电工电子技术 教学课件 作者 王国伟 第10章.pptVIP

第10章 直流稳压电源 ;正确理解直流稳压电源的组成和各部分的作用。 掌握单相桥式整流电路的组成、工作原理及输出电压及电流平均值的估算。 了解可控整流电路的组成及工作原理及参数估算；了解单结晶体管触发 电路的组成及工作原理。 掌握滤波电路的工作原理；稳压电路的作用。 理解串联式直流稳压电源的组成和原理，了解三端集成稳压器的工作特点及典型应用电路。;电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高,一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源。一般直流电源组成框图如图10-1所示。  整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。稳压电路采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。;10.1 单相整流电路;a）桥式整流电路 b）波形图 图10-2 单相桥式整流电路; ;(10-6) ;10.1.3 单相桥式整流电路的负载特性曲线 ; 晶闸管的原理已在第7章作了介绍。由晶闸管组成的半波可控整流电路图10-4所示，其中负载电阻为RL，工作情况如图10-5所示。; 由图10-5可见，在输入交流电压u的正半周时，晶闸管VT承受正向电压。在负半周时，晶闸管承受反向电压而关断，负载上的电压、电流均为零。在第二个正半周内，再在相应的ωt2时刻加入触发脉冲，晶闸管再次导通，使负载RL上得到如图10-5c所示的电压波形。图10-5d所示的波形为晶闸管所承受的正向和反向电压。最高正向和反向电压均为输入交流电压的幅值。;图10-5 电压电流波形图; 在晶闸管承受正向电压的时间内，改变控制极触发脉冲的加入时间（称为移相），负载上得到的电压波形随之改变。可见，移相可以控制负载电压的大小。晶闸管在加正向电压下不导通的区域称控制角α（又称移相角），如图10-5c所示。而导通区域称为导通角θ，可以看出导通角愈大，输出电压愈高，可控整流电路输出电压和输出电流的平均值分别为; 由此式可知，输出电压Uo的大小随α的大小而变化。当α=0时，Uo=0.45U，输出最大，晶闸管处于全导通状态；当α=π??,Uo=0,晶闸管处于截止状态。以上分析说明，只要适当改变控制角α，也就是控制触发信号的加入时间，就可灵活地改变电路的输出电压Uo。;10.2.2 单相半控桥式整流电路 ; 设u2=U2sinωt，当u2为正半轴时，瞬时极性为上“正”下“负”，VT1和VT4承受正向电压。若在t1时刻给VT1加触发脉冲，则VT1导通，负载上有电压Uo，电流通路为a→VT1→RL→VD2→b。 当u2为负半轴时，晶闸管VT2和二极管VD1承受正向电压。在t2时刻给VT2加触发脉冲，VT2导通，电流通路为b→VT2→RL→VD1→a。显而易见，桥式整流的输出电压平均值要比单相半波整流大一倍，即 ;10.2.3 可控整流的触发电路;图10-7 单结晶体管触发脉冲电路 a）触发脉冲电路 b）触发脉冲波形;在图10-7a所示电路中，接通电源以前UC=0，接通电源后，电源通过电阻R向C充电，当UC上升到峰点电压UP时，即UC=UP，单结晶体管导通，电容器C即通过VU管向R1放电。由于RB1的负阻特性，RB1的阻值在VU管导通后迅速下降，又因R1的阻值很小，故放电很快，使UC迅速下降，当UC放电到谷点电压时，即UC＜UV时，单结晶体管恢复截止。电源又通过电阻R向C充电，使UC再次等于UP，上述过程又重复进行。这样在电阻R1上就得到了一个又一个由电容器放电产生的脉冲电压Ug，因C放电很快，故Ug为尖脉冲电压，如图10-7b所示。;在图10-7a所示电路中，R1上产生的脉冲电压Ug不一定能触发晶闸管，因为触发脉冲与被触发的晶闸管可控整流电路还存在一个同步问题，为了解决这一问题，通常采用单结晶体管同步触发电路，如图10-8所示。 图10-8a所示电路为同步电压触发电路，T为同步变压器，它的初级与主电路接在同一电源上，与之同频率的次级电压经桥式整流、稳压，得到一个幅值为Ubo的梯形电压，如图10-8b所示，此电压作为单结晶体管的工作电压。;图10-8 a)单结晶体管同步触发电路 ; 当Ubo梯形电压由0上升时，电容器C开始充电。电容器C充电到单结晶体管峰点电压Up时，单结晶体管进入负阻区，电容器C放电，在R1上产生触发脉冲。电容器C放电到单结晶体管的谷点电压UV，当下一个Ubo梯形电压到来时，重复上述过程。;图10-8 b) 单结晶体管同步触发电路电压波形; 例10-1 有一纯电阻负载，需要可调的直流电源，要求电压 UO = 0 ~ 180 V，电