直流稳压电源.ppt

本章要求： 1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及 参数的计算; 2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作 原理; 3. 了解集成稳压电路的性能及应用。 第18章 直流稳压电源 第18章　直流稳压电源 小功率直流稳压电源的组成 功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压 u4 uo u3 u2 u1 交流电源 负载 变压 整流 滤波 稳压 18.1 整流电路 整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 常见的整流电路： 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。 分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。 整流原理： 利用二极管的单向导电性 uD O 18.1.1 单相半波整流电路 2. 工作原理 u 正半周，VaVb， 二极管D导通； 3. 工作波形 u 负半周，Va Vb， 二极管D 截止 。 1. 电路结构 – + + – a Tr D uo u b RL io 动画 u ?t O uo O 半波整流电路的优点：结构简单，使用的元件少。 缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率 低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大； 变压器电流含有直流成分，容易饱和。故半波整流 只用在要求不高，输出电流较小的场合。 18.1.2 单相桥式整流电路 2. 工作原理 u 正半周，VaVb，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。 3. 工作波形 uD2uD4 1. 电路结构 ? － uo uD ?t ?t RL u io uo 1 2 3 4 a b + – + – ? － u 18.1.2 单相桥式整流电路 2. 工作原理 3. 工作波形 uD2uD4 1. 电路结构 RL u io uo 1 2 3 4 a b + – + – u 正半周，VaVb，二极 管 1、3 导通，2、4 截止 。 u 负半周，VaVb，二极 管 2、4 导通，1、3 截止 。 uo uD ?t ?t uD1uD3 ? － ? － u (1) 输出直流电压高； (2) 脉动较小； (3) 二极管承受的最大反向电压较低； (4) 电源变压器得到充分利用。 目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线，提高了可靠性，使用起来非常方便。 桥式整流电路的优点： 18.2 滤波器 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。 滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。 方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。 18.2.1 电容滤波器 1. 电路结构 2. 工作原理 u uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， uC 增加，uo= uC 。 u uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按指数规律下降， uo= uC 。 + C ic i – + + – a D uo u b RL io = uC 3. 工作波形 uo u ?t O ?t O 当负载RL 开路时，UO ? 4. 电容滤波电路的特点 (T — 电源电压的周期) (1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。 RLC 越大 ? 电容器放电越慢 ? 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。 为了得到比较平直的输出电压 (2) 外特性曲线 有电容滤波 1.4U 无电容滤波 0.45U Uo o IO 结论 采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。 因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。 (3) 流过二极管的瞬时电流很大 RLC 越大?ＵO 越高，IO 越大?整流二极管导通时间越短? iD 的峰值电流越大。 uo ?t O iD ?t O 18.2.2 电感电容滤波器 1. 电路结构 L u RL uo + + – – ~ + C LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。 18.3 直流稳压电源 稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。 稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，