第十八章直流稳压电源资料
第18章直流稳压电源
第18章
直流稳压电源
2.典型串联反馈式稳压电路
在实际电路中，可变电阻R是用一个三极 管来替代的，控制基极电位，从而就控制了 三极管的管压降 VCE ， VCE 相当于 VR 。要想输出 电压稳定，必须按电压负反馈电路的模式来 构成串联型稳压电路。 （1）电路组成 它由调整管、放大环节、比较环节、基 准电压源几个部分组成。
第18章
直流稳压电源
18 直流稳压电源
第18章
直流稳压电源
引
言
电子电路工作时都需要直流电源提供 能量，电池因使用费用高，一般只用于低 功耗便携式的仪器设备中。本章讨论如何 把交流电源变换为直流稳压电源，一般直 流电源由如下部分组成：
第18章
直流稳压电源
下图是半导体直流电源的原理方框图，它表示 把交流电变换为直流电的过程。图中各环节的功能 如下：
S 4 2V2 3π 2 2V2 2 0.67 π 3
第18章
直流稳压电源
3.单相桥式整流电路的负载特性曲线
单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电 压与负载电流之间的关系曲线
VO f ( I O )
该曲线的斜率代表了整流电路的内阻。
第18章
直流稳压电源
18.2 滤 波 器
几种滤波电路
第18章
直流稳压电源
（2）接负载的情况
在工作过程中，二极管并非在整个半周内导电，按能量 守恒的观点，在较长时间内释放的电荷等于在较短时间内冲 得的电荷，所以充电电流较大。
（3）结论
二极管的导通角θ<π，流过二极管的瞬时电流大，故常串入 一个限流电阻(1/25)RL。 输出电流的平均值大，UL由放电时间常数决定 τ=RLC
直流稳压电源
电工学18章 题库直流稳压电源+答案
第18章直流稳压电源一、填空题1、如单相桥式整流电路中，设变压器次级的交流电压有效值为10V，则负载电阻R L上的直流平均电压等于__________V。
2、小功率直流稳压电源由________、________、________和稳压四部分组成。
3、三端集成稳压电源W7815正常工作时，输出电压是V,它的输入电压应该比输出电压。
（高或低）4、小功率直流稳压电源的稳压电路部分是由、、和取样电路四部分组成。
5、如果变压器二次(副边)电压的有效值为10V，单相桥式整流后若无电容滤波，则输出电压为V，此时二极管所承受的最大反向电压为V。
6、在电源变压器次级电压相同且无电容滤波的情况下, 桥式整流电路输出直流平均电压是半波整流电路输出直流平均电压的________倍。
7、W7805系列集成稳压器，其输出稳定电压为_______V。
8、一种并联型稳压电源如图18-1-8所示，设稳压二极管D Z的工作电压U Z=5.3V，三极管的U BE=0.7V，则输出电压U O为______V。
图18-1-8 图18-1-99、在图18-1-9的桥式整流电路中，若二极管D2或D4断开，负载电压的波形为_________。
若D2或D4接反，后果为_______________________；若D2或D4因击穿或烧坏而短路，后果为____________________________；若变压器副边误接整流电路的直流接线端，负载电阻接整流电路的交流接线端，后果为___________________________。
10、单相桥式整流电路中，流过每只整流二极管的平均电流是负载平均电流的_______。
二、选择题1、在有电容滤波的桥式整流电路中，若变压器次级电压为t U u ωsin 2=则整流后输出的平均电压值一般为 。
A 、 U 2.1B 、U 9.0C 、U 45.0D 、U2、在无电容滤波的单相半波整流电路中，已知变压器次级电压为U 2，则负载上得到的平均电压及二极管两端的最高反向电压是 。
电工学(第七版)_秦曾煌_全套课件_18.直流稳压电源-2
18.3.1 稳压管稳压电路
1. 电路
R IO RL UO
+ u –
+ + C UI DZ –
+
–
2. 工作原理 UO = UZ IR = IO + IZ
设负载RL一定， UI 变化 UI UZ IZ IR UO 基本不变 IRR
输入与输 出之间的电 压不得低于 2V，一般在 5V左右。
用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 即用以改善波形。
为了瞬时增减负载电流 时，不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。
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(2) 同时输出正、负电压的电路
+ W7815 3 Ci 0.33F 1 2 CO 1F +15 V
稳压的实质： UCE 的自动调节使输出电压恒定
调整 比较 基准 元件 放大 电压
取样 电路
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稳压原理:
+
+ UCE1– – T1 R2 + UBE1 R3
R1
IO
Ui
–
+ " T R 2 P + UCE RP RL UO + + R'P 2 – U – – BE2 VB R2 UZ DZ 2 –
电路的稳压过程是：当输出电压UO因电网电压或负载的 变动而升高时，由取样电路取出误差电压加到T1基极，而 T1 发射极因稳压管D5的作用而保持稳定，所以 T1的基极电压降
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增大，管子的集电极电流IC随之增大，则在IC1负载电阻R1 、 R2上的压降也增大，结果使复合调整管T2、 T3 得基极电位下 降，管子内阻增大， T3的UCE增大，由于UO=18V–UCE ，使UO 下降，因而保持了UO的稳定。如果UO降低，则上述过程相反， 这时稳压电路使UO上升，以实现稳压。 R1 、C6 、 R2组成两节滤波电路，以滤除T2基极电压波纹。 T2基极所接电阻 R3的作用是防止电路自激。 R4为 T2 的射极负 载电阻, R5担任限流, C8为滤波电容, 用来进一步改善稳压性能。
第18章 直流稳压电源
18.1 整流电路 18.2 滤波电路 18.3 稳压电路
1
小功率直流电源的组成及各部分的作用
直流电源是能量转换电路，将220V（或380V） 50Hz的交流电转换为直流电。
改变电压值 通常为降压
半波整流
交流变脉 动的直流
全波整流
减小脉动
1) 负载变化输出电压 基本不变； 2) 电网电压变化输出 电压基本不变。
9
18.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构 a
io
3. 工作波形 u
+ 4
1 +
2U
－b u–
3
2
uo –
－RL
uo
t
2U
2. 工作原理
t
u 正半周，Va>Vb，
uD
t
二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。
2U
uD2 uD4
10
18.1.2 单相桥式整流电路
输出是单向脉动 的直流电压！
整流电流平均值 Io Io
变压器副边电流有效值 I
Uo RL
0.45
U RL
I
1 2π
π ο
( I msin
t )2 d
t
1.57Io
7
u
2U
Tr a D io
O
t
+
+
uo
u
RL uo
2U
io
–
–
O
b
uD
t
O
t
2U
(4) 流过每管电流平均值 ID ID Io
(5) 每管承受的最高反向电压 UDRM
《直流稳压电源概述》课件
电压调整率
电压调整率
指在一定的输入电压范围内，输出电压的变化量与输入电压 变化量的比值。它是衡量电源对输入电压变化的适应能力的 重要指标。
性能要求
理想的电压调整率应为零，即输入电压变化时输出电压应保 持不变。但在实际应用中，由于各种因素的影响，电压调整 率不可能为零。因此，需要选择具有较小电压调整率的电源 ，以保证电子设备的性能稳定。
分类与用途
分类
根据不同的分类标准，直流稳压电源可分为线性稳压电源、开关稳压电源等类型 。
用途
直流稳压电源广泛应用于电子设备、仪器仪表、通信设备、工业自动化等领域， 为各种电子元器件和设备提供稳定的直流电源，保证其正常工作和性能。
02
直流稳压电源的组成
电源变压器
01
02
03
作用
将电网中的交流电压转换 成较低的交流电压，为整 流电路提供合适的输入电 压。
纹波电压
纹波电压
指直流稳压电源输出电压中的交流成 分，表现为一定频率的波纹状波动。 它是衡量电源性能的重要指标之一， 对电子设备的正常工作具有重要影响 。
抑制能力
纹波电压的抑制能力是指电源输出电 压中纹波电压的幅度与主输出电压的 比值。抑制能力越高，纹波电压越小 ，电源的性能越好。
04
直流稳压电源的应用
直流稳压电源能够为这些设备提供稳定的直流电，确保电力 系统的安全和稳定运行。
05
直流稳压电源的发展趋势与展望
高效率、高稳定性
总结词
随着能源问题的日益突出，直流稳压电 源的高效率和稳定性成为了研究的重要 方向。
VS
详细描述
为了提高能源利用效率和系统稳定性，研 究者们不断探索新型的转换拓扑结构和控 制方法，如采用软开关技术、多模式控制 策略等，以实现高效稳定的直流稳压电源 。
直流稳压电源
140 第7章 直流稳压电源在各种电子电路中，通常需要直流电源。
前面各章节介绍的晶体管放大器、集成运算放大器以及功率放大器等等，都用的是直流电源供电，而发电厂、变电站输送的是交流电．这就需要将交流电变成直流电。
直流稳压电源能够将电网提供的交流电转换成稳定的直流电，作为各种电子电路的直流电源。
对直流电源的主要要求是：一是输出电压的幅值稳定，即当电网电压或负载电流波动时输出电压能基本保持不变；二是输出电压纹波要小；三是交流电变换成直流电时的转换效率要高；四是要具有保护功能，若输出电流过大，或输入交流电压过高，都会使整流管或电路中的晶体管受到损坏，因此电路应具有必要的自我保护功能。
本章首先介绍常用的整流、滤波和稳压电路，再着重介绍线性稳压电源和开关稳压电源。
7.1 直流稳压电源的基本组成及工作原理这里所讨论的直流稳压电源实际是一种单相小功率电源，它将频率为50赫兹、有效值为220伏的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流较小的直流电压。
7.1.1 直流稳压电源的基本组成一个性能良好的单相小功率直流稳压电源通常由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
如图7-1所示为直流稳压电源的组成框图。
由于大多数电子设备所需的直流电压一般为几至几十伏，而交流电网提供的220伏（有效值）电压相对较大，变压器的作用是将电网提供的220伏、50赫兹的交流电压降压，以适合直流稳压电源的需要。
另外，变压器还可以起到将直流电源与电网隔离的作用。
图7-1 直流稳压电源的组成框图将交流电变为脉动的直流电的过程叫做整流。
整流电路的作用是将降压后的交流电压转换为单极性的脉动电压。
整流电路的输出是脉动电压，这种脉动电压中虽然包含有较大的直流电压成分，但它也含有丰富的交流成分（称为纹波）。
这种脉动电压不能作为电子电路的直流电源。
需要对脉动电压进行平滑处理，也就是对脉动电压进行滤波。
直流稳压电源常用电容或电感来进行滤波，属于无源滤波电路。
(整理)18直流稳压电源复习.
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第18章复习 18章复习直流稳压电源内容小结1．整流电路（利用二极管的单向导电性）整流电路（利用二极管的单向导电性）半波整流： 45U 桥式整流：半波整流：Uo=0.45U 桥式整流：Uo=0.9U 2．滤波电路电容滤波（半波整流）电容滤波（半波整流）：Uo=U 电容滤波（桥式整流）电容滤波（桥式整流）：Uo=1.2U 3．稳压电路稳压管稳压电路：稳压管稳压电路：UO=UZ 串联式稳压电路：串联式稳压电路：电路结构及工作原理（四个组成部分、稳压过程）（1）电路结构及工作原理（四个组成部分、稳压过程）（2）输出电压调节范围 4．集成稳压器三端固定式集成稳压器（ 7800、7900）三端固定式集成稳压器（W7800、W7900）及其使用三端可调式集成稳压器单相整流电路Io Io电路U uoUoU uoUo整流电压波形 0 整流电压平均值二极管平均电流二极管反向电压副边电流有效值tU = 0.45U o IoUo = 0.9UIo 2t2U1.57Io2U1.11 o Ia + u – u2UD + Cio RL + uo – ~ + u _ uo2UD2 D3D1D4+ + RL uo _ CbOωtOuo2UOiDωt ωtωtO结论（1）并联电容滤波后，输出电压直流成份（即输出电压并联电容滤波后，输出电压直流成份（平均值）提高了；脉动成份降低了（即输出波形平滑）。
平均值）提高了；脉动成份降低了（即输出波形平滑）。
愈大，放电愈慢，（2）电容放电时间常数RLC愈大，放电愈慢，输出电压愈脉动愈小，滤波效果愈好。
高，脉动愈小，滤波效果愈好。
（3）输出电压随输出电流（负载电流）增大而下降较快，输出电压随输出电流（负载电流）增大而下降较快，输出特性较软。
输出特性较软。
（4）滤波电容愈大，滤波效果愈好，但整流二极管的导滤波电容愈大，滤波效果愈好，通时间愈短，其中的电流冲击也愈大。
直流稳压电源─ 串联型晶体管稳压电源
附件2：参考资料参考资料1、实验十八直流稳压电源─串联型晶体管稳压电源一、实验目的1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2、掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
图18－1 直流稳压电源框图直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图18－1 所示。
电网供给的交流电压u1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压uI。
但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
图18－2 是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管T1）；比较放大器T2、R7；取样电路R1、R2、RW，基准电压DW、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。
图18－2 串联型稳压电源实验电路由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。
当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏，所以需要对调整管加以保护。
在图18－2 电路中，晶体管T 3、R 4、R 5、R 6组成减流型保护电路。
直流稳压电源
开关稳压电源是通过调整脉冲的宽度（占空比）来保持输出电压VL的稳定，一般 开关稳压电源的开关频率在10～100kHz之间，产生的脉冲频率较高，所需的滤波 电容和电感的值就可相对减小，有利开关稳压电源减低成本和减小体积。
15
本章小结
1．稳压管组成的并联稳压电路结构简单，但输出电流小，稳压特性不够好，一 般用于要求不高的小电流稳压电路中。
在装接集成稳压器时，管脚不能接错，各管脚都要接好才通电，不能在通 电的状况下进行焊接，否则容易损坏。
整流电源变压器的次级电压不能过高或过低。
9
2．三端可调式集成稳压器
（1）引脚功能 三端可调式集成稳压器不仅输出电压可调，且稳压性能优于固 定式，被称为第二代三端集成稳压器。三端可调式集成稳压器分为正电压输出和 负电压输出两类。
开关电源的结构框图
开关稳压电源脉冲电压vSO波形
13
2．开关稳压电源的原理电路
脉宽调制开关稳压电源的原理电路如下图所示，电路主要元件的作用如下： （1）晶体管V1为开关调整管。 （2）R和Vz组成基准电压电路，作为调整、比较的标准。 （3）可变电阻Rp对输出电压VL取样。 （4）滤波器由L、C 和续流二极管V3组成。
1
第一节 稳压二极管并联稳压电路
一、稳压管并联型稳压电路
稳压管工作在反向击穿区时，流过稳压管的电流在相当大的范围内变化，其两端的电压基 本不变。利用稳压管的这一特性可实现电源的稳压功能。
1．电路组成
下图所示的是硅稳压管稳压电路，电路中的稳压管V并联在负载RL两端，所以这是一个并联 型稳压电路。稳压电路的输入电压VI来自整流、滤波电路的输出电压，电阻R起限流和分压 作用。
三极管串联型稳压电源电路原理图
《直流稳压电源》课件
本课件内容旨在介绍直流稳压电源的定义、工作原理、特点与应用，讲解其 分类、选型与设计注意事项，探讨直流稳压电源在市场上的发展趋势。
直流稳压电源：定义与工作原理
定义
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压输出的 装置，常用于电子设备和实验室应用。
工作原理
通过输入电源变换和控制电路，将电流和电压调整 到稳定的数值，确保输出电压不受外界因素影响。
开关稳压电源
利用开关元件将输入电源高频开关，经过变压和整 流等过程得到稳定输出。
直流稳压电源：选型与设计注意事项
负载需求
根据负载电流和电压要求选择合适的电源型号 和输出功率。
安全保护
电流过载、短路保护等安全功能，提供设备和 操作者安全保障。
效率与功率因数
考虑电源的效率和功率因数，确保能够满足设 备的能量消耗和电压稳定性。
散热与噪音
合理散热设计，减少电源产生的噪音对设备的 干扰。
直流稳压电源：市场发展趋势
1
小型化与集成化
电源体积越来越小，功能集成度高，满
高效节能
2
足紧凑设备的需求。
采用高效率和节能技术，提高电源转换
效率，减少能源消耗。
3
可靠性与稳定性
提升产品质量，降低故障率，确保长期 稳定运行。
直流稳压电源：特点与应用
1 高稳定性
具备稳定的输出电压和电 流，适用于对电源精度要 求较高的应用场景。
2 可调性强
具备调整输出电压和电流 的能力，适应不同设备和 实验验、电子设 备、无线通信、工业自动 化等领域。
直流稳压电源：分类
线性稳压电源
采用电压调节器和电流放大器，通过线性元件调节 电源输出电压。
《直流稳压电源》课件
负载调整率
指在一定负载范围内， 输出电压随负载变化的
程度。
输出电流
01
02
03
04
输出电流
指直流稳压电源输出的直流电 流值，通常以安培（A）为单
位。
电流精度
指输出电流的误差范围，通常 以百分比表示。
负载调整率
指在一定输出电压下，输出电 流随负载变化的程度。
短路保护功能
指直流稳压电源在短路情况下 能够自动切断输出的保护功能
工作原理
利用电磁感应原理，通过一次绕组和 二次绕组的匝数比来降低或升高电压 。
整流电路
作用
将交流电转换成直流电。
工作原理
利用二极管的单向导电性，将交流电的正负半周 转换成单一方向的直流电。
类型
半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路等 。
滤波电路
01
02
03
作用
将整流后的脉动直流电转 换成平滑的直流电。
输入电流范围
指直流稳压电源能够正常工作的输入 电流范围。
效率
指直流稳压电源将输入的电能转换为 输出的电能的效率，通常以百分比表 示。
温升
指直流稳压电源在工作过程中内部温 度的升高，通常以摄氏度（℃）为单 位。
04
直流稳压电源的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定期检查
定期检查电源的输入和输出电压、电流是否正常 ，确保其工作状态良好。
更换保险丝
如发现电源内部保险丝熔断，应及时更换相同规 格的保险丝，并检查电源是否存在故障。
ABCD
清洁除尘
定期清洁电源外壳表面，去除灰尘和污垢，保持 其散热良好。
软件更新
直流稳压电源 知识点
- 作用：将交流电压转换为直流电压。常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流。
- 半波整流：只利用交流电压的半个周期进行整流。它由一个二极管组成，当交流电压为正半周时，二极管导通，电流流过负载；当交流电压为负半周时，二极管截止，负载中没有电流。其输出电压U_o=(1)/(π)U_m（U_m为输入交流电压的峰值），输出电压脉动较大。
- 指直流稳压电源输出电压中交流分量的有效值。由于整流和滤波电路不能完全消除交流成分，所以输出的直流电压中会残留一定的交流纹波。纹波电压越小，说明电源输出的直流电压越接近理想的平滑直流电压。
三、直流稳压电源的应用。
1. 电子设备供电。
- 在各种电子设备中，如计算机主板、手机充电器、电视机等，直流稳压电源为其内部的电子元件提供稳定的直流电压。例如，计算机主板上的芯片需要多种不同的稳定直流电压（如+3.3V、+5V、+12V等）才能正常工作，直流稳压电源可以将市电转换并稳压到这些合适的电压值。
4. 电流调整率。
- 在输入电压不变的情况下，负载电流变化Δ I_o引起的输出电压变化Δ U_o与输出电压U_o的比值，即S_i=frac{Δ U_o}{Δ I_o}|_U_{i=const}×100%。它表示直流稳压电源对负载电流变化的稳压能力，电流调整率越小，电源的稳压性能越好。
5. 纹波电压。
- 稳压电路。
- 作用：进一步稳定滤波后的直流电压，使输出电压在输入电压波动、负载变化等情况下保持基本稳定。
- 稳压二极管稳压电路：利用稳压二极管的反向击穿特性来稳压。当输入电压升高或负载电阻增大（负载电流减小）时，稳压二极管的电流增大，通过限流电阻的分压作用，使输出电压保持稳定。但是这种稳压电路的稳压效果有限，输出电流较小，且稳压值取决于稳压二极管的型号。
18 直流稳压电源
电路简单，带负载 能力较强，作为电
源使用。
33
8.3 稳压电路
8.3.1 稳压管稳压电路 8.3.2 串联型稳压电 路8.3.3 集成稳压器
34
8.3.1 稳压管稳压电路
1. 稳压管的伏安特性和主要参数
伏安特性 符号
稳定电压 UZ：稳压管的击穿电压 稳定电流 IZ：使稳压管工作在稳压状态的最小电流 最大耗散功率 PZM：允许的最大功率， PZM= IZM UZ 动态电阻 rz：工作在稳压状态时，rz＝ΔU / ΔI
D3 b
电源短路 u2
uo
D1 D2
S
u0 RL
wt
wt
15
8.2 滤波电路
滤波原理:
低通滤波
电容C:与负载并联 电感L:与负载串联
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直
流，其中既有直流成分又有交流成份。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, 将电容与负载RL并联(或将电 感与负载RL串联)，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
uD3,uD1
wt
输出是单向脉动 wt 的直流电压！
wt
11
3）各电量计算
输出电压平均值： U0 0.9U2
U02102uodwt0.9U2
输出电流平均值：
I0
0.9U 2 RL
二极管的平均电流：
ID
1 2
IO
二极管上承受的
最高反向电压： UDRM 2U2
uo io
wt
12
注意！ 变压器副边电流有效值为
0 /2
/2 ~ t1
18--直流稳压电源
调整管
T
+
+
+
R Uz
+ －
A
∞
+
Ui
Dz
+
R1
RL
U o
R2
+ 取样电路
-
放 大 比 较 环 节 Uf
-
+
-
+
基准 电压
2.工作原理 实质：电压负反馈
T
+
+
+Байду номын сангаас
R Uz
+ －
A
∞
+
R1 Uo1
+
RL Uo
Ui
Dz
R2
+
-
Uf
-
+
-
+
（1）输入电压变化时
iC/m A
Ui
Uo
Uf
Uo1
Uo
UCE
Q` Q
1. D1、D4、DZ1、DZ2接反。
2.
UZ2
UO
R4
R4 R3
Rp
3.
U O max
R4
R3 R4
Rp
UZ2
900 6 300
18V
U O min
R4 R3 Rp R4 Rp
UZ2
900 6 600
9V
4.
UOhalf
R4 R3 Rp
vC E/V
（2）负载电流变化时
IL
Uo
Uo
Uf
Uo1
UCE
18直流稳压电源
电容滤波
桥式整流
2V2
电感滤波
VL(带载)
0.45V2
1.2V2* 1.2V2*
0.9V2
二极管反向 最大电压
2V2
2 2V2
每管平均 电流 IL
0.5IL
2V2
0.5IL
2V2
0.5IL
*使用条件：
d
RLC
(3
~
5)
T 2
18.3 稳压电路
18.3.1 稳压电路概述 18.3.2 硅稳压二极管稳压电路 18.3.3 线性串联型稳压电源 18.3.4 开关型稳压电源
§18.1 整流电路
整流电路的任务是把交流电压转变为直 流脉动的电压。常见的小功率整流电路， 有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。 下面主要介绍前三种。
为分析简单起见，我们把二极管当作理 想元件处理，即二极管的正向导通电阻为 零，反向电阻为无穷大。
一、 单相半波整流电路
二极管导通
Ta
D
u2>0时，二极管 导通。
18.1 单相整流电路 18.2 滤波电路 18.3 稳压电路
本章要求
1.了解直流电源的组成及各部分的作用 2. 能够分析整流电路的工作原理、估算输出
电路及电流的平均值。 3.了解滤波电路的工作原理。 4.了解集成稳压器的工作原理及使用方法。
直流电源的组成和功能
u1
整 u2 流 u3
滤 波 u4
负载上的(平均)电流:
Io
0.9U2 RL
2、脉动系数Ｓ
S定义为整流输出电压的基波峰值U01M与平均 值U0之比。
用傅氏级数对全波整流的输出uo分解后可得:
uo
2
2U2 (
直流稳压电源课件
UO↑
IO
R
' 1
R3
R1
+
R
" 1
+
UFRL
UO
-
DZ R2
-
26
18.3 直流稳压电源
集成稳压电源
单片集成稳压电源具有体积小、可靠性高、使用 灵敏、价格低廉等优点。
三端集成稳压器：只有输入端、输出端和公共端 三个引出端。
⒈ W7800系列及W7900系列特点
W7800系列〔输出正电压〕
5V、8V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。
解：⑴选择整流二极管 流过整流二极管的电流
+ D4
D1
~
ID
1 2
IO
1 2
UO RL
1 300.07A 5 2 200
u
- D3
D2 + C
+
RL uO
-
变压器二次侧电压的有效值 U U O 30 25V
1.2 1.2
学习材料
18
18.2 滤波器
整流二极管所承受的最高反向电压
URM 2U 22535V
t
有电容滤波的外特性较差， UO
导通
即带负载能力差。
1.4U 电容滤波
通常取：Uo =U〔半波〕
0.45U 无电容滤波
Uo=1.2U〔全波〕
学习材料
O
17 IO
18.2 滤波器
例：有一单相桥式电容滤波整流电路，已知交流电源
频率 f = 50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电 压UO = 30V，选择整流二极管及滤波电容器。
可选用BK300(300V·A)，380/134V的变压器。
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+ u
i+O RL uO
例1：单相桥式整流电路中，已知交流电网电压为
220V，负载电阻 RL = 50, 负载电压UO=100V, 试求变 压器的变比和容量, 并选择二极管。
解：变压器二次电压有效值 U UO 100 V 111 V 0.9 0.9
考虑到变压器二次绕组及二极管上的压降，变压
单相全波整流电路
(a)电路图 单相全波整流电路
(b)波形图
根据图（b）可知，全波整流电路的输出， 与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为：
VO
VL
1 π
π
0
2V2
sin
td(
t)
22 π
V2
0.9V2
流过负载的平均电流为：
Io
IL
2 2V2 π RL
0.9V2 RL
流过二极管的平均电流为：
1. 电路结构
3. 工作波形
u
Tr a D iO
u
2U
+
+
－
Hale Waihona Puke u –RL u–O－ OuO
t
b
2U
2. 工作原理 u 正半周
O
uD
t
Va > Vb，二极管D导通。 O
t
18.1.1 单相半波整流电路
－
1. 电路结构
Tr a
u
+
D iO +
3. 工作波形 u
2U
u –
RL uO –
O
t
b
uO
2U
u 正半周
(4) 每个二极管承受的最高反向电压 URM URM 2U
(5) 变压器二次电流有效值 I
I
1 2π
π
0
(
I
ms
in
t
)2
d
t
Im 2
2
Io
1.57 IO
5. 整流二极管的选择
平均电流 ID 与最高反向电压 URM 是选择整
流二极管的主要依据。
选管时应满足： IOM ID ， URWM URM
u
－b –
D3
uO RL
D2 – －
uO
t
2U
2. 工作原理 u 正半周
uD
t
t
Va>Vb，二极管 D1、 D3
2U uD2
导通， D2、 D4 截止 。
uD4
18.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构
3. 工作波形
iO
u
－a + D4
D1 +
2U
u
b –
D3
uO RL
D2 – －
uO
t
2U
S定义：整流输出电压的最低次谐波的幅值与平均值之比。
用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:
vO
2 2V2 (π
4 3π
cos2
t
4 15π
cos4
t
)
S
4
2V2 3π
2
2V2 π
2 3
0.67
单相全波整流电路
电路 i D1
iL
i D2
工作原理与波形 思考
1. 与桥式整流电路相比较有何异同？ 2. 如欲得到负的输出电压，二极管应如何连接？
ID
1 2
IL
2 2V2 2πRL
0.45V2 RL
二极管所承受的最大反向电压
VRM 2 2V2
是桥式整流 的两倍
单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同 样的功率容量条件下，体积可以小一些。
同时，全波整流时其电源变压器必须有中心 抽头，需要变压器二次线圈是双绕组的 。
单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和 全波整流电路，故广泛应用于直流电源之中。
2. 工作原理
u 负半周 Va<Vb, 二极管D2、D4 导通， D1、D3 截止 。
uD
2U uD2 uD4
t
t
uD1 uD3
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 UO
UO
1 π
π
0
2Usin td( t) 0.9U
(2) 整流电流平均值 IO
IO
1
0
Im
sin td(t)
2Im
IO
UO RL
0.9
U RL
(3) 流过每个二极管电流平均值 ID
负载电流的一半
1 ID 2 IO
(4) 每个二极管承受的最高反向电压 URM URM 2U
(5) 变压器二次电流有效值 I
I
1 π
π
0
(
I
msin
t
)
2
d
t
Im 2
I 2
2 Io 1.11Io
脉动系数Ｓ
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分 量，可将脉动电压做傅里叶分析。
注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。 整流电路既有交流量，又有直流量，通常对:
输入（交流）—-用有效值或最大值； 输出（交直流）-—用平均值；
整流管正向电流—-用平均值；
整流管反向电压-—用最大值。
桥式整流电路的优点：
(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。
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
1. 电路结构
3. 工作波形
iO
u
a + D4
D1 +
2U
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。
18.1.2 单相桥式整流电路
单相桥式整流电路的几种形式
+
D4
D1 iO +
~
u
RL uO
D3
D2
~
+ u
D1
D2 RL
iO
+ uO
~
D4
D3
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。
整流原理： 利用二极管的单向导电性。
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。
下面重点分析半波和桥式整流、滤波电路。
18.1.1 单相半波整流电路
第18章 直流稳压电源
18.1 整流电路 18.2 滤波器 18.3 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
变压
整流
滤波
稳压
交流电源
负载
u1
u2
u3
u4
uO
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。
电源变压器 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 整流电路 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。 稳压电路 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电uO的稳定。
器二次电压一般应高出 5%~10%，即取
U = 1.1 111V 122 V 每只二极管承受的最高反向电压
O
Va>Vb，二极管D导通。
uD
t
u 负半周
O
t
2U
Va< Vb，二极管D 截止。
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
UO
1 2π
π ο
2Usin td( t) 0.45U
(2) 整流电流平均值 IO
IO
1
2
0
Im
sin td(t)
Im
IO
UO RL
U 0.45
RL
(3) 流过每个二极管电流平均值 ID ID IO