18 直流稳压电源doc.docx

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§18直流稳压电源

把交流变为恒稳直流的过程：

18.1整流电路

按电源箱数可分为单相整流和三相整流。

按电路形式可分为半波整流、全波整流和桥式整流。

限于课时，仅讨论单相整流电路。

一、单相半波整流

1、定性分析

设。

当u为正半周（a正b负）时，D导通；

当u为负半周（a负b正）时，D截止。

2、定量计算

整流电压平均值

整流电流平均值

二极管电流平均值

二极管承受的最高反向电压

3、优缺点及应用场合

优：

结构简单。

缺：

UO小、脉动大、效率低（因变压器产生直流磁化）。

可用于负载电流小、对脉动要求不高的场合。

二、单相全波整流

1、定性分析

设。

当u为正半周时，D1导通，D2截止；

当u为负半周时，D2导通，D1截止。

2、定量计算

整流电压平均值

整流电流平均值

二极管电流平均值

二极管承受的最高反向电压

3、优缺点及应用场合

优：

UO大，效率高。

缺：

脉动较大，结构较复杂，需要带中心抽头的变压器。

可用于负载电流大、对脉动要求不太高的场合。

三、单相桥整流

1、定性分析

设。

当u为正半周时，D1、D3导通，D2、D4截止；

当u为正半周时，D2、D4导通，D1、D3截止。

2、定量计算

整流电压平均值

整流电流平均值

二极管电流平均值

二极管承受的最高反向电压

3、优缺点及应用场合

优：

UO大，效率高。

缺：

脉动较大，管压降大，结构较复杂，需要四个整流二极管。

可用于负载电流大、对脉动要求不太高的场合。

4、单相桥式整流的其他画法

（1）常用其他画法

两个二极管的负极为UO的正端；两个二极管的正极为UO的负端；其他两端为交流端。

（2）简化画法

其中

例某额定电压为110V，阻值为55Ω的直流负载，若分别采用单相半波整流、单相全波整流和单相桥式整流供电，试分别求出变压器副边电压有效值，并选择二极管。

解

（1）采用单相半波整流供电

查二极管手册，可选2CZ56F二极管（400V，3A）。

（2）采用单相全波整流供电

查二极管手册，可选2CZ55F二极管（400V，1A）。

（3）采用单相桥式整流供电

查二极管手册，可选2CZ55D二极管（200V，1A）。

18.2滤波器

有电容滤波器、电感滤波器和电容电感滤波器等。

主要讨论单相半波整流电容滤波和单相桥式整流电容滤波。

一、单相半波整流电容滤波

1、波形分析

2、定量计算

空载输出电压平均值

带负载时，满足时

二极管电流平均值

二极管承受的最高反向电压

3、外特性

负载能力差，脉动大。

适用于对脉动要求不高的小电流负载。

二、单相桥式整流电容滤波

1、波形分析

2、定量计算

空载输出电压平均值

带负载时，满足时

二极管电流平均值

二极管承受的最高反向电压

3、外特性

负载能力大，脉动较小。

适用于对脉动要求不高的大电流负载。

例单相桥式整流电容滤波电路如图。

已知交流电的频率为50Hz。

要求输出电压UO=30V,输出电流IO=150mA。

试求变压器副边电压有效值，并选择二极管和滤波电容。

解

（1）求变压器副边电压有效值

由UO=1.2U得

（2）选择二极管

二极管电流

二极管电流承受的最大反向电压

选用二极管2CZ52B（100mA,50V）。

（3）选择滤波电容

取得

把代入上式得

故可选容量为250μF,耐压50V的电解电容器。

三、单相全波整流电容滤波

请同学自行分析。

18.3稳压电路

一、稳压管稳压电路

1、工作原理

由KVL和KCL得

（1）

（2）

把

（2）代入

（1）得

电源波动时的稳压过程：

负载变化时的稳压过程：

2、参数选择

一般取

（值得讨论）

3、优缺点

优：

电路简单。

缺：

A.效率低，功耗大。

B.输出电流小，。

这种稳压电路，由于调整元件DZ与RL并联，属于并联型稳压电路。

二、串联型稳压电路

可克服稳压管稳压电路功耗大、输出电流小的缺点。

1、基本电路

在稳压管稳压电路中加一射极输出器，即构成简单的串联型稳压电路。

IOM可增大1+β倍，并可减小功耗。

输出电压为

画成一般形式

由于调整元件T与RL串联，故为串联型稳压电路。

2、可调式串联型稳压电路

由上图可知

即可通过改变VB来实现UO调节。

A.电路组成

基准电压：

由R3和DZ组成的稳压管稳压电路组成。

放大环节：

由T2和R4组成。

采样环节：

由R1、R2和Rp组成。

将UO的一部分送放大环节。

调整环节：

由T1担任。

受VC2的控制，即

B．稳压原理

UO↑→VB2↑→VC2↓→UO↓

C．电压调整范围

Rp动片上移到极限位置时

由此可得

R2动片上移到极限位置时

由此可得

因此，UO的调整范围为

3、放大环节采用运算放大器的串联型稳压电路

A．电路组成

B．稳压原理

UO↑→U-↑→UB↓→UO↓

C．输出电压表达式

根据同相比例运算电路的输出电压表达式得

三、集成稳压器

仅讨论W7800和W7900系列三端集成稳压器。

1、W7800系列

A．内部电路模型和图形符号

B．应用

CI：

用于消除长线输入时的电感效应，防止自激振荡。

取值为0.1~1μF。

短线输入时可不用。

CO：

用于提高瞬态响应。

取值为1~10μF。

2、W7900系列

A．内部电路模型和图形符号

B．应用

CI、CO的作用同W7800系列。

3、组成正负电压输出的稳压电路

4、提高输出电压的措施

5、扩大输出电流的措施

3、组成可调稳压电路

由得