电工电子技术 教学课件 作者 明立军 刘雅琴 第十章.ppt

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1、第10章直流稳压电源【学习目标】1）熟悉常用的各种单相整流电路的原理、负载电压电流的波形及计算方法；了解滤波电路及稳压电路的作用；2）熟悉常用的集成稳压器的特点及应用。【能力目标】1）对直流稳压电路具有简单的分析能力；2）能根据实际电路的要求选用合适的集成稳压器。10.1二极管整流电路1.单相半波整流电路(1)工作原理及参数计算下图是单相半波整流电路。由整流变压器Tr、整流元件D（二极管）及负载电阻组成。单相半波整流电路由于二极管D具有单向导电性，则负载电阻上得到的整流电压u0是大小变化的单向脉动直

2、流电压，u0的大小常用一个周期的平均值来表示，即：表示整流电压平均值与变压器二次侧交流电压有效值之间的关系。由此可得出流过负载电阻RL的整流电流i0的平均值：单相半波整流电路输入输出波形图设变压器二次侧的电压为：(2）二极管D的选择二极管可根据两个参数来选择：一是通过二极管的电流ID。ID=I0二是二极管截止时承受的最高反向电压UDRM。2.单相全波整流电路(1）工作原理及参数计算电路如图所示，由一个具有中心抽头的整流变压器和两只整流二极管组成，变压器两个副边电压相等，同名端如图所示。a）电路图b）

3、波形图单相全波整流电路及波形图设变压器二次侧半个绕组的电压为，在u2的整个周期中，两个二极管轮流导通、截止，使负载RL中都有电流通过，且方向不变，由此可得输出电压u0的波形如图所示。全波整流电路可以认为是由两个单相半波整流电路组合而成，其输出电压的平均值和输出电流的平均值均为半波整流的两倍，即(2)二极管的选择通过二极管的电流ID。ID=0.5IL二极管截止时承受的最高反向电压UDRM。3.单相桥式全波整流电路(1)工作原理及参数计算为了克服单相半波整流和全波整流的缺点，现广泛采用单相桥式整流电路。

4、它由四个二极管接成电桥形式构成。单相桥式整流电路设电源变压器二次侧电压，在u2的正半周时，电流io的通路是，这时负载电阻RL上得到一个半波电压。单相桥式整流电路波形图在电压u2的负半周时，电流io的通是，在负载电阻上得到一个方向不变的半波电压。因此，当变压器二次侧电压u2变化一个周期时，在负载电阻RL上的电压uo和电流io单向全波脉动电压和电流。为(2）二极管的选择通过二极管的电流ID。ID=0.5Io。二极管截止时承受的最高反向电压UDRM。【几种常见的整流电路见表】10.2滤波电路1.电容滤波电

5、路电容滤波电路如图所示，将合适容量的电容器与负载电阻RL并联，负载电阻上就能得到较为平直的输出电压。电容滤波电路简单，输出电压平均值uo较高，脉动较小，但是输出电压随负载电阻的变化有较大的变化，即外特性较差，且二极管中有较大的冲击电流。因此，电容滤波电路一般适用于输出电压较高，负载电流较小并且变化也较小的场合。2.电感滤波电路下图所示电路是电感滤波电路，它是在整流电路的输出端和负载电阻RL之间串联一个电感量较大的铁心线圈L。它主要适用于负载功率较大即负载电流很大的情况。因为电感线圈对整流电流的交流分

6、量具有阻抗，且谐波频率愈高，阻抗愈大，所以它可以滤除整流电压中的交流分量。ωL比RL大得愈多，则滤波效果愈好。电感滤波之后，利用电容再一次滤掉交流分量，可得到更为平直的直流输出电压。10.3稳压电路1.串联型稳压电路串联型稳压电路的结构如图所示:稳压过程表示如下：当输出电压降低时，稳压过程相反。2.集成稳压器(1)三端集成稳压器的分类目前常见的三端集成稳压器按性能和用途可分为以下四类。1）三端固定输出正稳压器2）三端固定输出负稳压器3）三端可调输出正稳压器4）三端可调输出负稳压器(2)三端集成稳压器

7、的应用电路1）输出固定电压的稳压电路是W78××系列三端集成稳压器输出固定正电压的稳压电路。输入电压接在l、3端，2、3端输出固定的、且稳定的直流电压。根据负载的需要选择不同型号的集成稳压器，如需要12V直流电压时，可选用型号W7812稳压器。此外，还有W78××系列输出固定负电压稳压电路，其工作原理及电路的组成与W78××系列基本相同，如图所示。【输出固定电压的稳压电路图】W78××系列稳压电路W79××系列稳压电路2）提高输出电压的稳压电路下图所示电路能使输出电压高于固定电压，图中的UXX为W7

8、8××稳压器的固定输出电压数值，显然有U0=UXX+UZ。提高输出电压的稳压电路（一）也可采用图所示的电路提高输出电压，图中R1、R2为外接电阻。可以证明，当IR1»IQ时，输出电压可以看出，改变外接电阻R1、R2可以提高输出电压。提高输出电压的稳压电路（二）3）输出电压可调的稳压电路如图是由三端可调集成稳压器LM317构成的输出电压可以调节的稳压电路，因此该稳压电路输出电压的可调范围是1.2V