第十章直流电源课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,理论、实践、硬件、软件,没有理论，就没有翅膀，无法腾飞,没有动手，就没有双脚，无法落地,稳压源是硬件制作的开端；放大电路是茶亭里,流水灯是编程练习的起步；键显处理是分水岭,理论、实践、硬件、软件没有理论，就没有翅膀，无法腾飞,1,10.1 小功率整流滤波电路,10.2 稳压电路,10.0 引言,10.1.1,单相桥式整流电路,10.1.3,滤波,电路,第十章 直流电源,10.1.2,倍压整流电路,10.3 集成稳压电源,10.1 小功率整流滤波电路 10.2 稳压电路,2,1、熟悉单相整流电路和电容滤波电路的工作原理,第十章 直流电源,2、掌握集成三端稳压器应用电路,基本要求,1、熟悉单相整流电路和电容滤波电路的工作原理 第十章,3,直流电源,直流电源,4,直流电源,直流电源,5,直流电源,直流电源,6,直流电源,直流电源,7,直流电源,直流电源,8,直流稳压电源的作用,将交流电网电压转换为直流，为放大电路提供直流工作电源。,组成,变压器：,整流：,滤波：,稳压：,降压,滤除脉动,交流变脉动直流,进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力,引言,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,u,1,u,2,u,3,u,4,u,o,直流稳压电源的作用 将交流电网电压转换为直流，为放大,9,单相整流电路,交流电压,转变为,单向脉动的电压,。,一、整流电路的任务：,二、技术指标：,1 衡量整流工作性能的参数,输出电压平均值V,O（AV）,-反映整流电路将,交流电压,转换为直流电压的能力,。,脉动系数S-反映整流,输出电压中交流成分的大 小,，用来衡量整流电路输出平滑程度。,S=V,Or,/V,O（AV),谐波电压总有效值,直流电压,u,10.1 整流与滤波电路,单相整流电路交流电压转变为单向脉动的电压。一、整流电路的任务,10,利用二极管的单向导电性,2 选择整流二极管所需参数：,流过管子正向平均电流值,I,D（AV）,-,I,F,管子所承受最大反向电压,V,RM,-,V,BR,三、单相整流电路：,1 单相半波整流电路,2 单相桥式整流电路,等效电路,+-,+,利用二极管的单向导电性2 选择整流二极管所需参数：流过管子,11,10.1 整流与滤波电路,1.半波整流电路,二极管导通，忽略二极管正向压降，,u,o,=,u,2,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。,二极管截止,u,o,=0,+,i,o,+,u,2,0,时:,u,2,V,b,，,二极管,D,1,、D,3,导通，D,2,、D,4,截止。,3.工作波形,1.电路结构,u,R,L,u,i,o,u,o,1,2,3,4,a,b,+,+,单相桥式整流电路工作原理:,2.工作原理 u 正半周，VaVb，二极管 D1,23,2.工作原理,3.工作波形,1.电路结构,R,L,u,i,o,u,o,1,2,3,4,a,b,+,+,u,正半周，V,a,V,b,，,二极,管 1、3 导通，2、4 截止。,u,负半周，V,a,V,b,，,二极,管 2、4 导通，1、3 截止。,u,单相桥式整流电路工作原理:,2.工作原理3.工作波形1.电路结构RLuiouo,24,脉动系数,平均整流电流,最大反向电压,指标计算：,视频,脉动系数平均整流电流最大反向电压指标计算：视频,25,10.1 小功率整流滤波电路,几种滤波电路,10.1.2,滤波,电路,（,a）电容滤波电路,（,b）电感电容滤波电路（倒L型）,（,c）,型滤波电路,1、概述,10.1 小功率整流滤波电路几种滤波电路10.1.2 滤波,26,10.1 小功率整流滤波电路,利用,储能元件,电容两端的电,压(或通过电感中的电流)不能突变,的特性,（,电抗元件的储能作用,）,滤掉整流电路输出电压中的交流,成份，保留其直流成份，达到平,滑输出电压波形的目的。,10.1 小功率整流滤波电路 利用储能元件电,27,10.1,小功率整流滤波电路,以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。,桥式整流电容滤波电路,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,2、原理,10.1 小功率整流滤波电路以单向桥式整流电容滤波为例进行,28,10.1 小功率整流滤波电路,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,1）,R,L,未接入,u,2,t,u,o,t,设,t,1,时刻接通电源,t,1,整流电路为电容充电,充电结束,没有电容时整流的输出波形,10.1 小功率整流滤波电路au1u2u1bD4D2D1D,29,10.1 小功率整流滤波电路,u,2,t,u,o,t,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,2）,R,L,接入时,整流输出电压,电容电压时，,二极管D1、D3导通，,电容被充电,10.1 小功率整流滤波电路u2tuotau1u2u1bD,30,10.1 小功率整流滤波电路,(2)流过二极管瞬时电流很大。,R,L,C,越大,U,o,越高,负载电流的平均值越大;,整流管导电时间越短,i,D,的峰值电流越大,故一般选管时，取,3、电容滤波电路的特点,(1)输出电压,U,o,与放电时间常数,R,L,C,有关。,R,L,C,愈大,电容器放电愈慢,纹波减小V,o,愈大,一般取,(,T,:电源电压的周期),近似估算:,U,o,=1.2,U,2,。,10.1 小功率整流滤波电路(2)流过二极管瞬时电流很大,31,常用稳压电路,(小功率设备),以下主要讨论线性串联式稳压电路,稳压管,稳压电路,开关型,稳压电路,线性,稳压电路,电路,最简单,，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用,（自学）,。,效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。,10.2,稳压电路,常用稳压电路(小功率设备)以下主要讨论线性串联式稳压电路稳,32,输出电压,输出电压变化量,输入调整因数,电压调整率,稳压系数,输出电阻,温度系数,稳压电源质量指标,输出电压输出电压变化量输入调整因数电压调整率稳压系数输出电阻,33,二.硅稳压二极管稳压电路,利用稳压二极管的反向击穿特性。,由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。,硅稳压二极管稳压电路,1.稳压原理,二.硅稳压二极管稳压电路 利用稳压二极管的反向击穿,34,10.2.3,三端,集成稳压器,随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有,体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉,等优点。最简单的集成稳压电源,只有输入，输出和公共引出端,，故称之为,集成三端稳压器,。,本节主要介绍常用的,W7800(W7900)系列,三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。,电路内部附有,短路和过热,保护环节。,10.2.3 三端集成稳压器随着半导体工艺的发展，现在已生,35,2.外形及引脚功能,W7800系列稳压器外形,1,输入端,3,公共端,2,输出端,78xx,W7900系列稳压器外形,1 公共端,3,输入端,2,输出端,79xx,塑料封装,2.外形及引脚功能W7800系列稳压器外形1输入端3,36,3.性能特点（7800、7900系列）,输出电流超过 1.5 A（加散热器）,不需要外接元件,内部有过热保护,内部有过流保护,调整管设有安全工作区保护,输出电压容差为 4%,输出电压额定值有:,（,5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V,）等。,3.性能特点（7800、7900系列）输出电流超过 1.,37,输出为固定正电压时的接法如图所示。,(1),输出为固定电压的电路,输入与输出之间的电压不得低于,3V,！,4.,三端固定输出集成稳压器的应用,C,o,W7805,C,i,U,I,+,_,+,_,U,o,1,2,3,0.11,F,1,F,用来抵消输入端接线,较长时的电感效应，,防止产生自激振荡。,即用以改善波形。,为了瞬时增减负载电流,时，不致引起输出电压,有较大的波动。即用来,改善负载的瞬态响应。,输出为固定正电压时的接法如图所示。(1)输出为固定电压的,38,注：,型号后XX两位数字代表输出电压值,输出额定电压值有如下系列:,5V、9V、12V、15V、18V、24V等。,1、固定集成三端稳压器：,二、集成三端稳压器分类：,三端集成,稳压器,固定式（,78正电压,系列、,79负电压,系列）,可调式（CW317正电压、CW337负电压）,CW217,CW117,CW237,CW137,CW78L,XX,输出电流最大为,150mA,CW78M,XX,输出电流最大为,500mA,CW78,XX,输出电流最大为,1,.,5A,注：型号后XX两位数字代表输出电压值输出额定电压值有如下系,39,(1),输出为正电压时的接法：,注意：,输入与输出端之间的电压不得低于3V！,+,_,W7800系列稳压器 基本接线图,C,o,W7800,C,I,U,I,+,_,U,o,1,3,2,0.33,F,0.1,F,应用电路：,(1)输出为正电压时的接法：注意：输入与输出端之间的电压不,40,(2)同时输出正、负电压的电路,2,3,220V,24V,+,C,24V,+,C,W7815,C,i,+15V,1,2,3,C,i,W7915,1,C,o,C,o,15V,1,F,1,F,0.33,F,0.33,F,1000,F,1000,F,应用电路：,(2)同时输出正、负电压的电路23220V 24V+C 24,41,U,XX,:,为W78XX固定输出电压,U,o,=U,XX,+U,Z,（3）提高输出电压的电路,C,o,W78XX,C,i,U,I,+,_,+,_,U,o,1,2,3,U,XX,U,Z,R,D,Z,+,_,+,_,I,O,=,I,2,+I,C,（4）提高输出电流的电路,当,I,O,较小时，,U,R,较小，T截止,，,I,C,=0。,C,o,W78XX,C,i,U,I,+,_,+,_,U,o,1,2,3,R,U,R,I,C,I,2,I,O,T,+,当,I,O,I,OM,时，,U,R,较大，T导通,，,I,O,=,I,OM,+I,C,R,可由功率管 T的,U,BE,和稳压器的,I,OM,确定,即,R,U,BE,/I,OM,。,UXX:为W78XX固定输出电压（3）提高输出电压的电路C,42,I,Q,R1,R2,（5）.输出电压可调的稳压电路,I,1,I,2,IQR1R2（5）.输出电压可调的稳压电路I1I2,43,2、可调集成三端稳压器：,正,CW117-/CW117M-/CW117L,电,CW217-/CW217M-CW217L,压,CW317-/CW317M-/CW317L,负,CW137-/CW137M-/CW137L,电,CW237-/CW237M-CW237L,压,CW337-/CW337M-/CW337L,1,为军品级；,2,为工业品级；,3,为民品级,2、可调集成三端稳压器：正CW117-/CW117M-/,44,应用举例 1,W117,的外加保护电路,应用举例 1 W117的外加保护电路,45,应用举例2,输出正、负电压的电路,应用举例2 输出正、负电压的电路,46,读书报告要求：,设计一输出电压为,12V,的直流稳压电源。,要求：,输出电流1A。,画出电路原理图。,选取有关器件参数。,若输出电压能增至18V，应对电路作何种改进？,HOME,读书报告要求：设计一输出电压为12V的直流稳压电源。要求：,47,1 电路如图所示。合理连线，构成5V的直流电源,练习与思考：,1 电路如图所示。合理连线，构成5V的直流电源 练习与思考：,48,本章小结,1在电子系统中，一般都要有直流电源供电。获得直流电源的最常