电工电子学第十章魏红,张畅.ppt

第10章 直流电源电工电子学1 10．1 直流稳压电源图10.1.1为直流稳压电源的原理框图。交流电源电压经整流变压器变换为整流所需要的电压，通过整流电路变换为单向脉动的直流电压，再由滤波电路滤除其中的交流分量，最后经稳压电路得到稳定的直流电压。 图10.1.1 直流稳压电源的原理框图2 10.1.1 单相桥式整流电路将交流电转换为直流电的过程称为整流。利用二极管的单向导电性，可用来组成整流电路。整流电路按所接交流电源的相数可分为单相整流电路和三相整流电路。单相整流电路又可分为半波、全波、桥式和倍压整流等几种电路形式。 （a）电路 （b）波形 图10.1.2 单相桥式整流电路3 单相桥式整流电路如图10.1.2（a）所示。变压器将电网交流电压 变换成整流电路所需要的交流电压 ，设 ，四只整流二极管D1～D4联结成电桥的形式，故称为桥式整流电路， 是负载电阻。在U2的正半周（a点为正，b点为负），二极管D1、D3处于正向偏置而导通，D2、D4处于反向偏置而截止，电流的通路为 ，忽略二极管的正向压降，负载上的压降为 。4 10.1.2 滤波电路整流电路的输出电压虽是方向不变的直流电压，但仍有脉动成分，即交流成分，为了减小输出电压的脉动，必须在整流电路的输出端加上滤波电路。（a）电路 （b）波形 图10.1.3 单相桥式整流滤波电路5 10.1.3 稳压电路整流滤波电路输出电压会随交流电源电压的波动、负载的变化而变化，要得到稳定的输出电压还需加上稳压电路。稳压电路通常可分为并联稳压、串联稳压、集成稳压电路。图10.1.4 单相桥式整流、滤波、稳压电路6 由稳压管构成的稳压电路是最简单的一种并联稳压电路，其输出电压不可调，如图10.1.4所示。经整流滤波所得到的直流电压 ，再经过限流电阻 R和稳压管 构成的稳压电路接到负载 上。7 随着半导体技术的发展，集成稳压器得到迅速发展。将功能较为完善的稳压电路制作在一块芯片上就构成了集成稳压器。它具有体积小，重量轻，使用方便，可靠性高，价格低等优点，得到了广泛的应用。集成稳压器的种类较多，下面仅介绍使用较多的三端集成稳压器。 图10.1.5 三端固定式集成稳压器外形图8 三端集成稳压器因有输入端，输出端和公共端三个引出端而得名。如图10.1.5所示。它有正电压输出的W7800和负电压输出的W7900两大系列。输出电压有5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V等不同电压规格，型号的后二位数值表示输出电压值，如W7815的输出电压为15V，W7909的输出电压为-9V。除了固定输出的集成稳压器外，还有输出电压可调的三端可调稳压器。稳压器使用时输入端和输出端各接有电容器 和 ，用来减小输入输出电压的脉动和改善负载的瞬态响应。 一般在0.1～1μF之间，如0.33μF； 可用1μF。如图10.1.6所示。9 （a） （b） 图10.1.6 三端固定式集成稳压器的接法10 集成稳压器的主要参数有：（1）输出电压 即集成稳压器的稳定输出电压。（2）电压调整率 又称稳压系数，用输出电压的相对变化量与对应的输入电压的相对变化量之比来表示，即（3）最小电压差 为维持稳压所需要的 与 之差的最小值。（4）最大输入电压 保证稳压器正常工作的最大输入电压。（5）最大输出电流 11 输出固定正电压和输出固定负电压的稳压电路如图10.1.7和图10.1.8所示，实际应用时要注意电容的极性。 图10.1.7 输出固定正电压的电路12 图10.1.8 输出固定负电压的电路同时输出正、负电压的电路如图10.1.9所示。 图10.1.9 同时输出正、负电压的电路13 当所需的输出电压高于集成稳压器固定输出电压时，可采用图10.1.10所示电路来提高输出电压。可见，电阻 R两端电压为稳压器的固定输出电压，稳压电路的输出电压为 图10.1.10 提高输出电压的电路14 10.2 晶闸管和可控整流电路 整流二极管整流电路的输出电压平均值Uo与输入交流电压有效值U2的比值固定不变。若想调节输出直流电压，只能通过改变变压器副边电压u2来