第10章 直流稳压电源解剖
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第10章 直流稳压电源 59页
(2) 负载上的直流电压和直流电流
输出电压是单相脉动电压。通 常用它的平均值与直流电压等效 。 输出平均电压为
VLπ 1π 0 2V2sintdt2π2V20.9V2
流过负载的平均电流为
IL2πR2VL2
0.9V2 RL
VL RL
流过二极管的平均电流为
二20极20/3管/27 所承受的最大反向电压
此可计算出稳压电阻的最小值。即
Rmin=IV Zm Imaa xx IV LZ min
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Rmin<RRmax
串联反馈式稳压电源
稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压值不能连续 调节。线性串联型稳压电源的工作电流较大，输出电压一般可 连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经制成单片集 成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路之中。
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三端可调式集成稳压器
Iabj I1
V0
VREF(1
R2 R1
)
V0VRE F(VR R1EF Iab)jR2 VREF (1R R12)IabRj 2 2020/3/27
三端集成稳压器的分类
1.三端固定正输出集成稳压器 国标型号:CW78--/CW78M--/CW78L--
2.三端固定负输出集成稳压器 国标型号:CW79--/CW79M--/CW79L--
10% 0
IO=0
(3)输出电阻Ro
Ro
= VO IO
VI=0
当输出电流从零变化到最大额定值时， 输出电压的相对变化值。
（4）电流调整率SI
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SI
=VO VO
10% 0
VI=0
输入电压交流纹波峰峰值与输出电压 交流纹波峰峰值之比的分贝数。
《直流稳压电源》PPT课件_OK
整流电路为电 容充电
S u0
RL
t
没有电容时的 输出波形
(7-19)
t
a
u1 u1
D4 u2
b
RL接入（且RLC较大）时
u2
忽略整流电路内阻
D1
D3
C
D2
电容通过RL放电， 在整流电路电压
小于电容电压时， 二极管截止，整
u0
流电路不为电容
充电，u0会逐渐下 降。
S RL u0
t
(7-20)
t
a
u1 u1
对直流分量( f=0):XL=0 相当于短路,电压大部分降在 RL上。对谐波分量: f 越高,XL越大,电压大部分降在XL
上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。
当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：
(7-26)
U0=0.9U2
u1
u2
L RL u0
（2）电感滤波的特点:
整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比 较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺 点是电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。
UR
+ -
R2
串联反馈式稳压电路
在运放理想条件下(AV= ri= )：
UO (1 R1 ) UR 1 UR
(7-35)
R2
F
2、采用辅助电源(比较放大部分的电源)。
3、用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。
六 、过流保护 为避免使用中因某种原因输出短路或过载
致使调整管流过很大的电流,使之烧坏故需有快 速保护措施。常见保护电路有两类—— 限流型: 把电流限制在允许范围内,不再增大； 截留型: 过流时使调整管截止或接近截止。
《电工电子技术》课件——直流稳压电源
直流稳压电源
稳压电路的作用：当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直
流电压稳定。
直流稳压电源的整流电路
主要
内容
滤波电路
稳压电路
单相整流电路工作原理
整流电路
整流电路是指交流电变换成直流电。完成这一任务主要靠二极管的单
向导电特性。因此，二极管是构成整流电路的关键元件。
单相整流电路
半波整流
单相整流电路
电阻 R 上的压降增加，以抵偿 U1 的增加，从而使负载
电压 UO 保持近似不变。
滤波电路
如果交流电源电压降低而使 U1 降低时，负载电压 UO 也要降低，因而
稳压管的电流 IZ 就显著减小，电阻 R 上的压降也减小，仍然保持负载电压 UO
保持近似不变。同理，如果当电源电压保持不变而是负载电流变化引起负载电
负载平均电流为 IO = 0.45 U2 / RL
单相半波整流电路中二极管的平均电流就是整流
输出的电流，即 ID = IO 。
图2 单相半波整流电路
单相整流电路
二极管截止时承受的最大反向电压：
在 u2 负半周时，二极管 VD 所承受到的最大反向电压
为 u2 的最大值，即 UDRM = 2 U2 。
图5 半波整流电容滤波电路及其波形
滤波电路
（1）电容滤波电路
电源在向 RL 供电的同时，又向 C 充电储能，由于充电时间常数很小，充电很
快，输出电压 u0 随 u2 迅速上升，当 uc=√2 U2 后， u2 开始下降，u2 < uc ， VD 反偏
截止，由电容 C 向 RL 放电，放电时间常数由电容 C 和负载电阻 RL 决定，电容较大，
在 u2 正半周时，VD1、VD3 导通，VD2、VD4 截止。此时， VD2、
第10章直流稳压电源
3
+
u1
u2 C1 300µF U1=220V U2=8V
_
RL Uo
CI 1µF
_
UC1=1.2 U2 =9.6V Uo=5V
二、集成稳压电路的应用 4. 可调式应用举例
二、集成稳压电路的应用 4. 可调式应用举例
一、电容滤波电路
u1
u2 D 充电C
放电
i0 RL uo
uo t
3、结论 （2）输出电流的平均值大 UL由放电时间常数决定 τ=RLC ∵
− 1 RL C
U C = 2U 2 e
∴ RLC↑→UL↑ （半波整流）
一般取 RLC≥（3~5）T
T ) = (1.18 ~ 1.27)U 2 此时，输出电压的平均值为 u0 = 2U 2 (1 − 4 RL C
ωt
uo
ωt
uo
I0
三、电感滤波电路
特点： （2）导通 角θ=π，因而避 免了过大的冲击电流。 （3）输出电压没有电容滤 波高。 电感滤波电路适用于负载所 需的直流电压不高，输出电 流较大及负载变化较大的场 合。 （4）缺点：电感体积大， 成本高，输出电压稍低。 （5）为了提高滤波效果， 通常采用倒L型滤波电路。
T2
T3
T9
R11 2 R12 VO
DZ1
DZ2 R1
VREF
R13
D1
取 样 电 路
3
基准电压电路
过热保护
比较放大
一、集成稳压电路 可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压LM LM317 LM337 2. 可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压LM337 ）
VI + I VREF VB 调整管 Vo 基准电压 Iadj I1 I2
直流稳压电源(总)PPT演示课件
O（AV）
0.45U 2 R
L
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
U 2U
R max
2
对于二极管最大整流平均电 流IF和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证 二极管安全工作。
I
1.1IO（AV）＝1.1
2U 2
F
2
R
L
U 1.1 2U
R
2
13
如何实现正、负电源？
滤波电容容量较大，一般采 用电解电容器。
电容滤波电路利用电容的充放 电作用，使输出电压趋于平滑。
(b)理想情况下的波形 (c)考虑整流电路内阻时的波形
16
动画avi\15-2.avi 动画avi\15-3.avi
一、滤波原理 （电容器的充、放电）
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
L
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
U 2U
R max
2
对于二极管最大整流平均电 流IF和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证 二极管安全工作。
I F
1.1IO（AV）＝1.1
2U 2
R
L
U 1.1 2U
R
2
9
10.2.2 单相桥式整流电路
在实用电路中，多采用全 波整流电路，最常用的是 单向桥式整流电路
直流稳压电源
1
直流稳压电源
• 直流电源的组成及各部分作用 • 整流电路 • 滤波电路 • 稳压二极管稳压电路 • 串联型稳压电路 • 开关型稳压电路
2
本章重点和考点：
1.重点掌握整流、滤波和稳压的流程及参数的计算 。 2.掌握串联型稳压电路原理及集成稳压器的使用。
直流稳压电源 ppt课件
7
主要参数：
T
a
u2
uD D io uo
t 0 2
u1
RL
uo
b 输出电压平均值（Uo(AV)）,输出电流平均值（Io(AV) )：
U O ( AV ) 1 2
2
0
2 1 u0 d ( t ) [ u0 d ( t ) u0 d ( t )] 2 0
实际uo的波动没有近似波形误差大，故实际S比 计算值要小。
ppt课件
34
(a) 输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关
RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大 T 一般取 RLC ( 3 ~ 5 ) ( 1.5 ~ 2.5 )T 2 近似估算: Uo(AV)≈1.2U2 (b) 流过二极管瞬时电流很大
1．电容滤波原理
以单向 桥式整流电 u1 容滤波为例 进行分析， 其电路如图 所示。 u1
a
u2
D4 D3
D1 C D2
S
uo
RL
b
桥式整流电容滤波电路 ppt课件
26
a
u1
u1
u2
D4
D3 b
D1
S C uo RL
D2
当RL未接入时(电容初始电压为0)： u2 uo =uc= 2 U2
设t1时刻接 通电源 整流电路为 电容充电
ppt课件
U 2 0.9U 2 0.9U 2 RL
20
(2). 脉动系数Ｓ
uo
t 0
2
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1M与Uo平均值 之比。S越小越好。 用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得: 2 4 4 4 uo 2U 2 ( cos 2 t cos 4 t cos 6 t ) 3 15 35
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第10章 直流稳压电源
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❖1. 电路组成
❖如图(10.1.1)所示。D1、D 2、D3 、D4 组成桥式致整流电路。图(b)为其简化画
法。其中v2为电源变压器的次级交流电
压，v2 2V2 sin t ，RL为用电的直
流负载电阻。
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第10章 直流稳压电源
［转9］
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第10章 直流稳压电源
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第10章 直流稳压电源
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❖2. 工作原理
❖在V2 的正半周，D1 、D3 正偏导通， D2 、D4 反偏截止；电路中的电流方向 如图中红箭头所示，RL 上得到了从上向 下的电流iD1.3；
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第10章 直流稳压电源
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第10章 直流稳压电源
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第10章 直流稳压电源
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❖1. 电路组成： ❖ 基准电源：DZ、R ❖ 比较放大：A ❖ 调整电路：T ❖ 取样电路：R1、R2、R3
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第10章 直流稳压电源
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❖2. 电路工作原理 ❖设因某种原因(RL )使输出电压Vo增加，
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第10章 直流稳压电源
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❖ 电感滤波的特点： ❖ 整流管的导通角较大，峰值电流很小，
输出特性比较平坦；但体积大、笨重、 易引起电磁干扰。 ❖ 适用于低电压、大电流场合。
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第10章 直流稳压电源
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10. 2 串联反馈式稳压电路
❖10.2.1 稳压电源的质量指标(自学) ❖10.2.2 串联式稳压电路的工作原理 ❖一. 集成电路串联式稳压电路 ❖ 如图(10.2.1)所示。
则有：
Vo VR2 VF VB IB IC VCE Vo ❖注意：Vo＝V I－VCE，V I为整流、滤波
输出电压。
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第10章 直流稳压电源
[转31]
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第10章 直流稳压电源
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❖3. 输出电压的计算
❖ 根据虚短和虚断的概念得：
❖ VF＝VREF＝VZ，
V R2
VF
VREF
VZ
Vo R1 R2
R2
(1 0.2.6' )
所以
Vo
(1
R1 R2
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第10章 直流稳压电源
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❖10.1.2 滤波电路
❖1. 常用的滤波电路
❖ 如图(10.1.3)所示，图(a)为电容滤波电 路，由一个电容组成；图(b)为Γ型滤波 电路，由一个电感和一个电容组成；图
(c)为Π型滤波电路，由一个电阻和两个 电容组成。最常用的滤波电路是电容滤
波电路。
❖3. RL上的直流电压vL和直流电流电流 iL 的计算
❖ 用傅立叶级数对vL的波形进行分解可得
式(10.1.1)。
［转15］
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第10章 直流稳压电源
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第10章 直流稳压电源
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vL
2V2
(
2
—４
３
cos 2t
—
4
15
cos 4t
— 4 cos 6t ) (1 0.1.1) 35
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第10章 直流稳压电源
［转20］
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第10章 直流稳压电源
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❖2. 电容滤波电路 ❖ 如图(10.1.4)所示。根据电容隔直流通交
流特点,可滤除脉动直流中的纹波成分, 使直流输出更加纯净。 ❖ 如图(10.1.5)所示，为电容滤波的电压和 电流波形。
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10 直流稳压电源
引
言
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第10章 直流稳压电源
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一、小功率稳压电源的组成
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第10章 直流稳压电源
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二、小功率稳压电源的工作过程
❖ 交流市电v1经过电源变压器变为低压交 流电v2，低压交流电经整流电路后变为 脉动直流vR，脉动直流经滤波电路后滤 除脉动成分，变为含有很少脉动成分的
求其平均值得输出直流电压为：
VL
2
2V2
0.9V2 ( 10.1.2)
直流电流为：
I L
0.9V2 RL
(1 0.1.3)
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第10章 直流稳压电源
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❖由于整流输出的是脉动直流，其中 含有一定的纹波信号，需用滤波电 路加以滤除。
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第10章 直流稳压电源
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❖4. 整流元件的计算
❖ 由于桥式整流电路中，二极管D1、D3 和D2、D４是轮流导通的，所以流经每 个二极管的平均电流为
ID
1 2
IL
0.45V2 RL
( 10.1.5)
❖ 二极管承受的最大反向电压为：
VRM 2V2 ( 10.1.6)
❖ 电路简单，负载直流电压较高，纹波较 小；输出特性较差。使用于负载电压要
求较高，负载变动不大的场合。
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第10章 直流稳压电源
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❖2. 电感滤波
❖ 如图(10.1.17)所示，利用电感的储能作 用，减小输出电压的纹波，从而使输出 电压变得比较平坦。电感滤波的直流输 出电压为：
VL 0.9V2
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第10章 直流稳压电源
10
❖ 在V2的负半周，D1、D3截止，D2、D4 导通，电路中电流方向如图中蓝箭头所 示， 也得到了从上向下的电流 iD2.4。
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第1流稳压电源
12
❖流过负载RL上的电流 iL和RL上的电压vL 的波形如图(10.1.2)所示。
直流电vF，最后经稳压电路输出稳定的 直流电Vo。
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第10章 直流稳压电源
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三、本章主要学习内容
❖ 小功率整流、 ❖ 滤波和稳压电路； ❖ 三端集成电路稳压器。
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第10章 直流稳压电源
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10.1 小功率整流滤波电路
❖10.1.1 单相桥式整流电路 ❖ 任务：将交流电变换成脉动直流电 ❖ 元件：晶体二极管
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第10章 直流稳压电源
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第10章 直流稳压电源
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❖ 可以证明，当电容两端并接上负载电阻
RL之后，直流输出电压VL与变压器次级
电压有效值V2之间的关系为：
VL (1.1～1.2)V2 ( 10.1.12)
❖ 电容滤波的特点：