_
T1
UBE1
R
R1
IC2 UCE2 T2
IB2 RW1 RW RW2
UZ UF R2
+
RL UO
_
1. 稳压过程 当Ui增加或输出电流减小( RL增大)使Uo升高时
Uo
UF
UBE2 =(UF -UZ) IB2
Uo
UCE1
UBE1 UCE2
IC2
(2) 负载波动 RL Io IR UR Uo IZ UR Uo
通过调节R上的压降来达到稳定输出电压Uo的目的。
3、稳 压管稳 压电路 特点
优点:电路简单,元件少。
缺点:稳压效果不太好,输出电压不可调。
4、稳 压管选择办法
UZ Uo
IZm a( x1.5~3) IOmax
Ui ( 2~3) UO
7.1.1 单相整流电路
Tr a
iD
⑴1.分单析相设半:波u2整流电2U 路2si ntu1
D u2
io RL uo
u2> 0 时,D导通uD= 0 。 uo=u2
U2 < 0 时,D截止iD= 0。
2U 2 u2
b
o π 2π
3π
ωt
uo=0
uo
⑵ 输出平均电压Uo
o uD
ωt
1
Uo 2 0
+
R3 Ui
_
UCE1
T1
UBE1
R
R1
IC2 UCE2 T2
IB2 RW1 RW RW2
7.1 整流滤波电路
直流稳压电源的组成和功能
交流电源 电源变压器 整流电路
滤波电路
稳压电路 负载
u1
u2
uR
uF
Uo RL
u1
u2
uR
o
to t
o
t
uF
Uo
o
t
o
t
电源变压器: 将交流电源电压u1变为所需要的交流电 压u2。 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压uR。
滤波电路: 将脉动直流电压uR转变为平滑的直流 电压uF。 稳压电路: 当电网波动及负载变化时,维持输出Uo的稳定。
T UCE
+ 调整
UBE
UB
∞
Ui
A
比较放大
UF
R1
URE
取 样
F
-
基准电压 R2
+ RL Uo
-
2. 稳压原理
稳压过程按电网波动和负载电阻改变两种情况分述如下:
当电网波动Ui↑→Uo↑→UF↑→UBE↓→UCE↑→Uo↓;
当负载电阻RL↓→Uo↓→UF↓→UBE↑→UCE↓→Uo↑。 电路为电压串联负反馈。调整管T连接成射极跟随器。
RL
uo
D2
-
b
+
u2负半周时电流通路
+
a
(-) u2
b
(+)
u2
桥式整流电路输出波形
D4
RL
D1 D3
u0
D2
u2>0 时
a+ b-
u2<0 时 b(+) a(-)
D1,D3导通 D2,D4导通 D2,D4截止 D1,D3截止 电流通路: 电流通路:由 由a+经D1 b(+)经D2
RLD3b- RLD4a(-)
Uo2的T平r均au值12。D设4 :u 2 D1 1 2 U R2 Ls 1 iut; o1n u u2 12> 2 0 2 DU 1u导2 1s >通0( ,i 时 utn o 1= u) 12
u1 u22 D3
2U2 u12 bu22
D2 RL2
u22<0 D3导通, uo2=u22
uo2 u1< 0 时
0.8Ui I2RUZ
I1
Izmax
UZ RL
I2
Izm
in
UZ RL
I1=24mA,I2=11mA Ui=26V,R=800
7.2.2 串联型稳压电源
1. 稳压电源的主要指标
(1)电压调整率SU
SU
Uo /Uo Ui
10% 0
(2)电流调整率SI
SI
Uo Uo
100%
(3)输出电压的温度系数ST
在深度负反馈条件下,|1+AuFu| >>1时,可得
Uo
U REF Fu
当反馈越深时,调整作用越强,输出电压Uo也越稳定
7.1.4 简单分立元件组成的稳压电路
Tr
T1 2N2222A
~220V
D4
D1
D3 D2
680Ω R1 C1
100μF
D2 1N4736
C2 100μF
RL 5kΩ
典型的串联稳压电源,其中变压器用于将220V 市电降成需要的电压后,进行桥式整流和滤波,将交 流电变成直流电并滤去纹波,经过简单的串联稳压电 路,输出端得到稳定的直流电压。
7.2 稳压电路 7.2.1 并联型稳压电路
1、电路结构
T
u1
u2
UR R
IR
C
DZ
IZ Io RL UO
Ui
UZ
2、工作原理
在稳压管的稳压区,电 流变化较大时,稳压管两端的电压变
化较小。
T
u1
u2
UR R
IR
C
DZ
IZ Io RL UO
(1) 电网电压波动
Ui
UZ
u1 u2 Uo IZ IR UR Uo
因而可得: U BU BE U oU o
T UCE
+ 调整
UBE
UB
∞
Ui
A
比较放大
UF
R1
URE
取 样
F
-
基准电压 R2
+ RL Uo
-
U BU BE U oU o
U B A u ( U R U E F ) F A u ( U R F E u U o F ) U o