模拟电子技术基础-第10章直流稳压电源课件.ppt

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1、第10章 直流稳压电源,武汉理工大学信息工程学院电子技术基础课程组,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,本章主要内容,10.2 串联反馈式稳压电路,10.1 小功率整流滤波电路,10.0 稳压电源的基本组成和功能,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,本章重点和难点,3.稳压电源的组成和性能指标,2.电容、电感滤波电路的基本原理,1.单相桥式整流电路的原理和参数的计算,4.串联反馈式稳压电路的工作原理,5.集成稳压器及其应用,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,电源变压器:将交流电u1变为合适的交流电压u2。,整流电路:将u2变为脉动的直流电压u3。,滤波电路:将u3转变为平滑的直流电压u

2、4。,稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输 出电压uo的稳定。,10.0 直流稳压电源的组成和功能,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,10.1 小功率整流、滤波电路,10.1.2 滤波电路,10.1.1 单相整流电路,半波整流电路,全波整流电路,桥式整流电路,电容滤波电路,电感滤波电路,其它滤波电路,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,半波整流电路,2.主要参数的计算,1.电路和波形图,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,二极管通，uL=u2,二极管截止,uL=0,u20时:,u20时:,半波整流电路和波形图,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,IL,（1）输出电压、电流平

3、均值UL和IL：,主要参数的计算,（2）流过二极管的平均电流：ID=IL,（3）二极管承受的最高反相电压：,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,输出电压、电流的平均值,IL=UL/RL=0.45 u2/RL,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,二极管承受的最高反相电压,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,全波整流电路,2.全波整流波形图,1.全波整流电路图,3.主要参数的计算,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,原理：,变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2,当u2正半周时，D1导通，D2截止。,当u2负半周时，D2导通，D1截止。,全波整流电路图,电子技术基础精品课程模拟电子技

4、术基础,全波整流波形图,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,（1）输出电压、电流平均值UL和IL,主要参数的计算,（2）流过二极管的平均电流：ID=0.5IL,（3）二极管承受的最高反相电压,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,输出电压、电流的平均值,IL=UL/RL=0.9 u2/RL,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,二极管承受的最高反相电压,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,桥式整流电路,1.桥式整流电路及工作原理,2.主要参数的计算,3.集成硅整流桥,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,组成：由四个二极管组成桥路,桥式整流电路图,工作原理：,正半周,负半周,电子技术基础精

5、品课程模拟电子技术基础,u2正半周时:,D1、D3导通，D2、D4截止,桥式整流正半周工作原理,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,u2负半周时：,D2、D4 导通，D1、D3截止,桥式整流负半周工作原理,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,输出电压平均值：UL=0.9u2,输出电流平均值:IL=UL/RL=0.9u2/RL,流过二极管的平均电流：ID=IL/2,二极管承受的最大反向电压：,主要参数的计算,脉动系数S1,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,用傅氏级数对桥式整流的输出 uL 分解后可得:,主要参数的计算:脉动系数,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,集成硅整流桥,电子技术

6、基础精品课程模拟电子技术基础,电容滤波电路,2.电容滤波电路的工作特点,1.电路图和工作原理,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,其它滤波电路,为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合起来使用。,LC滤波电路,RC型滤波电路,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,电容滤波电路图及工作原理,工作原理,空载的情况下,接入负载的情况下,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,空载情况下的工作原理,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,uc=uL,u2 uC时：二极管导通，C充电,u2 uC时：二极管截止，C放电。由于RL=，无放电回路，所以uC保持。,空载情况下的波形,电子技术基础精品课程模拟电子

7、技术基础,u2 uC时：二极管导通，C充电,u2 uC时：二极管截止，C放电。,二极管中的电流,uc=uL,接入负载情况下的波形,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,近似估算:UL=1.2U2,2.流过二极管瞬时电流很大,整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大,1.UL与RLC的关系：,RLC 愈大 C放电愈慢 UL(平均值)愈大,一般取：,(T:电源电压的周期),电容滤波电路的工作特点,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,电路结构:在桥式整流电路与负载间串一电感L。,电感滤波电路,工作特点,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,输出电压平均值:UL=0.9U2,对谐波分量:f 越高，XL

8、 越大,电压大部分降在电上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。,对直流分量:XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上,电感滤波电路工作特点,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,串联反馈式稳压电路,2.主要性能指标,1.电路功能,3.集成稳压器及应用,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,电路功能,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,质量指标：,1、稳压系数,2、输出电阻,3、温度系数,稳压电源的主要性能指标,特性指标：允许输入、输出电压、输出电流、输出电压调节范围,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,集成稳压器及应用,2.常用集成稳压器举例,1.电路构成及工作原理,电子技术基础精品

9、课程模拟电子技术基础,电路构成及工作原理,工作原理,输入电压变化时,负载电流变化时,输出电压的计算,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,输入电压变化时,电路稳压原理(输入电压),本质:电压串联负反馈,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,电路稳压原理(负载电流),电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,可见，调节R1或R2可以改变输出电压。,用负反馈的理论计算：,电路输出电压的计算,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,集成稳压器举例,1.常用集成三端稳压器,2.应用举例,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,类型：W7800系列 稳定正电压 W7805 输出+5V W7809 输出+9V W

10、7812 输出+12V W7815 输出+15V W7900系列 稳定负电压 W7905 输出-5V W7909 输出-9V W7912 输出-12V W7915 输出-15V,1端:输入端2端:公共端3端:输出端,3,集成稳压器举例,三端可调式稳压电源,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,1.基本使用方法,集成稳压器应用举例,2.输出正、负电压,3.输出电压可调,4.扩大输出电流,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,+20V,+15V,注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。,C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。,集成稳压器基本使用方法,电子技术

11、基础精品课程模拟电子技术基础,集成稳压器输出正、负电压,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,由：,可得：,集成稳压器输出电压可调,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,T 1是扩大输出电流的大功率BJT，T 2管是T1的保护管。当输出电流较小，R 2上的压降也较小，T1、T2管都不导通。IO=I,当输出电流大于三端稳压器的输出电流时，使R 2上的压降变大，T 1导通,I O=I+IC1,扩大输出电流,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,电阻R 1和R 2为外接电阻，忽略基准源电流，则有：,三端可调式稳压电源W117,应用,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,电容C 1：防止自激。电容C 2：减小电阻R 2上的电压波动。D1、D2：保护二极管。,W117的基本应用,电子技术基础精品课程模拟电子技术基础,1整流电路（利用二极管的单向导电性）半波整流：UL=0.45U2 全波整流：UL=0.9U2 桥式整流：UL=0.9U22滤波电路:电容滤波（桥式整流）：UL=1.2U2 电感滤波：UL=0.9U23串联式稳压电路:(1）电路结构及工作原理（四个组成部分、稳压过程）(2）输出电压调节范围4集成稳压器 三端固定式集成稳压器（W7800、W7900）及其使用 三端可调式集成稳压器,本章小结,