直流穩(wěn)壓電源

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1、6.1 單相整流電路6.1.1 直流穩(wěn)壓電源的組成第6章 直流穩(wěn)壓電源 6.1.2 單相半波整流電路1.電路組成及工作原理 6.1.2 單相半波整流電路2.主要參數的計算 (1)輸出電壓平均值Uo(2)直流電流IO及通過二極管的平均電流ID(3)二極管承受的最高反向電壓U RM 6.1.3 單相橋式全波整流電路 1.電路組成及工作原理 為了克服半波整流電路的缺點,實際應用中常采用全波整流電路,最常用的形式是橋式整流電路。它由四個二極管接成電橋形式,如圖6.1.4(a)所示,圖(b)是簡化電路。 6.1.3 單相橋式全 波整流電路 (1)輸出電壓平均值Uo (6.1.4)(2)直流電流Io (6

2、.1.5)(3)二極管的平均電流ID 因為每兩個二極管串聯輪換導通半個周期,因此,每個二極管中流過的平均電流只有負載電流的一半,即 (6.1.6) 2.主要參數的計算2220 9.022)(sin21 UUttdUUO LLoo RURUI 29.0 LoD RUII 245.021 6.1.3 單相橋式全波整流電路 2.主要參數的計算(4)二極管承受的最高反向電壓URM (6.1.7) 22 2UUU mRM 在選購整流二極管時,為了使用安全需留有一定的裕量,一般應使二極管的額定電流IDM2ID,二極管的最大反向電壓URWM2URM。 6.1.3 單相橋式全波整流電路 6.2.1 電容濾波電

3、路1.電路組成及工作原理 6.2 濾波電路 2.主要參數的計算 6.2.1 電容濾波電路(1)濾波電容容量的確定 實際工作中,為了獲得較平滑的輸出電壓,通常根據下式確定濾波電容的容量式中,T為交流電的周期。 (2)輸出電壓平均值Uo當滿足式 時,輸出電壓的平均值為 6.2.1 電容濾波電路(4)二極管的平均電流I D 22 2UUU mRM (3)二極管承受的最高反向電壓URM 對于橋式整流、電容濾波電路,2,和沒有濾波電容時一樣。對于單相半波整流、電容濾波電路,當負載開路時, (最高)。 橋式整流、電容濾波電路中流過二極管的平均電流是負載電流的一半,即 因為放電時間常數越大,二極管的導通時間

4、就越短,沖擊電流就越大。所以選擇二極管時應選擇最大整流電流IF較大的管子,一般取IF 2ID。2 22 2 2RM mU U U 【例6.2.1】已知單相橋式整流電容濾波電路,負載為電阻性?,F采用220V、50Hz交流供電。要求輸出直流電壓Uo30V,負載電流IO150mA。試求電源變壓器副邊電壓u2的有效值,選擇整流二極管及濾波電容器。 6.2.1 電容濾波電路解:(1)變壓器二次側電壓的有效值(2)選擇整流二極管 6.2.1 電容濾波電路 因此根據ID和URM,可選用4只2CZ52B整流二極管,其最大整流電流為100mA,最大反向工作電壓為50V。 (3)選擇濾波電容由已知,Uo30V,I

5、 O150mA,可求得負載電阻 所以 6.2.1 電容濾波電路 若考慮電網電壓波動10%,則電容器承受的最高電壓為故選用電容器標稱值為250F/50 V的電解電容器。 電容濾波電路一般用于要求輸出電壓較高,負載電流較小并且變化也較小的場合。如果在大電流負載情況,也就是負載電阻R L很小的情況下,可采用電感濾波電路。 6.2.2 電感濾波電感濾波主要是利用電感中電流不能突變的特性,使負載電壓波形平滑的,故電感應與負載串聯。因為通過負載的電流平滑了,輸出電壓的波形也就平穩(wěn)了。圖6.2.2所示為單相橋全波整流、電感濾波電路。 6.3.1 并聯型穩(wěn)壓電路1.電路組成及穩(wěn)壓原理 硅穩(wěn)壓管組成的并聯型穩(wěn)壓

6、電路如圖6.3.1所示,經整流濾波后得到的直流電壓作為穩(wěn)壓電路的輸入電壓Ui,限流電阻R和穩(wěn)壓管DZ組成穩(wěn)壓電路,因為穩(wěn)壓管與負載并聯故名并聯型穩(wěn)壓電路。6.3 直流穩(wěn)壓電路 RLIOIRURUo IzIRURUo6.3.1 并聯型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理(1)設RL不變 UiUOIZIRUR Uo(2)設電網電壓不變 反之亦然 反之亦然 在實際使用中,上述兩個過程是同時存在的,而兩種調整也同樣存在。負載兩端的電壓經過穩(wěn)壓管的自動調節(jié)(與限流電阻R配合)都能基本上維持穩(wěn)定。 6.3.1 并聯型穩(wěn)壓電路2.穩(wěn)壓電路參數確定 (1)確定穩(wěn)壓管參數,一般取 (2)確定限流電阻R maxminminminma

7、xmax OZ ZiOZ Zi II UURII UU 設穩(wěn)壓管允許的最大工作電流為IZmax,最小工作電流為IZmin;電網電壓最高時的整流輸出電壓為Uimax,最低時為Uimin;負載電流的最小值為IOmin,最大值為IOmax;則要使穩(wěn)壓管能正常工作,必須滿足下列關系: Oi OZ OZ UU II UU )32( )55.1( maxmax 1.電路組成及穩(wěn)壓原理6.3.2 串聯型直流穩(wěn)壓電路 串聯型直流穩(wěn)壓電路如圖6.3.2所示,其中,Ui是經整流濾波后的不穩(wěn)定輸入電壓,Uo為可調節(jié)大小的穩(wěn)定輸出電壓。 硅穩(wěn)壓管組成的并聯型穩(wěn)壓電源只適用于輸出電壓不需調節(jié),負載電流小,要求不甚高的場

8、合。為了加大輸出電流,使輸出電壓可以調節(jié),常采用串聯型直流穩(wěn)壓電路。 6.3.2 串聯型直流穩(wěn)壓電路 由圖6.3.2可見 假如由于某種原因(如電網電壓波動或負載電流變化等)使輸出電壓Uo增大 電路包括四個組成部分:采樣電路;基準電壓源;放大電路;調整管 6.3.2 串聯型直流穩(wěn)壓電路 2.輸出電壓的調節(jié)范圍 該電路通過調節(jié)電位器R2的滑動觸點位置,便可在一定范圍內調節(jié)輸出電壓UO大小。 在圖6.3.2中,因為U= UF,U=UZ,又因為“虛短”,即U=U,所以有解得 當R 2的滑動觸點調至最上端時,UO達到最小值,此時 當R2的滑動觸點調至最下端時,UO達到最大值,此時 【例6.3.1】電路如

9、圖6.3.2。設穩(wěn)壓管工作電壓UZ=6V,采樣電路中R1=R2=R3,估算穩(wěn)壓電路輸出電壓UO的調節(jié)范圍。 6.3.2 串聯型直流穩(wěn)壓電路 所以該電路的輸出電壓能在9V18V之間調節(jié)。 6.3.3 三端集成穩(wěn)壓器及其應用 1.三端固定式集成穩(wěn)壓器 (1)型號及封裝形式 常用的三端固定集成穩(wěn)壓器有W7800系列(輸出固定正電壓)和W7900(輸出固定負電壓)系列,其外型如圖6.3.3所示。型號中78表示輸出為正電壓值,79表示輸出為負電壓值,00表示輸出電壓的穩(wěn)定值,輸出電壓等級主要有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V。 6.3.3 三端集成穩(wěn)壓器及其應用 (2)三端固定式集成穩(wěn)壓

10、器典型應用6.3.3 三端集成穩(wěn)壓器及其應用 基本應用電路 三端固定式集成穩(wěn)壓器最基本的應用電路如圖6.3.4所示。整流濾波后得到的直流電壓Ui接在輸入端和公共端之間,在輸出端即可得到穩(wěn)定的輸出電壓U O。為使三端穩(wěn)壓器能正常工作,Ui與UO之差應大于23V,且Ui35V。 6.3.3三端集成穩(wěn)壓器及其應用 提高輸出電壓的電路 圖6.3.5所示電路能夠使輸出電壓高于固定輸出電壓。圖中U為W78穩(wěn)壓器的固定輸出電壓,顯然輸出電壓 Uo=U +UZ 6.3.3三端集成穩(wěn)壓器及其應用 能同時輸出正、負電壓的電路 擴大輸出電流的電路6.3.3三端集成穩(wěn)壓器及其應用 6.3.3三端集成穩(wěn)壓器及其應用 2

11、. 三端可調集成穩(wěn)壓器(1)型號組成及封裝形式 常用的三端可調集成穩(wěn)壓器W317和W337,外形如圖6.3.7所示。型號中第一位數字為3時,表示為民品(1為軍品,2為工業(yè)、半軍品),第二位和第三位數字17表示輸出為正電壓值,37表示輸出為負電壓值。 6.3.3三端集成穩(wěn)壓器及其應用 6.3.3三端集成穩(wěn)壓器及其應用 (2)基本應用電路 三端可調集成穩(wěn)壓器的基本應用電路如圖6.3.9所示,輸出電壓近似由下式決定 6.3.3 三端集成穩(wěn)壓器及其應用 【例6.3.2】由W317組成的可調穩(wěn)壓電路如圖6.3.8所示。已知R1=240。為了獲得1.25V37V的輸出電壓,試求RP的最大阻值。 解:Rp的大小可根據 和輸出電壓的調節(jié)范圍來確定 當滑動端位于最下方時,RP=0,Uo=1.25V;當滑動端位于最上方時,RP最大,Uo=37V,則有 解得 R P6.86K 6.3.4 穩(wěn)壓電源的質量指標1.電壓調整率SV2.電流調整率SI 3.輸出電阻RO4.溫度系數ST

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