《[信息与通信]直流稳压电源.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[信息与通信]直流稳压电源.ppt（35页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第八章 整流与直流稳压电路,8.1 整流电路,8.2 滤波电路,8.3 直流稳压电源,整流电路的基本特点和分析 直流稳压电源的组成和特点,学习要点,8.1.1 单相半波整流电路 优点：电路结构简单。 缺点：输出电压脉动系数大 用途：可以用脉动电流的地方，如电镀、蓄电池充电等。,8.1 整流电路,当u为正半周时，二极管VD承受正向电压而导通，此时有电流流过负载，并且和二极管上的电流相等，即io= id。忽略二极管的电压降，则负载两端的输出电压等于变压器副边电压，即uo=u ，输出电压uo的波形幅度与u相同。,当u为负半周时，二极管VD承受反向电压而截止。此时负载上无电流流过，输出电压uo=0，变
2、压器副边电压u全部加在二极管VD上，UVD=um。,UO = 0.45 U2 (8.1),(8.2),IF = IO (8.3),U DRM =,U 2 = 3.14 U O,(8.4),例8.1 单相半波整流电路如图7.2所示。已知直流负载电阻为20，工作电压40V,单相交流电源电压220V,试选择整流二极管，并计算变压器的变比。 解：负载工作电流 通过二极管的正向电流为 IF = IO = 2 A 二极管承受的最大反向电压 UDRM = 3.14 UO = 3.1440 = 126 V 查晶体管手册或本书附录可得，二极管2CZ56D的最大整流电流为3A，最高反向工作电压为200V。所以选用
3、一只2CZ56D作为整流二极管并安装相应的散热片。,8.1.2 单相桥式全波整流电路,u为正半周时，a点电位高于b点电位，二极管D1、D3承受正向电压而导通，D2、D4承受反向电压而截止。此时电流的路径为：aD1RLD3b。,u为负半周时，b点电位高于a点电位，二极管D2、D4承受正向电压而导通，D1、D3承受反向电压而截止。此时电流的路径为：bD2RLD4a。,UO = 0.9 U2 (8.1),(8.2),IF = 1/2IO (8.3),U DRM =,U 2 = 1.57 U O,(8.4),例8.2 单相桥式整流电路中，已知直流负载电阻为20所需电压为40V，单相交流电源电压220V
4、。试选择整流二极管，并计算变压器的变比。 解： 负载工作电流 通过二极管的正向电流 1A 二极管承受的最大反向电压 UDRM = 1.57 UO = 1.5740 = 63 V 查晶体管手册和本书附录可得，2CZ56C的最大整流电流为3A，最高反向工作电压为100V，可满足整流电路的要求。因此选用2CZ56C作为整流器件，,8.2 滤波电路,整流电路可以将交流电转换为直流电，但脉动较大，在某些应用中如电镀、蓄电池充电等可直接使用脉动直流电源。但许多电子设备需要平稳的直流电源。这种电源中的整流电路后面还需加滤波电路将交流成分滤除，以得到比较平滑的输出电压。滤波通常是利用电容或电感的能量存储功能来
5、实现的。,一 电容滤波电路,单相桥式整流、电容滤波电路的输出特性曲线如图所示。空载时（RL=，开路），UDO=1.4U。负载加重时（即RL减小，IDO增大，此时=RLC减小），放电速度加快，UDO下降。从图中可见，电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，说明它的带负载能力较差，只适用于负载较轻且变化不大的场合,二 电感滤波电路,电感滤波适用于负载电流较大的场合。它的缺点是制做复杂、体积大、笨重且存在电磁干扰。,三 复合滤波电路,LC、CLC型滤波电路适用于负载电流较大，要求输出电压脉动较小的场合。在负载较轻时，经常采用电阻替代笨重的电感，构成CRC型滤波电路，同样可以获得脉动很小的输出电压
6、。但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，故只适用于负载电流较小的场合。,21,一 、直流稳压电源的组成：,8.3 直流稳压电路,22,直流稳压电路,将不稳定的直流电压变换成稳定且可调的直流电压的电路称为直流稳压电路。 直流稳压电路按调整器件的工作状态可分为线性稳压电路和开关稳压电路两大类。 稳压管电路使用起来简单易行，但转换效率低，体积大 ,输出电压不可调整； 串联型稳压电源输出电压可调，帶负载能力比较大，是常用的一种稳压电源。 开关稳压电路体积小，转换效率高，但控制电路较复杂。随着自关断电子器件（自动转换器件）和集成电路的迅速发展，开关电源已得到越来越广泛的应用。,直流稳压电源,常用稳压电路
7、(小功率设备),稳压管 稳压电路,线性 稳压电路,开关型 稳压电路,并联型,串联型,24,8.3.1 稳压管（ 与负载并联型）稳压电路,工作原理： 输入电压Ui波动时会引起输出电压Uo波动。如Ui升高将引起U0随之升高，导致稳压管的电流IZ急剧增加，使得电阻R上的电流I和电压UR迅速增大，,从而使Uo基本上 保持不变。反之，当Ui减小时，UR相应减小，仍可保持Uo基本不变。 当负载电流Io发生变化引起输出电压Uo发生变化时，同样会引起IZ的相应变化，使得Uo保持基本稳定。如当Io增大时，I和UR均会随之增大使得Uo下降，这将导致IZ急剧减小，使I仍维持原有数值保持UR不变，使得Uo得到稳定。,
8、25,8.3.2 串联型稳压电路,1. 电路结构的一般形式,因调整元件与负载串联，故称为串联型稳压 电路。,调整元件,串联型晶体管稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整管四部分组成。,返回,（改变R可以影响U0）,26,串联型稳压电源实际上利用射极跟隨器的输出阻抗低，帶负载能力强的特点，如图，把图方向调整一下，就成通用的图形（交流）。,27,T,+,UI,+ _,+ _,Uo,比较放大,基 准,取 样,UR,FUo,+,C2,RL,调整元件,调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。比较放大器可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并
9、联。基准电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压Uo的一部分和基准电压相比较。,28,串联型稳压电路,29,（1）取样环节。由R3、RP、R4组成的分压电路构成，它将输出电压Uo分出一部分作为取样电压UF，送到比较放大环节。 （2）基准电压。由稳压二极管VS和电阻R2构成的稳压电路组成，它为电路提供一个稳定的基准电压Uvs，作为调整、比较的标准。 （3）比较放大环节。由V2和R1构成的直流放大器组成，其作用是将取样电压UF与基准电压Uvs之差放大后去控制调整管V1。 （4）调整环节。由工作在线性放大区的功率管VTl组成，VTl的基极电流IB1受比较放大电路输出的控制，它的改变又可使集电
10、极电流IC1和集、射电压UCEl改变，从而达到自动调整稳定输出电压的目的。,1、电路的组成及各部分的作用,30,2、电路工作原理,当输入电压Ui或输出电流Il变化引起输出电压Uo增加时，取样电压UF(UB2)相应增大，使VT2管的基极电流IB2和集电极电流IC2随之增加，VT2管的集电极电位UC2(UB1)下降，因此VTl管的基极电流IB1下降，使得IC1下降，UCE1增加，Uo(UI-UCE1)下降，使Uo保持基本稳定。,同理，当Ui或Io变化使Uo降低时，调整过程相反，UCE1将减小使Uo保持基本不变。 从上述调整过程可以看出，该电路是依靠电压负反馈来稳定输出电压的。,31,3、电路的输出
11、电压,电位器RP可以调节输出电压的大小。忽略IB2，则 取样分圧比 通常UvsUBE2， U0Uvs/ 当RP调到最下端： 当RP调到最上端： 一般U0Uvs。,32,4、采用集成运算放大器的串联型稳压电路,其电路组成部分、工作原理及输出电压的计算与前述电路完全相同，唯一不同之处是放大环节采用集成运算放大器而不是晶体管。,U01,33,集成运放在这里起比较放大作用，反馈信号UF由U01输出，经UBE1、R1、在R2及RP抽头上产生一个电压加到U-端；由VZ提供一个稳定的输入电压UVS加到U+端，与反馈信号相比较，形成一个同相比例放大电路。,U0=U01-UBE，UBE比较小，可忽略，即U01稳定，U0稳定。或者说,知识拓展,1. 恒压式镍镉电池充电器,1. 恒压式镍镉电池充电器,开始充电时，电池两端电压较低，使三极管T1 截止，T2 导通，可控硅被触发导通，充电电流经限流电位器 P2 及可控硅对电池充电。随着充电的进行，电池的端电压逐渐升高。当电池电压达到 1.38V（单节镍镉充电电池的充满电时的电压）4时，T1 导通，T 2截止，切断充电电流，停止充电，防止“过充”现象出现，同时发光二极管发光，指示充电过程结束。电路如图所示。,