电工电子-ch6-直流电源课件

2024年7月2日*电工电子学C1第第6 6章章 直流电源直流电源返回返回前一页前一页 后一页后一页6.2 晶闸管和可控整流电路晶闸管和可控整流电路要要 求：求：1、掌握单相整流、滤波、稳压电路的、掌握单相整流、滤波、稳压电路的 工作原理及参数的计算。工作原理及参数的计算。2、了解集成稳压电路的性能及应用。、了解集成稳压电路的性能及应用。6.1 直流稳压电源直流稳压电源2024年7月2日*电工电子学C2第第6 6章章 直流稳压电源直流稳压电源返回返回前一页前一页 后一页后一页小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压的直流电压u u1 1u u2 2u u4 4u u3 3u uo o交流电源交流电源交流电源交流电源变压变压变压变压整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压负载负载负载负载2024年7月2日*电工电子学C36.1 6.1 整流电路整流电路整流电路的作用整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路：常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。三相整流等。分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。无穷大。整流原理：整流原理：利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性前一页前一页 后一页后一页返回返回2024年7月2日*电工电子学C4 a aT TD Du uo ou ub bR RL Li io o+6.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路2.工作原理工作原理 u 正半周，正半周，VaVb，二极管二极管 D 导通；导通；3、工作波形、工作波形u uo ou uD Du u前一页前一页 后一页后一页 u 负半周，负半周，VaVb，二极管二极管 D1、D3 导通，导通，D2、D4 截止截止。3、工作波形、工作波形u uo ou uD Du uD2D2u uD4D4前一页前一页 后一页后一页u u+1.电路结构电路结构返回返回2024年7月2日*电工电子学C8.R RL Lu。iouo1 12 23 34 4ab+3、工作波形、工作波形2、工作原理、工作原理6.1.2 6.1.2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路1、电路结构、电路结构 u u 正半周，正半周，正半周，正半周，V Va a V Vb b，二极二极二极二极管管管管 1 1、3 3 导通，导通，导通，导通，2 2、4 4 截止截止截止截止 。u u 负半周，负半周，负半周，负半周，V Va a uc 时，二极管导通，时，二极管导通，电源在给负载电源在给负载RL供供电的同时也给电容充电，电的同时也给电容充电，uc增加。增加。|u|uc 时，二时，二极管导通，极管导通，电源电源在给负载在给负载RL供电供电的同时也给电容的同时也给电容充电，充电，uc增加。增加。|u|uc 时，二时，二极管截止，电容极管截止，电容通过负载通过负载RL 放电，放电，uc按指数规律下按指数规律下降。降。流过二极管流过二极管的电流波形的电流波形 二极管导通时间二极管导通时间二极管导通时间二极管导通时间缩短，流过二极管缩短，流过二极管缩短，流过二极管缩短，流过二极管的电流为脉冲电流的电流为脉冲电流的电流为脉冲电流的电流为脉冲电流前一页前一页 后一页后一页返回返回2024年7月2日*电工电子学C174 4、电容滤波电路的特点、电容滤波电路的特点(T T:电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期)(1)(1)输出电压的波形与平均值输出电压的波形与平均值Uo与放电时间与放电时间 常数常数RLC 有关有关 RLC 越大越大 电容器放电越慢电容器放电越慢 输出电压的平均值输出电压的平均值Uo越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。近似估算近似估算:Uo=1.2 U (桥式、全波）桥式、全波）Uo=1.0 U（半波）半波）前一页前一页 后一页后一页负载负载RL开路时，开路时，UO =？返回返回2024年7月2日*电工电子学C18（2)、输出特性、输出特性(外特性外特性)有电容有电容有电容有电容滤波滤波滤波滤波1.41.4U U无电容滤波无电容滤波无电容滤波无电容滤波0.90.9U UU Uo oo oI Io o 结论结论 电容滤波电路电容滤波电路适用于输出电压适用于输出电压较高，负载电流较高，负载电流较小且负载变动较小且负载变动不大的场合。不大的场合。（3）流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大故选管时一般取：故选管时一般取：前一页前一页 后一页后一页 RLC 越大越大o 越高，越高，Io越大越大整流管导通时整流管导通时间越短间越短 iD 的峰值电流越大。的峰值电流越大。返回返回2024年7月2日*电工电子学C196.2.2 6.2.2 电感滤波电感滤波电感滤波电路电感滤波电路1 1、电路结构、电路结构:在整流电路与负载间串入一在整流电路与负载间串入一电感电感 L L 就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。前一页前一页 后一页后一页L uRLuo+返回返回2024年7月2日*电工电子学C202 2、滤波原理、滤波原理:对直流分量对直流分量(f=0):=0):XL=0=0 相当于短路相当于短路,电压电压大部分降在大部分降在 RL上。上。对谐波分量对谐波分量:f 越高越高,XL越越大大,电压大部分降在电压大部分降在 L上。上。因此因此,在负载上得到在负载上得到比较平滑的直流电压。比较平滑的直流电压。当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：压约为：U0=0.9U前一页前一页 后一页后一页L uRLuo+返回返回2024年7月2日*电工电子学C213 3、电感滤波的特点、电感滤波的特点:整流管导通角较大，峰值电流很小，输整流管导通角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，适用于低电压大电流出特性比较平坦，适用于低电压大电流(RL较小较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重的场合。缺点是电感铁芯笨重,体积体积大大,易引起电磁干扰。易引起电磁干扰。前一页前一页 后一页后一页L uRLuo+返回返回2024年7月2日*电工电子学C226.3 6.3 直流稳压电源直流稳压电源 稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。定的输出电压的一种电子设备。它的输出电压大小基本上与电网电压、负载它的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。电压源。其内阻越小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。也可以是一个独立的电子部件。返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C23其中稳压管稳压电路最简单，但是带负载其中稳压管稳压电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。开关型稳压电源效率较高，目前用的使用。开关型稳压电源效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。6.3 6.3 稳压电路稳压电路 常用稳压电路常用稳压电路 (小功率设备小功率设备)稳压管稳压管稳压电路稳压电路 线性线性稳压电路稳压电路 开关型开关型稳压电路稳压电路 返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C246.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2.工作原理工作原理Uo=Uz IR=Io+IzU UI IU UZ ZRL(Io)IR 设设设设U UI I一定，负载一定，负载一定，负载一定，负载R RL L变化变化变化变化+U UI IU Uo o 基本不变基本不变基本不变基本不变 I IR R (I IR RR R)基本不变基本不变基本不变基本不变限流调压限流调压 U Uo o (U Uz z )IZ.。R RL L.+C C.I Io oU Uo1 12 23 34 4+。+u ui iI IR R.RDzIz1.电路电路稳压电路稳压电路返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C256.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2.工作原理工作原理Uo=Uz IR=Io+IzU UI IU UZ Z+U UI I.。R RL L.+C C.I Io oU Uo1 12 23 34 4+。+u ui iI IR R.RDzIz1.电路电路U UI I U Uo o (U Uz z )I IZ Z I IR R 设负载设负载设负载设负载R RL L一定，一定，一定，一定，U UI I 变化变化变化变化U Uo o 基本不变基本不变基本不变基本不变 I IR RR R 返回返回前一页前一页 后一页后一页3.参数的选择参数的选择（1）UZ=Uo（2）Izmaxzmax （1.5 3）Iomax（3）UI=（2 3）Uo（4）为保证稳压为保证稳压管安全工作管安全工作为保证稳压为保证稳压管正常工作管正常工作 适用于输出适用于输出电压固定、输电压固定、输出电流不大、出电流不大、且负载变动不且负载变动不大的场合。大的场合。为保证稳压为保证稳压管正常工作管正常工作返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C276.3.2 6.3.2 集成稳压器集成稳压器单片集成稳压器，具有体积小单片集成稳压器，具有体积小,可靠性高可靠性高,使用灵活使用灵活,价格低廉等优点。价格低廉等优点。最简单的集成稳压器只有输入，输出和公最简单的集成稳压器只有输入，输出和公共引出端共引出端,故称之为三端集成稳压器。故称之为三端集成稳压器。返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C281.1.分类分类型号后型号后XX两位数字两位数字代表输出电压值代表输出电压值W78W78系列系列系列系列(输出正电压输出正电压输出正电压输出正电压)、W79W79系列系列系列系列(输出负电压输出负电压输出负电压输出负电压)。输出电压额定值有输出电压额定值有:5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等等。返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C292.外形及引脚功能外形及引脚功能W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1 输入端输入端3 公共端公共端2 输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形1 公共端公共端3 输入端输入端2 输出端输出端塑料封装塑料封装返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C303.3.性能特点（性能特点（78007800、79007900系列）系列）输出电流超过输出电流超过1.5A（加散热器）（加散热器）不需要外接元件不需要外接元件内部有过热保护内部有过热保护内部有过流保护内部有过流保护调整管设有安全工作区保护调整管设有安全工作区保护输出电压容差为输出电压容差为4%返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C314.主要参数主要参数 1)电压调整率电压调整率S SU U U U（稳压系数）（稳压系数）反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压波动对稳压电路的影响。波动对稳压电路的影响。0.0050.02%0.0050.02%返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C324.主要参数主要参数2)2)电流调整率电流调整率S SI I I I 反映当输入电压和环境温度不变时，输出电反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电流变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载能力。路的带负载能力。0.11.0%0.11.0%返回返回前一页前一页 后一页后一页3)最小输入最小输入-输出电压差输出电压差 (UI-Uo)min 4)最大输入电压最大输入电压 UImax 5)最大输出电流最大输出电流 Iomax 6)最大功耗最大功耗 PM 2024年7月2日*电工电子学C33输出为固定正电压时的接法如图所示。输出为固定正电压时的接法如图所示。1)1)输出为固定电压的电路输出为固定电压的电路W7800系列稳压器基本接线图系列稳压器基本接线图输入与输输入与输出端之间出端之间的电压不的电压不得低于得低于3V3V！5.5.三端固定输出集成稳压器的应用三端固定输出集成稳压器的应用CoW7805CiUI+_+_Uo123 0.11 F1 F返回返回前一页前一页 后一页后一页用来抵消输入端接线用来抵消输入端接线较长时的电感效应，较长时的电感效应，防止产生自激振荡。防止产生自激振荡。即用以改善波形。即用以改善波形。为在负载电流瞬间增减为在负载电流瞬间增减时，不致引起输出电压时，不致引起输出电压有较大的波动。即用来有较大的波动。即用来改善负载的瞬态响应。改善负载的瞬态响应。2024年7月2日*电工电子学C34CoW78XXCiUI+_+_Uo123UXXUZRDZUXX:为为W78XX固定输出电压固定输出电压Uo=UXX+UZ2)2)提高输出电压的电路提高输出电压的电路返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C35同时输出正、负电压电路同时输出正、负电压电路3)3)同时输出正、负电压的电路同时输出正、负电压的电路W7815CiUI+_Uo123+_CiW791512CoCo3Uo返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C36CoCW117CiUI+_+_Uo321AdjR1R26.6.三端可调输出集成稳压器的应用三端可调输出集成稳压器的应用240 1F0.1F 流过调整端电流流过调整端电流 100 A，在要求不高的，在要求不高的场合它在场合它在R2上的压降可以忽略上的压降可以忽略2 2、1 1两端电两端电压为压为1.251.25V -基准电压基准电压返回返回前一页前一页 后一页后一页2024年7月2日*电工电子学C37作业9-1