模电第九章 直流稳压电源.ppt

第九章 直流稳压电源 由如下四部分组成。（1）变压器：将电网电压(220V、50Hz)变换为所需的交流电压；（2）整流电路：将工频交流电转换为脉动直流电； （3）滤波电路：将脉动直流电转换为幅度有波动的直流电；（4）稳压电路：采用负反馈技术，对滤波后的直流电压进一步稳定 整流电路的主要性能参数有以下四个： (1)输出直流电压平均值UO 整流电路输出电压uO在一个周期内的平均值，称为输出直流电压平均值，即 (2)输出电压纹波系数Kr 整流电路输出电压uO的交流分量总有效值与平均值UO之比，称为输出电压纹波系数，即 (3)整流二极管正向平均电流ID ID指一个周期内通过整流二极管的平均电流。实际应用时，该值应小于二极管的极限参数：最大整流电流IF。 (4)最大反向峰值电压URm URm指整流二极管截止时所承受的最大反向电压。实际应用时，该值应小于二极管的极限参数：最大反向工作电压URM。 单相半波整流电压波形 例9-1 某电子设备要求直流电压UO=30V，直流电流IO=200mA，若采用单相桥式整流、电容滤波电路供电，试确定二极管的最大整流电流IF及最大反向工作电压URM的要求，滤波电容的容量及耐压要求。 串联型反馈式稳压电源用途广泛，但存在以下两个问题： (1)调整管总工作在线性放大状态，管压降大，流过的电流也大(大于负载电流)，所以功耗很大，效率较低(一般为40%~60%)，且需要庞大的散热装置。 (2)电源变压器的工作频率为50Hz，频率低而使得变压器体积大、重量重。 图9—13全波整流电路及电压电流波形(c)计算机仿真波形(为看清输出波纹，故意将滤波电容值取得很小，实际上要加几百~几千μF) 稳压电路的作用: 交流 电压 脉动 直流电压 整流 滤波 有波纹的 直流电压 稳压 直流 电压 9.4 稳压电路 引起输出电压变化的原因是负载电流iO的变化和 输入电压uI的变化。 理想的稳压电路输出电阻RO=0,则uO与负载RL无关， 为了降低RO，稳定uO，高质量的稳压电路必须采用深度 电压负反馈以改善电路性能 . 稳压电源类型: 以下主要讨论线性稳压电路。 稳压管 稳压电路 开关型 稳压电路 线性 稳压电路 常用稳压电路 (小功率设备) 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。 效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里做简要介绍。 稳压电路的主要性能指标 输出电压变化量 稳压系数 输出电阻 温度系数 9.4.2 线性串联型直流稳压电路 稳压二极管直流稳压电路的缺点是工作电流较小，稳定 电压值不能连续调节。线性串联型直流稳压电路工作电流 较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。 1. 串联型稳压电源的构成 VO =VI-VR， 当VI↑→R↑ →VR↑→在一定程度上抵消了VI增加对输出电压的影响。 若负载电流IL↑→R↓→VR↓→在一定程度上抵消了因IL增加，使VI减小，对输出电压减小的影响。 串联稳压电源示意图 串联稳压电源示意图 在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的管压降VCE，VCE相当于VR。 串联型稳压电路方框图 串联型稳压电源的构成： 调整管、放大环节、比较环节、基准电压源 2.工作原理 1．输入电压变化时 实质：电压负反馈 2．负载电流变化时 uI↑→uO↑→uF↑→uO1↓→uBE↓→uCE↑→uO↓ RL↓→uO↓→uF↓→uO1↑→uBE↑→uCE↓→uO↑ 3.输出电压调节范围的计算 可见，调节R2可以改变输出电压。 根据“虚短” Vf≈VREF 1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端 W7800系列稳压器外形及典型接线图 1 2 3 + _ W7805 UI + _ Uo 1 3 2 CI 0.1~1?F Co 1μF +10V +5V 注意：输入与输出端 之间的电压不 得低于3V！ 1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出端 W7900系列稳压器外形及典型接线图 1 2 3 – + W7905 UI – + Uo 2 3 1 CI 0.1~1?F Co 1μF -10V -5V 9.4.3开关型直流稳压电路 * * 9.1 直流电源的组成 电子电路工作时都需要直流电源提供能量，能供给直流电源的设备很多，如电池、直流发动