直流稳压电源教学ppt课件

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1、电子设备所需的直流电源，一般都是采用由交流电网供电，经“整流”、“滤波”、“稳压”后获得。所谓“整流”指把大小、方向都变化的交流电变成单向脉动的直流电，能完成整流任务的设备称为整流器。所谓“滤波”指滤除脉动直流电中的交流成分，使得输出波形平滑，能完成滤波任务的设备称为滤波器。所谓“稳压”指输入电压波动或负载变化引起输出电压变化时，能自动调整使输出电压维持在原值。本章将着重介绍单相桥式整流电路、电容滤波电路、串联型稳压电路、开关型稳压电路的原理和应用。第9章直流稳压电源9.1.1整流电路1.电路组成单相桥式整流电路如图9.1（a）所示，图9.1（b）是其简化电路。（a）电路原理图（

2、b）电路简化图图9.1单相桥式整流电路9.1整流和滤波电路2．工作原理当u2(t)为正半周时，V1、V3正偏而导通，V2、V4反偏而截止。电流经V1→RL→V3形成回路，RL上输出电压波形与u2(t)的正半周波形相同，电流iL从b流向c。当u2(t)为负半周时，V1、V3截止，V2、V4导通，电流经V2→RL→V4形成回路，RL上输出电压波形是u2(t)的负半周波形倒相，电流iL仍从b流向c。所以无论u2(t)为正半周还是负半周，流过RL的电流方向是一致的。单相桥式整流的输出波形如图9.2所示。图9.2单相桥式整流电路输出波形3．参数估算sinωtdt因此，二极管最大整流应电流满

3、足IF≥IL；最高反向工作电压应满足URM≥U2。[例9.1]如图9.1所示的单相桥式整流电路，若要求在负载上得到24Ｖ直流电压，100mA的直流电流，求整流变压器次级电压U2，并选出整流二极管。解：IF=IL=50mAURM=U2=37.5V根据上述数据，查表可选出最大整流电流为100mA，最高反向工作电压为50V的整流二极管2CZ52B。1.工作原理首先电源对电容充电，当充到最大值时电容放电。由于充电时间常数比放电时间常数小很多，所以充电快，放电慢。在下一个周期电源电压高于电容电压时再次对电容充电，以后循环重复，波形如图9.4（b）所示。2.参数估算UL≈1.2U2C≥(3~

4、5)UC≥(1.5~2)U2式中T为电网交流电压的周期。滤波电路的主要元件是电容和电感，以电容滤波电路最常用，如图9.4所示。（a）原理图（b）波形图图9.4电容滤波电路9.1.2滤波电路[例9.2]已知单相桥式整流电容滤波电路如图9.4（a）所示。要求UL=12V，IL=100mA，电网工作频率为50Hz。试计算整流变压器次数电压有效值U2，并计算RL和C的值。解：VC≥(3~5)=(3~5)=(24.3~41.5)μFUC≥(1.5~2)U2=15~20V故：整流变压器次数电压有效值为10V，负载RL为1.2kΩ，滤波电容器的参数为47μF/25V。2.电容滤波的特点(1)滤

5、波后的输出电压中直流分量提高了，交流分量降低了。(2)电容滤波适用于负载电流较小的场合。(3)存在浪涌电流。可在整流二极管两端并接一只0.01μF的电容器来防止浪涌电流烧坏整流二极管。(4)RLC值的改变可以影响输出直流电压的大小。RL开路时，输出UL约为1.4U2；C开路时，输出UL约为0.9U2；若C的容量减小，则输出UL小于1.2U2。9.2.1并联型稳压电路并联型稳压电路如图9.6所示。图9.6并联型直流稳压电路9.2稳压电路其稳压过程分述如下：当交流电网波动而RL未变动时，若电网电压上升，则Ui↑→UL↑→IZ↑→I↑→UR↑→UL↓当电网未波动而负载RL变动时，若RL

6、减小，则IL↑→I↑→UR↑→UL↓→IZ↓→I↓→UR↓→UL↑选择稳压管时，一般可按以下公式估算UZ=ULIZmax=(1.5~3)ILmaxUi=(2~3)UZ[例9.3]设电网波动引起整流滤波电路的输出电压变化±10%，RL=1kΩ，要求UL=10V，试确定图9.6中稳压电路元件的参数。解：(1)根据UZ=UL=10V得IL==10mA=ILmax由式IZmax=(1.5~3)ILmax，可查手册选择2CW17稳压管，其参数为：UZ=(9~10.5)V，IZ=5mA，PZ=250mW，IZmax=23mA，rz=25Ω。(2)取Ui=25V，Ui变化±10%时可算得Uim

7、ax=27.5VUimin=22.5V（3）求出限流电阻Rmin=0.76kΩRmax=0.83kΩ所以R的取值范围为0.76kΩ≤R≤0.83kΩ，其功率为：=0.41W故可选择标称值为820Ω/0.5W的电阻器并联型稳压电路结构简单，但受稳压管最大电流限制，又不能任意调节输出电压，所以只适用于输出电压不需调节，负载电流小，要求不甚高的场合。1.电路组成串联型稳压电路如图9.7所示。电路由四部分组成。图9.7串联型稳压电路9.2.2串联型稳压电路(1)采样单元采样单元有R1、R