第三章直流电源 变压 整流 滤波 稳压 「案“(“本 直流电源原理框图 直流电源至少包括变压、整流、滤波、稳压四个环节; 变压:变换电网电压整流:交流电压变换为脉动电压 滤波:滤掉整流输出中的谐波成分,变为较平滑的直流电压 稳压:稳定输出电压使其基本不受电网电压或负载波动的影响
第三章 直流电源 u1 u2 u3 u4 uo 直流电源原理框图 直流电源至少包括变压、整流、滤波、稳压四个环节； u2 u3 u4 uo 变压 整流 滤波 稳压 变压：变换电网电压 整流：交流电压变换为脉动电压 滤波：滤掉整流输出中的谐波成分，变为较平滑的直流电压 稳压：稳定输出电压使其基本不受电网电压或负载波动的影响
第一节整流电路 单相桥式整流电路 工作原理 R 兀3 1)、u2正半周,V1、V3导通, V2、V4截止,i。方向为 V1→R1→V3→b 2)、u2负半周,V2、V4导通, V1、V3截止,i方向为 b→V2→R1→V4→a
第一节 整 流 电 路 一、单相桥式整流电路 RL uo V1 V2 V3 V4 io a b u u2 1 1、工作原理 u2 io 2 3 uo 1)、 u2 正半周， V1 、 V3 导通， V2 、 V4 截止， io 方向为 a V1 RL V3 b ; 2)、 u2 负半周， V2 、 V4 导通， V1 、 V3 截止， io 方向为 b V2 RL V4 a ;
2、有关参数的计算 ①脉动电压u的平均值设u2=2U2 sino 2 =1/2 uo d(ot)=1/ w 2U, sino d(t)=0. U2 ②脉动电流(负载电流)平均值 0.9U R ③二极管平均电流D=D/2 ④二极管最高反向电压 DRM w2U ⑤变压器二次电压有效值U2=U0/0.9=1.11U ⑥变压器二次电流有效值2=U2/R1=1.11U。/R1=1.,11L 在单相整流电路中(表3-1),单相桥式整流电路对电源变压器 的利用率高,二极管最大反向电压低,输出电压高,脉动程度小; 因此,常用于小功率直流电源中;
2、有关参数的计算 ① 脉动电压uo的平均值 设u2 = 2 U2 sint Uo = 1/2 ∫ 0 2 uo d(t )= 1/∫ 0 2U2 sint d(t ) = 0.9 U2 ②脉动电流（负载电流）平均值 Io = Uo RL = 0.9 U2 RL ③二极管平均电流 ID = Io / 2 ④二极管最高反向电压 UDRM = U2m = 2 U2 ⑤变压器二次电压有效值 U2 = Uo / 0.9 = 1.11 Uo ⑥变压器二次电流有效值 I2 = U2 / RL = 1.11 Uo / RL = 1.11 Io 在单相整流电路中（表3-1），单相桥式整流电路对电源变压器 的利用率高，二极管最大反向电压低，输出电压高，脉动程度小； 因此，常用于小功率直流电源中；
例、交流电源电压为220V,负载电阻R1=50g,现在要求使用单相 桥式整流电路输出24V直流电压驱动R,则如何选二极管? 变压器的变比和容量又如何? 二极管的选择IF≥D,UM≥UDaM D=0.5lo=0.5(Uo/R1)=240mA NORM 2U2=2×(Uo/0.9)×1.1=414V 二极管参数要求:1F≥240mA,URM1≥41.4V 查附录二: 2、变比与容量:K=U1/U2S=U2L2 U2=(Uo/0.9)=27.IV K=220/27.1≈7.9 L2=1.11xIo≈0.53A S=U2I2=29.3V×0.53A≈15.53VA
例、交流电源电压为220V，负载电阻RL=50，现在要求使用单相 桥式整流电路输出24V 直流电压驱动RL， 则如何选二极管？ 变压器的变比和容量又如何？ 1、二极管的选择 IF ≥ ID，URM ≥ UDRM ID = 0.5 IO = 0.5( UO / RL )= 240mA; UDRM = 2 U2 = 2 ( UO / 0.9 ) 1.1 = 41.4 V 二极管参数要求： IF ≥ 240mA，URM ≥ 41.4 V 查附录二： 2、变比与容量：K= U1 / U2 S = U2 I2 ∵ U2 = ( UO / 0.9 ) = 27.1 V ∴ K = 220 / 27.1 ≈ 7.9 ∵ I2 = 1.11 IO ≈ 0.53 A ∴ S = U2 I2 = 29.3V 0.53 A ≈ 15.53 VA
第二节滤波电路 电容滤波电路 工作原理 未并联电容 b Cc R 2丌 3 (1)电容选取 大小:τ=R1C≥(3-5)T2 耐压:≥2U2(开路电压最大值) 并联电容后 (2)Uo=1.2U2 (3)10= Uo /RL (5)UDRM =2 U 二极管电流I
第二节 滤 波 电 路 一、电容滤波电路 RL uo V1 V2 V3 V4 io a b u u2 1 1、工作原理 uo 未并联电容 C uC 2 3 uC 并联电容后uo = uC 二极管电流ID ID (1)电容选取： 大小： = RLC≥（3~5）T/2 耐压：≥ 2 U2 (开路电压最大值) (2) UO = 1. 2 U2 (3) IO = UO / RL (4) ID = IO / 2 (5) UDRM = 2 U2
例、交流电源频率为50HZ,要求使用单相桥式整流滤波电路输出 30ⅴ直流电压、300mA直流电流,则如何选整流、滤波元件? 1、整流二极管的选择I≥D,UaM≥UpM ID=0.5 10=150 mA DRM 2U2=2×(U0/1.2)=35V 二极管参数要求:I1≥150mA,UBM≥35V 查附录二: 2、选择滤波电容 T=1=0.02s 取τ=R1C=5×T/2=0.05s RL= Uo/10=100 Q2 耐压≥2U2=35V C=/R1=5×104F
例、交流电源频率为50HZ，要求使用单相桥式整流滤波电路输出 30V 直流电压、300mA直流电流， 则如何选整流、滤波元件？ 1、整流二极管的选择 IF ≥ ID ，URM ≥ UDRM ID = 0.5 IO = 150 mA; UDRM = 2 U2 = 2 ( UO / 1.2 ) = 35 V 二极管参数要求： IF ≥ 150 mA，URM ≥ 35 V 查附录二： 2、选择滤波电容 T = 1/ f = 0.02 s 取 = RLC = 5 T/2 = 0.05 s ∵ RL = UO / IO = 100 ∴ C = / RL = 5 10-4 F 耐压 ≥ 2 U2 = 35 V
第三节串联型稳压电路v 取样环节:是由R3、R、R组成的/(,2分 串联型稳压电路由取样环节 基准电压、放大环节和调整环节 R 四个部分组成 分压器;通过R调节采样电压U1 基准电压:由V3、R2、R组成; R 放大环节:由V2构成的放大电路,对△(U1-U进行放大; 调整环节:由V1构成;根据放大环节的输出,借助本身C、E间 电压的调整来相应调整Uo,使其保持稳定; 稳压过程 变化来样 BE2 UBE1UcE-Uo反向变化 例如 BE2 BE CEI
第三节 串联型稳压电 路 R1 R2 V3 R3 R4 RP RL Ui Uo UZ V1 V2 串联型稳压电路由取样环节、 基准电压、放大环节和调整环节 四个部分组成； 取样环节：是由R3 、R4、RP组成的 分压器；通过RP调节采样电压U1 ； U1 基准电压：由V3 、R2、RP组成； 放大环节：由V2 构成的放大电路，对△(U1 - UZ)进行放大； 调整环节：由V1 构成；根据放大环节的输出，借助本身C、E 间 电压的调整来相应调整UO，使其保持稳定； 稳压过程 UO变化 采样 UBE2 UBE1 UCE1 UO反向变化 例如 UO U1 UBE2 IB2 IC2 UC2 UBE1 UCE1 IC1 UO
输出电压的调节范围(调节Rp实现) (1)Uomi:Rp位于最上端 Ro+R omn U+ U BE2 R3+ Rp+R4 R3+Rp+Rg 即 (UZ+ UBE2) omIn Rp+R4 (2)U0mx:R,位于最下端 R omax x Uz+ R3+ Rp+R4 ZT UBE2 omax CU+U R3+ Rp+Rg BEZ
Uomin R3 + RP +R4 输出电压的调节范围（调节 RP 实现） （1） Uomin ：RP位于最上端 RP + R4 = U1 = UZ+ UBE2 ≈ UZ 即 Uomin = ( UZ+ UBE2 ) R3 + RP +R4 RP +R4 （2） Uomax ：RP位于最下端 Uomax = ( UZ+ UBE2 ) R3 + RP +R4 R4 Uomax R4 R3 + RP +R4 = UZ+ UBE2
放大环节由集成运放组成的串联稳压电路 基本放大电路采用 R 电压串联负反馈 R R 稳压过程 变化来样 UBE1→UcE1Uo反向变化 例如 BEl CEI
放大环节由集成运放组成的串联稳压电路 R2 V3 R3 R4 RP RL Ui Uo UZ V1 Uf – + + 基本放大电路采用 电压串联负反馈 稳压过程 UO变化 采样 U— UBE1 UCE1 UO反向变化 例如 UO Uf U— UB1 UBE1 UO UCE1 IC1
第四节集成稳压器 主要性能参数 常用集成稳压器 1、三端固定式集成稳压器 W78××系列:输出大小为x×的固定正电压, W78×× 3 0.1 F 0.33uFC1 W79X系列:输出大小为xx的固定负电压, w79×× 0.1uF 0.33uFIO
第四节 集成稳压器 一、主要性能参数 二、常用集成稳压器 1、三端固定式集成稳压器 W78 系列： 输出大小为 的固定正电压， W79 系列： 输出大小为 的固定负电压， W78 C1 C2 0.1F 0.33F Ui Uo 1 3 2 W79 C1 C2 0.1F 0.33F Ui Uo 3 1 2