1、10.1 直流电源1、作用:将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定，输出电流为几百mA以下的直流电压。2、组成：电源变压器整流电路滤波电路稳压电路电源变压器：将电网交流电压u1变为整流电路所需的交流电压u2.整流电路：将变压器次级输出的交流电压变成单向的脉动直流电压u3。整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路RLu1u2整 流 电 路u3滤 波 电 路u4稳 压 电 路u5滤波电路:消除脉动电压中的谐波分量,输出比较平滑的直流电压u4.稳压电路：能在电源电压或负载电流变化时，保持输出直流电压的稳定。10.2单相整流电路10.2.1单相半波整流电路优点：使用元件少。缺
2、点：输出波形脉动大；直流成分小；变压器利用率低。图 10.2.110.2.2单相全波整流电路+-图 10.2.2全波整流电路图 10.2.3全波整流电路波形图10.2.3 单相桥式整流电路 桥式整流电路 + - u1 u2 T D4 D3 D1 D2 RL uo u2正半周时电流通路 桥式整流电路 - + u0 u1 u2 T D4 D3 D1 D2 RL u2负半周时电流通路 u20 D1,D2通 D3,D4截止 流通路: A D1 RLD2B u20 D3,D4通 D1,D2截止 流通路: B D3 RLD4A 出是脉的直流 ！ u2 式整流路出波形及二极管上 波形 uD4,uD3 uD2
3、,uD1 u2 D4 D3 D1 D2 RL uo A B uo Uo(AV) 0.9U2二极管承受反压为几种常的硅整流外形： + A C - +- + - 10.2.4 整流电路的主要参数 1、输出直流电压Uo(AV) 整流电路的输出电压瞬时值uo在一个周期内的平均值。2、脉动系数S 输出电压基波的最大值Uo1m与其平均值Uo(AV)之比。3、二极管正向平均电流ID(AV) 4、二极管最大反向峰值电压URM 二极管不导电时，其两端出现的最大反向电压。 单相半波整流单相全波整流单相桥式整流波形图Uo(AV)SID(AV)URM0.45U20.9U20.9U2 1.570.670.67Io/2I
4、o/2 Io 例1解： Uo(AV) 0.9U2输出直流电流：整流二极管正向平均电流：二极管承受的最大反向电压：脉动系数 S=0.67 半波整流： Uo(AV) 0.45U2输出直流电流：整流二极管正向平均电流：二极管承受的最大反向电压：脉动系数 S=1.5710.3 滤波电路作用：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。10.3.1 电容滤波电路a 桥式整流电容滤波电路 u1 u2 u1 b D4 D3 D1 D2 RL uo S C + +-+-+-1、工作原理：RL uo a u1 u2 u1 b D4 D3 D1 D2 S C + +-+-+-(1) RL未接入(忽略整流路内阻) u2 t
5、 uo t t1刻接通源 t1 整流路容充 充 束 没有容的出波形 a RL uo u1 u2 u1 b D4 D3 D1 D2 S C + +-+-+-(2) RL接入（且RLC大） (忽略整流路内阻) u2 t uo t 电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。 iD a RL uo u1 u2 u1 b D4 D3 D1 D2 S C + +-+-+-只有整流电路输出电压大于uo(uc)时，才有充电电流iD 。因此整流电路的输出电流是脉冲波。 u2 t 可，采用容波，整流管的通角小。 uo t 整流路的出流iD 2、特点：(1)加
6、了电容滤波电路后，输出电压的直流成分提高了，脉动成分降低了。 (2) RLC越大，放电过程越慢，则输出电压越高，同时脉动成分越小，滤波效果越好。 (3)RL=（开路）时，Uo(AV)= 电容滤波电路适用于负载电流变化不大的场合.3、输出电压平均值Uo(AV) 1.2U24、参数选择电容耐压应大于例2:桥式整流电容滤波电路, 滤波电容C=220uF, RL=1.5k 。问： 要求输出电压Uo12V,U2需多大？ 若该电路电容C值增大，Uo是否变化？ 改变RL对Uo有无影响？RL增大Uo如何变化？解： Uo=1.2U2 U2=Uo/1.2=12/1.2=10V C值增大，放电变慢，Uo增大。 RL
7、值增大，放电变慢，Uo增大。例3：桥式整流电容滤波电路，已知变压器副边电压有效值为30V，若测得输出电压平均值Uo(AV)分别为15五种数值，请找出它们与ae五种工作情况的对应关系。 1. Uo(AV) 42.4V 2. Uo(AV) 36V 3. Uo(AV) 27V 4. Uo(AV) 25V 5. Uo(AV) 13.5Va.正常工作 b.电容断路 c.负载开路 d.一只二极管和电容同时开路 e.一只二极管开路例4： 已知变压器副边电压有效值U2=10V, RLC3T/2,测得输出电压平均值Uo(AV)可能的数值为： A. 14V B. 12V C. 9V D. 4.5V 选择合适的答案
8、填入空内： (1) 正常情况Uo(AV)=; (2) 电容虚焊时Uo(AV)=; (3)负载电阻开路时Uo(AV)=; (4) 一只整流管和滤波电容同时开路， Uo(AV)=。10.3.2 电感滤波电路电感滤波电路 u2 u1 RL L uo 路构: 在式整流路与 串入一感L就构成了感波路。 原理：整流电路输出的电压直流分量交流分量电感线圈对其电抗很小电抗为L,L足够大，交流 分量几乎全部降在电感上 从而使得输出只有直流电压，而无交流电压，达到滤波的目的。适用于大电流场合。优点：减小了二极管的冲击电流，可延长整流二极管的寿命。 缺点：体积大、笨重，输出电压稍低。1、 C滤波 u2 u1 L u
9、o C RL uo1 10.3.3 复式滤波电路u2 u1 L uo C2 RL uo1 C1 2、 C-型uo R u2 u1 C1 C2 uo1 RL 3、 RC-型10.4倍压整流电路10.4.1二倍压整流电路iD1iD2图 10.4.1二倍压整流电路10. 倍压整流电路作用：不仅可以将交流电转换成直流电（整流），而且能够在一定的变压器副边电压之下，得到高出若干倍的直流电压（倍压）。C1 u1 u2 D1 D2 D3 D4 D5 D6 C3 C5 C2 C4 C6 +-把阻接在相 容的两端，即可得所需的多倍直流出。 10. 硅稳压管稳压电路整流滤波后输出的电压，主要存在两方面的问题： 当
10、负载电流变化时，由于整流滤波电路存在内阻，输出直流电压将随之变化； 当电网电压波动时，变压器副边电压变化，输出直流电压也将随之发生变化。 因此，应加稳压电路。1、电路组成：Uo R u2 u1 C RL D+-+-UIIRIZIL桥式整流电容滤波稳压电路UZ IIZmin IZ UZ U2、稳压原理：由图知：UI=UR+UO IR=IZ+ILR u2 u1 C RL D+-+-UIIRIZILUo稳压管工作在稳压区，管子两端电压基本稳定在UZ.当电网电压波动时： （RL不变）R u2 u1 C RL D+-+-UIIRIZILUoUo电网电压UIUo (UZ) IZIR URUo基本不变 当电
11、网电压变化时，稳压电路通过限流电阻R上电压的变化来抵消UI的变化，即URUI，从而使Uo基本不变。 当负载变化时： （UI不变） R u2 u1 C RL D+-+-UIIRIZILUoUoILUo (UZ) IZIR URUo基本不变RLIRUR 用IZ的减小来补偿IL的增大，最终使IR基本保持不变，从而输出电压Uo也维持基本稳定。 因此，限流电阻必不可少，利用稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻上电压或电流的变化进行补偿，来达到稳压的目的。3、限流电阻R的选择：R的选择应使 IZminIZIZmaxR u2 u1 C RL D+-+-UIIRIZILUo若电网波动：4、适用场合：适用于负
12、载电流较小，输出电压不变的场合。优点：电路简单 缺点：输出电流较小，输出电压不可调。例6 选择限流电阻。 解：10.6 串联型直流稳压电路10.6.1 电路组成和工作原理调整管：射极输出（电压跟随器）基准电压取样环节放大电路采样电压稳压原理：由于调整管与负载串联，有：UI=UCE+UO若电网波动或负载电阻变化使得输出增大，则：UoUF(取样电压） 基准电压UZ 基本不变 UB (调整管基极电位） UBEICUCEUo基本不变电路靠引入深度电压负反馈来稳定输出电压。 调整管的调整作用是依靠UF和UZ之间的偏差 来实现的，必须有偏差才能调整，因此，Uo不可能 达到绝对稳定，只能是基本稳定。10.6
13、.2 输出电压的调节范围集成运放工作在线性区，u+=u- 即UZ=UF例7 解：稳压电路输出电压的调节范围是（11.218.7）V。10.7 集成稳压器 1、三端集成稳压器组成及主要参数组成： 内部包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分，同时将保护电路和启动电路集成在里面。参数及分类：按输出电压正输出W7800负输出W7900按输出电流1.5A（W7800）500mA（W78M00）100mA（W78L00）1端: 入端 2端: 公共端 3端: 出端 W7800系列稳压器外形 1 2 3 1端: 公共端 2端: 入端 3端: 出端 W7900系列稳压器外形 1 2 3 2、三端集成稳压器外形及
14、电路符号W7800INGNDOUT123W7900INGNDOUT123电 路 符 号3、三端集成稳压器应用电路+ _ W7800系列稳压器 基本接线图 Co W7809 CI UI + _ Uo 1 3 2 0.33F 1F (1)输出为固定电压的电路 (2)输出正负电压的电路 正负电压同时输出电路 W78XX CI UI + _UO 1 3 2 + _CI W79XX 1 3 CO CO 2 UO CO W78XX CI UI + _+ _UO 1 3 2 UXX UZ R DZ UXX : W78XX固定出 UO = UXX + UZ (3)提高输出电压的电路 (4)输出电压可调式电路
15、用三端 器也可以 出 可，下是用W7805成的730V可式 源。 运算放大器作 跟随器使用, 它的源就借助于 器的入直流 。由于运放的入阻抗很高 ,出阻抗很低，可以克服 器受出流化的影响。 Uo=Uxx+UA常用稳压电路 （小功率设备）稳压管 稳压电路线性 稳压电路开关型 稳压电路电路最简单， 但带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。效率高，目前使用也比较多，但不作详细介绍。串联型 直流稳 压电源集成稳 压电路10.8 开关型稳压电路 1.高效率； 2.体积小重量轻； 3.对电网电压的要求不高； 4.调整管的控制电路比较复杂； 5.输出电压中纹波和噪声成分较大。10.8.1 开关型稳压电路特点10.8.2 开关型稳压电路的组成和工作原理
