《直流电源》PPT课件

第 十 章 直 流 稳 压 电 源220V50Hz 变 压 器 整 流 滤 波 稳 压变 压 器 整 流 电 路 滤 波 电 路 稳 压 电 路 10.1 整 流 电 路全 波 整 流 电 路半 波 整 流 电 路其 他 类 型 整 流 电 路 1. 全 波 整 流 电 路电 路 如 图 所 示 ： +-RLioD3 D1D4 D2bd a c +vi - vo+v2 - 全 波 整 流 电 路 参 数 计 算(1) 输 出 电 压 和 电 流 的 平 均 值 VO(AV)输 出 电 压 在 一 个 周 期 内 的 平 均 值 : 20)( )(21 tdvV oAVO所 以 : 220 2)( 9.022 )()sin(21 VV tdtVV AVO 负 载 上 得 到 的 电 流 平 均 值 ： IL=0.9V2/RL 全 波 整 流 电 路 参 数 计 算(2) 稳 压 系 数 Sr： 输 出 电 压 的 基 波 峰 值 VO1M与 平 均 值 VO(AV)之 比 : )(1= AVO MOr VVS用 傅 立 叶 级 数 把 输 出 波 形 展 开 ： )-6cos354-4cos154-2cos34-2(2= 2 tttVvo基 波 的 峰 值 ： 21 3 24= VV MO 67.032=22/3 24= 22)(1 VVVVS AVO MOr 展 开 式 中 的 直 流 分 量 就 是 平 均 值 全 波 整 流 电 路 参 数 计 算(3) 纹 波 系 数 Kr： 直 流 输 出 电 压 中 的 相 对 纹 波 电 压 的 大 小 ， 是 纹 波 电 压 总 有 效 值 与 输 出 电 压 直 流 量 之 比 。483.0=V V-= O 2O22VVVK OOrr 全 波 整 流 电 路 参 数 计 算负 载 上 得 到 的 平 均 电 流 ： LAVOAVL RVI )()( =每 只 二 极 管 都 只 导 通 半 个 周 期 ， 所 以 流 过 每 只 管 子 的 平均 电 流 是 负 载 电 流 的 一 半 。 LLAVO AVDAVDAVDAVD RVRV IIII 2)( )(3)(3)(2)(1 45.0=21= =（ 5） 每 只 二 极 管 的 反 向 峰 值 电 压 VRM :22= VVRM（ 4） 流 过 每 只 二 极 管 的 平 均 电 流 ID（ AV） 2. 其 他 整 流 电 路D1 -v1 v2 vo半 波 整 流 电 路 ： 其 他 整 流 电 路倍 压 整 流 电 路 C6C 5C3 C4C2C1 D6D5D4D3D2D1vi v2 10.2 滤 波 电 路全 波 整 流 电 容 滤 波 电 路电 容 滤 波 电 路 的 特 点其 他 滤 波 点 路 1. 全 波 整 流 电 容 滤 波 电 路(1) 空 载 时 电 路 工 作 情 况 22V当 C值 一 定 时 ，二 极 管 上 承 受 的 最 大 电 压 : 222 VC RL +-vi v2 vo2)( 9.00 VV CAVO ， 即 无 电 容 时 ，当 1. 全 波 整 流 电 容 滤 波 电 路2)( )2.11.1 253=: VV TCRAVO Ld（ ）（如 果R LC越 大 ， 输 出 电 压 的 平 均 值 越 大 C RL +-vi v2 vo v2voiD iL(2) 带 电 阻 负 载 时 的 情 况 全 波 整 流 电 容 滤 波 电 路 仿 真 2. 电 容 滤 波 电 路 的 特 点(1) 二 极 管 的 导 通 角 且 流 过 二 极 管 的 瞬 时 电 流 很 大(2) 输 出 电 压 的 平 均 值 增 大 ， 纹 波 减 小 ， 且 RLC越 大 ， 电 容 的 放 电 速 度 越 慢 ， 纹 波 越 小 ， 输 出 电 压 平 均 值 越 大 。(3) 输 出 的 直 流 电 压 随 负 载 电 流 增 加 而 减 小 纯 电 阻 负 载电 容 滤 波Vo I L1.4V20.9V2 3. 其 他 类 型 的 滤 波 电 路L C倒 L型 滤 波 电 路 CRC 型 滤 波 电 路 10.3 稳 压 电 路稳 压 电 路 的 性 能 指 标稳 压 管 稳 压 电 路基 本 调 整 管 稳 压 电 路串 联 反 馈 式 稳 压 电 路稳 压 电 路 中 的 保 护 措 施集 成 稳 压 电 路 及 其 应 用开 关 型 稳 压 电 路 1. 稳 压 电 路 的 性 能 指 标(1) 稳 压 系 数 Sr负 载 固 定 时 输 出 电 压 的 相 对 变 化 量 与 稳 压 电 路 输入 电 压 (经 整 流 滤 波 后 的 电 压 )的 相 对 变 化 量 之 比 ,它 反 映 了 电 网 电 压 波 动 对 输 出 的 影 响 .tconsR II OOr LVV VVS tan=/ /= 稳 压 电 路 的 性 能 指 标输 出 电 阻 反 映 了 稳 压 输 出 受 负 载 变 化 的 影 响tconsVOOo IIVR tan=电 压 调 整 率 SV : 工 程 中 常 把 电 网 电 压 波 动 10%作 为 极 限 条 件 ,在 此 条 件 下 输 出 电 压 的 相 对 变 化 量 称 为 电 压 调 整 率 。电 流 调 整 率 SI : 输 出 电 流 从 0变 化 到 最 大 额 定 输 出 值 时 , 输 出 电 压 的 相 对 变 化 量 被 称 为 电 流 调 整 率 。(2) 稳 压 电 路 的 输 出 电 阻 2. 稳 压 管 稳 压 电 路1. 稳 压 系 数 : )( / LzOIzzII OOr RrVVrRrVV VVS 2. 输 出 电 阻 : zz rRrRo /注 意 限 流 电 阻 的 选 择 ， 电 网 电 压 最 高 且 负 载 电 流 最 小 时 ， IZ不 能 超 过 IZmax。电 网 电 压 最 低 且 负 载 电 流 最 大 时 ， IZ不 能 低 于 IZmin 。+- R IZDZ ILRL +-VI VO +- R rZ RL +-变化量 VI VO稳 压 管 稳 压 电 路 的 缺 点 ： 输 出 电 流 及 其 调 节 范 围 小 3. 基 本 调 整 管 稳 压 电 路输 出 电 流 的 变 化 范 围 ： ZO I=I :稳 压 管 电 路一 定 时IV 倍 。大 了 约负 载 电 流 的 变 化 范 围 扩而引 入 三 极 管 后 ： EO BZ II II 工 作 原 理 ： 为 调 整 管来 调 节 ， 所 以 称的 变 化 由 不 变和但 T)(CEI CEBOBZZI vV vIVVVIV 就 基 本 不 变 围 内 ，在 稳 压 管 的 正 常 工 作 范只 要即 但一 定 而 负 载 变 化 时 ，O ZBZ BZRBZRIV III IIIIIIV = 0=+=+= +-VI R TDZ RL +-VO A TR1R2 RLVFVREF VI VO+_基准电压 4. 串 联 反 馈 式 稳 压 电 路串联反馈式稳压电路的一般结构 比 较 放 大 调 整 取 样 串 联 反 馈 式 稳 压 电 路T : 调 整 管R、 DZ： 稳 压 电 路 ，提 供 基 准 电 压A： 比 较 放 大R1, R2,RW： 取 样 环 节输 出 电 压 ： ZW WO VRR RRRV 2 21 + += ZW WO VRR RRRV 2 21min + += ZWO VR RRRV 2 21max += TDZR+-VI +-VO-+ R1RwR“wR2AVZ 串 联 反 馈 式 稳 压 电 路 工 作 原 理当 输 入 电 压 VI增 加 （ 或IO减 小 ） 时 ， 导 致 输 出电 压 VO增 加 ， 反 馈 电 压VF随 之 增 加 ， VF与 VREF相 比 较 ， 其 差 值 电 压 经比 较 放 大 后 使 VB和 IB 、 I C减 小 ， 调 整 管 T的 c-e间 电 压 vCE增 大 ， 使 VO下 降 ， 从 而 维 持 VO基 本稳 定 。 比 环 有 差 调 整 系 统TDZR+-Vi +-VO-+ R1RwR“wR2 RLIOVREF VFA 5. 稳 压 电 路 中 的 保 护 措 施 (1) 限 流 保 护 电 路 ： 是 当 发 生 短 路 时 ， 通 过 电 路 中 取 样 电 阻 的 反 馈 作 用 ， 输 出 电 流 得 以 限 制 。保 护 原 理 ： 当 调 整 管 T 1电 流 超 过 一 定 限 度 时 ， VR增 大 使 T2导 通 ， IC2增 大 ， 使 IB1减 小 ， 从 而 使 输 出 电 流 减 小 ， 输 出 电压 减 小 ， 达 到 过 流 保 护 的 目 的 。 正 常 稳 压 过 流 保 护o IOVOT1 T R IOIC1 IC2IIB1 VR 稳 压 电 路 中 的 保 护 措 施(2) 截 流 保 护 电 路 ： 当 发 生 短 路 时 ， 通 过 保 护 电 路 使 调 整 管 截 止 ， 从 而 限 制 短 路 电 流 ， 使 之 接 近 零 。正 常 稳 压Vo I o 过流保护 稳 压 电 路 中 的 保 护 措 施 0I22 1C1123 趋 于通超 过 额 定 值 OOCBR OCBO VVVIV VVVVTI DzA+-VI +-VO-+ R1 R2 R3T1T2 R4Rl IO 6. 集 成 稳 压 电 路 及 其 应 用P456图 10.2.3： W78XX系 列集 成 稳 压 电 路 原 理 图及 其 管 脚 排 列 ； W79XX为 负 电 压 输 出W78XX+ +公 共 端 W79XX- -公 共 端1 23 3 21 集 成 稳 压 电 路 及 其 应 用C 1用 于 抵 消 输 入 线 电 感 以 防 止 产 生 自 激 振 荡 。C2用 于 减 小 输 出 电 压 的 脉 冲 和 改 善 负 载 的 瞬 态 相 应 。当 输 出 电 压 较 高 且 C2较 大 时 ， 必 须 在 1、 3之 间 跨 接 一 个 保 护二 极 管 。 否 则 ， 一 旦 输 出 短 路 ， 未 经 释 放 的 C2上 的 电 压 VO将通 过 稳 压 器 放 电 ， 损 坏 稳 压 块 。(1) 输 出 固 定 电 压 W78XX+-VI C1 RL VOC21 2 3 +-1F 集 成 稳 压 电 路 及 其 应 用注 意 79系 列 三 端 的 定 义 及 电 容 的 极 性(2) 输 出 正 负 电 压 W78XX+-+VI C1 VO1C31 3 2 +-W79XXC23 1 2C4 VO2+-V I W78XX+-VI C1 VOC21 3 2 +-A R1R2集 成 稳 压 电 路 及 其 应 用运 放 接 成 跟 随 器R1上 的 电 压 等 于稳 压 块 的 标 称 电压 VXX， 所 以 ： XXO VRRV )+1(= 12(3) 扩 大 输 出 电 压 W78XX+-VI C1 VOC21 23 +-T1R1 IO集 成 稳 压 电 路 及 其 应 用 1COXXO III OXXBEIVR 11 取 稳 压 块 输 出 电 流 标 称 值:OXXI IOXX(4) 扩 大 输 出 电 流 W78001 23VI C1 C2 RL RoIOIO0.33F 1F 5V-IW +- +集 成 稳 压 电 路 及 其 应 用oWO RII 5+=(5) 组 成 稳 流 源