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1、2023/6/30,School of Physics,第六章 No.1,第六章：直流稳压电源,本章内容：6.1整流滤波电路6.2稳压电路,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.2,6.1整流滤波电路,直流稳压电源的结构,u1：市电。220V，50Hz（中国）；110V，60Hz（美国）。,电源变压器：将电网电压u1变为合适的交流电压u2。,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，保持输出直流电压Uo的稳定。,整流电路：将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。,2023/6/30,School of Phys
2、ics,第六章 No.3,一、单相桥式整流电路,uo,D4,D2,D1,D3,RL,u1,u2,iL,利用二极管单向导电性，使变压器次级电压在RL上产生单向电流，实现电压的单向化。,1,2,u2正半周：D1、D3导通，D2、D4截止。,电流通路为：1D1RLD32,u2负半周：D2、D4导通，D1、D3截止。,电流通路为：2D2RLD41,RL上的电流均为从上到下（单向化）,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.4,iL,简化画法,工作波形,u2,uo,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.5,将uo展开为傅里叶级数：,直流分量：
3、,振幅,有效值,定义脉动系数,整流二极管的选择：,最大正向电流,最高反向峰值电压,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.6,二、电源滤波电路,1、滤波电路结构,电容滤波,型滤波,型滤波,（多用于小电流负载）,（多用于小电流负载）,（对负载电流适应性较强，用于大电流负载时可不接电容）,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.7,2、电容滤波电路,uo,0,iD,0,io,iD,io,、工作原理,、未接负载时，（S断开）,整流桥对C充电，,输出电压恒定,、接入负载后，（S闭合）,电容通过负载RL放电，电压下降，同时u2电压上升，当u2u
4、C时，整流桥导通，向电容充电，同时提供负载电流。随着u2的下降，当u2uC时，整流桥截止，电容又开始放电。,D1D3导通,D2D4导通,uo,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.8,、特点,、整流二极管导通角23IRL。,、负载平均电压Uo升高，纹波减小。,RLC越大，电容放电越缓慢，负载电压中的纹波成分越小，脉动系数越小，平均电压越高。,为得到平滑的输出，一般取,T为电源周期,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.9,、滤波效果与负载电流的关系,随着负载电流Io的增加，输出电压Uo减小，脉动系数S增加。,RLC=,RLC大,R
5、LC小,Uo与RLC的关系,Uo与Io的关系,若满足,时，,S与Io的关系,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.10,6.2稳压电路,一、稳压管稳压电路,1、工作原理,并联型稳压电路。DZ为稳压管，R为限流电阻，若流过DZ的电流在稳定电流范围（IZminIZmax）内，可使Uo基本恒定。,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.11,当UI变化、负载不变时：,UI,UO,IZ、IO,I R,UO=UI-IR,当UI不变、负载变化时：,RL,IZ,I 几乎不变,UO基本不变,IO,2023/6/30,School of Physic
6、s,第六章 No.12,2、电路参数,、稳压电路指标,、输出电压与输出电流,（不可调）,、稳压系数与输出电阻,交流等效电路,稳压系数,rZ越小，稳压性能越好；R越大，对UI波动的抑制越好。,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.13,、元件参数选择,已知Uo、负载电流范围（IRminIRmax）、电网电压（u1）波动（如10%）,、确定UI,经验公式,、选择稳压管,查稳压管型号参数表（手册）确定稳压管型号,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.14,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.15,、选择
7、限流电阻R,当u1最低、IR最大时，IZ最小，可确定R的最大值,当u1最高、IR最小时，IZ最大，可确定R的最小值,则R的取值范围是：,稳压管稳压电路结构简单，输出电压固定且不可调，带负载能力差，适用于负载变化不大、电压稳定性能不高的场合。,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.16,二、串联型稳压电路,1、工作原理,串联型稳压电源由取样电路、基准电压电路、放大电路和调整电路四部分组成，另外，为使电路安全工作，通常还需设置保护电路。,、方框图,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.17,各部分功能：,调整电路：根据放大电路的输出变
8、化调节输出电压的值。,基准电路：为放大电路提供固定的参考电压（基准电压）；,取样电路：按比例将输出电压的一部分反馈到放大电路的输入端，构成负反馈，稳定输出电压；,放大电路：将取样电路的反馈信号与基准电压进行比较放大，并 控制调整电路的状态；,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.18,、原理电路,基准电路：R、DZ构成稳压管稳压电路提供基准电压UZ。,调整电路,放大电路,取样电路,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.19,、工作原理,若由于电网电压波动或负载电阻的变化等原因使输出电压Uo升高，则稳压的过程为：,Uo,U,UB,U
9、o(UiUCE),平衡时，,UBE,IB,IC,UCE,IB,IC,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.20,、输出电压的可调范围,电位器R2置于最上端时（RPR2），输出电压最小：,电位器R2置于最下端时（RP0），输出电压最大：,2、电路参数,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.21,、调整管的选择,调整管提供负载电流，管压降UCE=UI-Uo，管耗较大，为大功率管，选择时主要考虑极限参数,、集电极最大允许电流ICM,、c-e间反向击穿电压U(BR)CEO,、集电极最大允许耗散功率PCM,2023/6/30,School
10、of Physics,第六章 No.22,3、稳压电路的保护电路*,保护电路,过流保护,短路保护,调整管安全工作区保护,芯片过热保护,、限流型过流保护电路,保护电路,保护电路由T2和Ro构成，选择合适的Ro，使输出电流未超过额定值时，IoRo0.7V，T2截止。,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.23,当输出电流超过额定值时，Ro两端的电压降大于T2发射结开启电压，T2导通，T2集电极从T1基极电流分流，限制调整管的发射极电流。,Io,限流型保护电路结构简单，但保护电路起作用后调整管仍有较大的工作电流，功耗较大，故不适用于大功率电路。,输出特性,2023/6
11、/30,School of Physics,第六章 No.24,、截流型过流保护电路,输出特性,Uo,则,未过流时，T2截止。过流时，T2导通，T1基极电流分流，使UA、Uo下降，而Uo下降幅度大于UB下降的幅度，这进一步使UBE2增大，从而分得更多的T1基极电流，这个正反馈过程将使输出电流减小到较小数值。,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.25,4、实用串联型稳压电源*,变压,整流,滤波,调整,截流保护,基准,比较放大,取样,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.26,三、集成稳压电路（三端稳压器）,固定式稳压电路,可调式稳
12、压电路,7800系列：输出正电压，如7805，指输出电压为5V；,7900系列：输出负电压，如7905，指输出电压为5V。,117/217/317系列：输出可调的正电压；,137/237/337系列：输出可调的负电压。,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.27,+_,W7805,UI,+_,Uo,1,3,2,CI,0.11F,Co,1F,+10V,+5V,7800系列：,1,2,3,1端：输入端2端：公共端3端：输出端,典型应用电路,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.28,+_,W7905,UI,+_,Uo,2,3,1,CI,0.11F,Co,1F,-10V,-5V,典型应用电路,7900系列：,1,2,3,1端：公共端2端：输入端3端：输出端,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.29,实用双输出稳压电源,2023/6/30,School of Physics,第六章 No.30,输出电压可调的稳压电源,R,R,RW,RW,
