模拟电子技术项目五 直流稳压电源.ppt

项目五 直流稳压电源 知识目标 了解直流稳压电源的组成及作用 掌握桥式整流电路组成、工作原理和分析计算 掌握串联型稳压电路的组成和工作原理 技能目标 会用multisim软件进行整流电路的性能分析 会用multisim软件进行整流滤波的性能分析 会用multisim软件进行串联型稳压电路的性能分析 掌握集成稳压电路的性能测试方法 知识链接 链接一 整流电路 链接二 滤波电路 链接三 直流稳压电源 项目实训 任务一 三端式集成稳压器识别 任务二 单相桥式整流电路性能仿真分析 任务三 串联型直流稳压电路仿真分析 任务四 直流稳压电源的性能测试 知识链接链接一 整流电路 在实际应用的电源中，除了广泛使用的交流电外，直流电源也是在许多场合都需要使用的电源。目前各种电子电路和自动控制装置广泛采用半导体直流电源。利用它就能将220 V的交流电源变换成直流电源。 一、直流稳压电源组成及作用 1. 稳压电源的电路组成 直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路构成。 电源变压器：降压； 整流电路：交流变脉动直流； 滤波电路：滤除脉动； 稳压电路：进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力。 2. 稳压电源的作用 直流稳压电源的作用就是将交流电网电压转换为稳定的直流电压。 交流电网电压通过变压器将电网上的交流电压变换成整流所需的交流电压u2，而u2经过整流电路则变成单向的脉动电压u3。 u3则经过滤波电路除去大部分脉动成分得到较为恒定的直流电压U4，此时的U4还会受到电网电压波动、负载及温度变化等因素的影响， U4经过稳压电路的稳定就可以获得稳定输出的直流电压U5。 在这种小功率半导体直流稳压电源的实际应用中，一般根据使用的对象来组成电路。对于一般的电子线路，要求整流电路加滤波电路;对于要求较高的对象(如许多自动控制装置和一些要求较高的电子检测电路)，则需要滤波电路后再加稳压电路。 二、整流电路 整流电路是利用具有单向导电性能的整流元件如二极管等，将工频交流电转换成单向脉动直流电的电路。整流电路有多种形式，按交流电源的相数划分，可分为单相整流电路和三相整流电路;按电路的结构形式划分，可分为半波、全波和桥式整流电路。目前广泛使用的是桥式整流电路。 1．单相半波电路 （1）电路 （2）工作原理 （3）平均电压、电流及整流管主要参数计算 单相半波整流电压的平均值为： 流过负载电阻RL的电流平均值为： 流经二极管的电流平均值与负载电流平均值相等，即： 二极管截止时承受的最高反向电压为u2的最大值，即： 【例5-1】有一单相半波整流电路，如图5-2（a）所示。已知负载电阻，变压器副边电压，试求Uo、Io，并选用二极管。 解： 查半导体手册，二极管可选用2AP4，其最大整流电流为16mA，最高反向工作电压为50V。为了使用安全，二极管的反向工作峰值电压要选得比UDRM大一倍左右。 2.单相桥式整流电路 （1）电路 （2）工作原理 u2为正半周时，二极管D1、D3承受正向电压而导通，D2、D4承受反向电压而截止。此时电流的路径为：a→D1→RL→D3→b。 u2为负半周时，二极管D2、D4承受正向电压而导通，D1、D3承受反向电压而截止。此时电流的路径为：b→D2→RL→D4→a，。 （3）波形 （4）平均电压、电流及整流二极管主要参数计算 单相全波整流电压的平均值为： 流过负载电阻RL的电流平均值为： 流经每个二极管的电流平均值为负载电流的一半，即： 每个二极管在截止时承受的最高反向电压为u2的最大值，即： 整流变压器副边电压有效值为： 整流变压器副边电流有效值为： 由以上计算，可以选择整流二极管和整流变压器。 由于桥式整流具有波形较好，平均电压高，二极管反向电压低及变压器利用率高的优点，在实际应用中整流电路大都使用桥式整流电路。 【例5-2】试设计一台输出电压为24V，输出电流为lA的直流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。 解：（1）当采用半波整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为： 整流二极管承受的最高反向电压为： 流过整流二极管的平均电流为： 因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整流电流为3 A，最高反向工作电压为200V。 （2）当采用桥式整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为： 整流二极管承受的最高反向电压为： 流过整流二极管的平均电流为： 可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流为1 A，最高反向工作电压为100V。 链接二 滤波电路 整流电路可以将交流电转换为直流电，但整流电路的输出电压为单向