整流稳压电路

u1
u2 C1
u 0´
C2
RL
u0
25
三、直流 稳压电源
常用稳压电路 (小功率设备) 稳压管 稳压电路 线性 稳压电路
开关型 稳压电路
在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压 电路、线性稳压电路和开关型稳压电路等。其中 稳压管稳压电路最简单，但是带负载能力差，一 般只提供基准电压，不作为电源使用。开关型稳 压电源效率较高，目前用的也比较多，但因学时 有限，这里不做介绍。以下主要讨论稳压管稳压 26 电路和线性稳压电路。
15
1、电容滤波器(C滤波器)
1、滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电 路如图所示。
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3 C D2
S u0 RL
b
桥式整流电容滤波电路
16
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S u0 RL
b
RL未接入时
忽略整流电路内阻
D2 u2
t1
设t1时刻接 通电源
整流电路为电 容充电
（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。
24
3、 形滤波器
为了改善滤波特性，可采取多级滤波的办法, 如 在电容滤波后再接一级RC滤波电路，或在电感滤波 后面再接一电容。从而构成RC-型或L-C型滤波电 路，其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波 相似 。 R
L
RL
u0
（1）滤波原理: 对直流分量( f=0):XL=0 相当于短路,电压大部分降在 RL上。对交流分量: 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。 而后又经过电容滤波器滤波,在一次滤掉交流分量,可以 得到甚为平直的直流输出电压。
23
L
u1
u2
RL
u0
b
RL接入（且RLC较大）时
D2 u2
忽略整流电路内阻 只有整流电路输 出电压大于u0的 时间区间，才有 充电电流。因此 整流电路的输出 电流是脉冲波。
t
u0
整流电路的 输出电流
t 19
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S RL u0
b
RL接入（且RLC较大）时
D2 u2
考虑整流电路内阻
t
电容充电时，电 容电压滞后于u2 。 RLC越小，输 出电压越低
第七章
整流稳压电路
1
一、 整流电路 二、 滤波器
三、 直流 稳压电源
2
前言 直流稳压电源的组成和功能
u1 u2
整 流 u3 电 路
滤 波 u4 电 路
稳 压 电 路
uo
• 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 输出电压u0的稳定。 3
ID I 0
21
(3)、输出特性(外特性): uL
1.4U2
电容滤波 纯电阻负载
0.9U2
0
IL
输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0随之 改变。 如:RL愈小(I0越大),U0下降多
结论
电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电 流较小且负载变动不大的场合。 22
2、 电感电容滤波器(LC滤波器) u1 u2
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
URM 2U2
14
二、 滤波器 滤波原理:
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 形的目的。
33
1
2
3
1端: 输入端 2端: 输出端 3端: 公共端 1 2
3
1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出端
W7800系列稳压器外形
W7900系列稳压器外形
34
分类:
三端集成 稳压器 固定式 可调式
正稳压 负稳压 W78XX W79XX
型号后XX两位数字 代表输出电压值
W78系列(输出正电压) W79系列(输出负电压)
}
输出电压额定电压值有:
35
5V、9V、12V 、18V、 24V等 。
一、输出为固定电压的电路 输出为固定正压时的接法如图所示。 1
+
W7800
3 CI 0.1~1F CO 1µ F
2
+
UI
_
UO
_
W7800系列稳压器 基本接线图
输入与输 出端之间 的电压不 得低于3V 36 ！
二 、输出正负电压的电路
4、集成稳压电源
随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用 的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用 灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只 有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳 压器。 本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳压 器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。 该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普 通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护 环节。
31
+ UBE – T

UI
+
UB
Av
-
R3
R 1 R1
R1
+
Uf R2
+ +
UZ
RL
UO
-
-
-
串联反馈式稳压电路
R R 2 U B A uo U Z U f U Uf 1 UO R1 R 2 UOUf UB IC UCE


32
UO
9
单相桥式整流电路
u2负半周时 电流通路
T
u1 D4 u2 D3 D2 D1 RL
u0
+
桥式整流电路
10
桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
+
D4 u2 u2
D1
D3 D2
RL
u2>0 时 D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: 由+经D1 RLD3t
u2<0 时 D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: 由-经D2 RLD4+
一、 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。
4
1、 单相半波整流电路的工作原理 二极管导通 T u1 D a u2 i0 RL u0 u2>0时，二极管 导通。 忽略二极管正 向压降： u0=u2
+
1
CI UI
W78XX
3 CO
2
+
UO
_
CI 2
1
CO
3
_
W79XX
UO
正负电压同时输出电路
37
三 、提高输出电压的电路 1
+
W78XX
3 CI
2 UXX R CO DZ
+
源自文库
UI
_
UO
_
UZ
UXX: 为W78XX固定输出电压 UO=UXX+UZ
38
四、 输出电压可调式电路 用三端稳压器也可以实现输出电压可调，下图是 用W7805组成的7－30V可调式稳压电源。 UI 33V CI 0.33 1
输出电压电流波形与大小 T u1 D a u2 i0 RL u0
输出电压电流波形： uo i o u o
io
t
b 二极管上的平均电流： ID=I0 二极管上承受 的最高电压：
U RM 2U 2
8
2、 单相桥式整流电路
T u1
+
D4 u2 D3 D2 D1
u2正半周时 电流通路
RL u0
桥式整流电路
t
充电结束
没有电容时的 输出波形
u0
t 17
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S RL u0
b
RL接入（且RLC较大）时
D2 u2
忽略整流电路内阻
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，整流电路不为电 容充电，u0会逐渐下 降。
t
u0
t 18
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S RL u0
u0
uD4,uD2
输出是脉动的直流电压！
uD3,uD1
t
uo
t
11
几种常见的硅整流桥
~ + ~ ~ + ~ + A C -
12
u o io
uo io
t
1、整流输出电压平均值（U0） 负载电压 U0的平均值为:
1 2 2 2U U o u odt 0.9U 2 0
u0
整流电路的 输出电流
t 20
2、电容滤波电路的特点
(1) 输出电压U0与时间常数RLC有关
RLC愈大电容器放电愈慢U0(平均值)愈大， T 一般取τ d RLC (3 5) (T:电源电压的周期) 2 近似估算:U0=1.2U。 (2) 流过二极管瞬时电流很大
RLC越大U0越高,负载电流的平均值越大整流 管导电时间越短iD的峰值电流越大 一般选管时，取
30
调整元件
+
T UI
+ _
+
基 准 UR
比 取 较 放 FU O 样 大
+ _
C2
RL
UO
_
_
调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。比较放 大器可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大 器。调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管 并联。基准电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出 输出电压UO的一部分和基准电压相比较。 因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电 压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。
负载上的(平均)电流:
0.9U Io RL
13
整流电路中整流管的选择
平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整 流管的主要依据。 例如， 在桥式整流电路中，每个二极管只有 半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电 流 ID 是负载平均电流的一半。
1 U2 ID I o 0.45 2 RL
(UXX=5V)
40
第七章
结 束
41
1、
稳压管稳压电路
+ UR
R
+
IZ DZ
Io
u1
u2
C
U1 UDZ
RL
u0
引起电压不稳定的原因:
交流电源电压的波动 UIUO(UO=UDZ)IZ
抵偿UI的增加UR UO保持近似不变
负载电流的变化
27
选择稳压管
UZ=UO IZM=(1.53)IOM UI=(2~3)UO
28
2、 恒压源 +U R DZ RF
b
5
单相半波整流电路的工作原理 二极管截止 T u1 D a i0 u2 RL u0
u2<0时，二极 管截止,输出电 流为0。
u0=0
b
6
输出电压电流波形与大小 T u1 D a u2 i0 RL u0
输出电压电流波形： uo i o u o
io
t
b
输出电压平均 值（U0）：
1 2U Uo 0 uodt 0.45U 2 UO U IO 0.45 输出电流平均 RL RL 值（I0）： 7
W7805
3
2

UO 7 2
R1 CO 0.1µ 3 4 10K R2
6
F007
运算放大器作为电压跟随器使用, 它的电源就借助于稳 压器的输入直流电压。由于运放的输入阻抗很高 ,输出 阻抗很低，可以克服稳压器输出电流变化的影响。39
同时消除了(IO· 2)一项，稳压器输出用下式表示。 R
UO UXX (1 R2 ) R1
R + DZ UZ +U R1
RF
R1 －+ + + + UZ R2 RL UO 反相输入
UO RF UZ R1
R2
－+ +

RL + UO -
同相输入
RF UZ UO 1 R1
29
3、串联型稳压电路
一 、电路结构的一般形式
串联式稳压电路由基准电压、比较放大、 取样电路和调整元件四部分组成。