第十章直流电源简化资料PPT课件
合集下载
第10章 直流电源
IO
UO RL
0.45 U2 RL
(3) 流过二极管电流平均值 ID
ID Io
(4) 二极管承受的最高反向电压 URM
URM 2U2
5. 整流二极管的选择
根据二极管的电流 ID和最高反向电压URM来选择。
选管时应满足：IF ID UR URM
例1 有一单相半波整流电路，已知负载电阻RL=750， 变压器二次侧电压U2=20V，试求Uo，Io及URM，并选 择二极管。
第10章 直流电源
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用 10.2 单相整流电路 10.3 滤波电路 10.4 稳压管稳压电路 10.5 线性稳压电路 *10.6 开关型稳压电路
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
变压
整流
滤波
稳压
交流电源
负载
u1
u2
u3
u4
uo
整流变压器：把交流电压变成符合整流需要的电压。
1. 电路结构
T+
~ u1
u–2 +
D1 iD1
3. 工作波形
u2
2U2
O
io
t
+
u–2
D2 iD2 RL uo –
uo
2U 2
2. 工作原理
t
uD
U2负半周，D2导通，
t
D1截止，uo= -u2
2 2U2 uD2 uD1
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
Uo 0.9U2
Uo
2
1 2π
D1
+
D2 RL
π ο
2U2sin td(t) 2 0.45U2 0.9U2
直流电源的组成及各部分的作用
调整管
+
比较
UI 放大
-
基准 电压
取 RL
样
电
路
++
UO UI
–
T1 R Rc
T2 Dz
+ R1
R2 RL UO
R3
–
• 工作原理
UO UB2 UBE2 IB2 IC2 UB1= UC2=( UI -IC2 RC)
UO=（UI - UCE1） UCE1 IC1 IB1 UBE1
13
UR1.12U2
桥式整流与半波整流在相同的次级电压下，对二极管 的参数要求是一样的，但却可以获得电压更高、脉动成分更 低的输出电压，而且变压器利用率高，所以应用更广泛。
Back Home
9
第3节 滤波电路
7.3.1电容滤波电路
10
7.3.1. 电容滤波
Hale Waihona Puke ~220V 50HzA
+ D4 u2 -
B
D1
2
7.1.1直流电源的组成
2 2 0 V 电 源 整 流 滤 波 稳 压 +
5 0 H z
变 压 器 电 路
电 路
电 路
U o -
7.1.2 各部分的作 用
（1）变压：将AC 220V/50Hz的交流电，变换到直流 电源所需的次级电压；
（2）整流：将正弦波电压转换成单一方向的脉动电压； （3）滤波：滤掉交流分量，保留直流分量，使电压平滑。 （4）稳压：使输出电压稳定，不随负载变化或电网电压 波动而变化。
W117系列产品为输出正电
1 输入端
W117
2
输出端
3 调整端
压可调三端集成稳压器； W137系列产品为输出负电压 可调三端集成稳压器。
直流电源图课件
• 图10.5.3 串联型稳压电路的方框图
• 图10.5.4 用复合管作调整管
• 图10.5.5 稳压管基准电压电路
• 图10.5.6 零温度系数基准电压电路及其等效电路
• 图10.5.7 能隙基准电压电路
• 图10.5.8 限流型过流爱护电路及其输出特性
• 图10.5.9 截流型过流爱护电路及其输出特性
学习材料
返回
13
图10.3.1 单相桥式整流电容滤波电路 及稳态时的波形分析
学习材料
返回
14
RLC不同时的uO的波形
学习材料
返回
15
图10.3.3 电容滤波电路输出电压 平均值的分析
学习材料
返回
16
图10.3.4 电容滤波电路中二极管 的电流和导通角
学习材料
返回
17
图10.3.5 电容滤波电路的 输出特性和滤波特性
学习材料
返回
34
图10.5.7 能隙基准电压电路
学习材料
返回
35
图10.5.8 限流型过流爱护电路 及其输出特性
学习材料
返回
36
图10.5.9 截流型过流爱护电路 及其输出特性
学习材料
返回
37
图10.5.10 调整管的平安工作区爱护电路
学习材料
返回
38
图10.5.11 芯片过热爱护电路
学习材料
学习材料
返回
54
图10.6.1 换能电路的根本原理图 及其等效电路
学习材料
返回
55
图10.6.2 换能电路的波形分析
学习材料
返回
56
图10.6.3 串联开关型稳压电源的结构框图
《直流稳压电源》PPT课件_OK
整流电路为电 容充电
S u0
RL
t
没有电容时的 输出波形
(7-19)
t
a
u1 u1
D4 u2
b
RL接入（且RLC较大）时
u2
忽略整流电路内阻
D1
D3
C
D2
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
u0
流电路不为电容
充电，u0会逐渐下 降。
S RL u0
t
(7-20)
t
a
u1 u1
对直流分量( f=0):XL=0 相当于短路,电压大部分降在 RL上。对谐波分量: f 越高,XL越大,电压大部分降在XL
上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。
当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：
(7-26)
U0=0.9U2
u1
u2
L RL u0
（2）电感滤波的特点:
整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比 较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺 点是电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。
UR
+ -
R2
串联反馈式稳压电路
在运放理想条件下(AV= ri= )：
UO (1 R1 ) UR 1 UR
(7-35)
R2
F
2、采用辅助电源(比较放大部分的电源)。
3、用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。
六 、过流保护 为避免使用中因某种原因输出短路或过载
致使调整管流过很大的电流,使之烧坏故需有快 速保护措施。常见保护电路有两类—— 限流型: 把电流限制在允许范围内,不再增大； 截留型: 过流时使调整管截止或接近截止。
直流电源系统基本原理PPT课件
核容试验要点：
平时蓄电池组并联在整流设备上，长期保持浮充状态，这种电池在长期浮充之后，常常会 出现活性物质脱落、电解液干涸、极板变形、栅极腐蚀及硫化等现象导致蓄电池容量降低甚至 失效。因此原邮电部电信总局颁布的电信电源维护规程第83条规定：蓄电池每年做一次放电深 度为30%~40%的核对性放电试验；每三年做一次放电深度为100%的容量试验，使用六年以后 每年一次。 蓄电池放电期间应每小时测量一次端电压和放电电流。
二、用途与作用
2.1 用途： 主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电 站，和其它工矿企业的变电站（所）等场合。
2.2 作用： 1、为信号设备、继电保护、事故照明及断路器分、合闸操作
提供直流电源； 2、在外部交流电中断的情况下，由蓄电池继续给以上负载提
供直流电源，是一种不间断的电源。 直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性、 安全性。
Uf× N
3h
3h
稳流均充时间 均均充充保维护护时时间间
Ue× N Uf× N
0.01C10A
3h
t
六.直流系统维护
6.1 日常维护
1、 检查各信号灯工作是否正常； 2、每天记录直流屏的运行情况，电压、电流值，若发现异常及时处理； 3、蓄电池组状态检查: （1）保持蓄电池外部清洁（2）观察各电池外观是否有膨胀现象；
４.４调压装置
调节控制母线电压，以向负载提供合适的直流电压。通常采用降压 硅链串接于合闸母线和控制母线之间进行调压，允许范围±2.5%Ue。 可自动或手动调节。
为什么要调压？若控制母线上电压过高，则对长期带电的设备，如继电器、信 号灯等造成损坏或缩短其使用寿命；若控制母线电压过低，则可能导致继电保 护装置和断路器操动机构拒绝动作 。
第10章 直流稳压电源
UO
Ub
出电压Uo的调整
由控制信号输出一定周期T的开关脉冲信号Ub，加 于换能器中的开关调整管的基极上，使其在T1期间导 通T2期间截止，如此重复。输入直流电压Ui被截成一个 个矩形脉冲，由换能器中的滤波电路滤除交流分量后，
输出直流电压Uo为矩形脉冲的平均分量。
可选用四只2CZ11A 整流二极管
a
VD3
＋ u1 － ＋ u2 － VD1 VD4 VD2 RL ＋ uo －
b
如图当整流二极管VD2短路、开路时对输出电 压的大小、波形有何影响？
返回
10.2 滤波电路
电容滤波电路
VD ＋ u1 －
＋ u2 －
+ C
RL
＋ uo －
u2>uC时，二极管导通，电源 在给负载RL供电的同时也给 电容充电，uo= uC 。
为了获得较平滑的输出电压，一般要求
即
RLC ≥
二极管承受的最高反向电压为
T ( 3 ~ 5) 2
U RM 2 2U 2
设计一单相桥式整流电容滤波电路。要求输
出电压48V，已知负载电阻100Ω，交流电源频率
为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。
返回
10.3 直流稳压电路
将不稳定的直流电压变换成稳定且可调的直流 电压的电路称为直流稳压电路。
流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确
定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并 选定相应的整流二极管。 解 （1）当采用半波整流电路时 变压器副边绕组电压有效值为：
可选用2CZ12B
整流二极管
Uo 24 U2 53.3 V 0.45 0.45
整流二极管承受的最高反向电压为： URM 2U2 75.2 V
直流稳压电源的设计与制作PPT课件
感谢您的观看
直流稳压电源的定义和重要性
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压的电源，广泛应用于各种电子设备和系 统中。
由于电子设备和系统的电压需求通常都是稳定的，因此直流稳压电源对于保证设备 的正常运行和稳定性至关重要。
在现代电子技术和通信技术中，直流稳压电源的应用更是无处不在，因此掌握其设 计和制作技术对于电子工程师和相关专业人员来说具有重要意义。
电压调整率
在输入电压变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
负载调整率
在输出电流变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
测试方法与步骤
纹波电压
在空载条件下，测量输出电压的纹波电 压应小于输出电压的1%。
VS
温度稳定性
在25℃±5℃的条件下，测量输出电压的变 化率应小于±0.1%。
输出电流的确定
总结词
输出电流是衡量直流稳压电源负载能力的重要指标，应根据实际负载的需求进行选择。
详细描述
在确定输出电流时，需要考虑最大负载电流和平均负载电流。最大负载电流是指电源能够提供的最大电流值，而 平均负载电流则是根据实际使用情况来确定的电流值。选择合适的输出电流能够确保电源在各种负载条件下都能 稳定工作。
布线设计
根据电路的电流和电压要求，选择合 适的导线规格和布线方式，确保电路 的电气性能和可靠性。
焊接与调试
焊接技巧
掌握焊接的基本技巧和方法，确保元器件焊接牢固、美观。
调试步骤
根据电路原理，进行调试操作，检查电路的性能指标是否符 合设计要求，并进行必要的调整和优化。
05 直流稳压电源的性能测试
测试方法与步骤
06 直流稳压电源的应用与展 望
应用领域与实例
直流稳压电源的定义和重要性
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压的电源，广泛应用于各种电子设备和系 统中。
由于电子设备和系统的电压需求通常都是稳定的，因此直流稳压电源对于保证设备 的正常运行和稳定性至关重要。
在现代电子技术和通信技术中，直流稳压电源的应用更是无处不在，因此掌握其设 计和制作技术对于电子工程师和相关专业人员来说具有重要意义。
电压调整率
在输入电压变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
负载调整率
在输出电流变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
测试方法与步骤
纹波电压
在空载条件下，测量输出电压的纹波电 压应小于输出电压的1%。
VS
温度稳定性
在25℃±5℃的条件下，测量输出电压的变 化率应小于±0.1%。
输出电流的确定
总结词
输出电流是衡量直流稳压电源负载能力的重要指标，应根据实际负载的需求进行选择。
详细描述
在确定输出电流时，需要考虑最大负载电流和平均负载电流。最大负载电流是指电源能够提供的最大电流值，而 平均负载电流则是根据实际使用情况来确定的电流值。选择合适的输出电流能够确保电源在各种负载条件下都能 稳定工作。
布线设计
根据电路的电流和电压要求，选择合 适的导线规格和布线方式，确保电路 的电气性能和可靠性。
焊接与调试
焊接技巧
掌握焊接的基本技巧和方法，确保元器件焊接牢固、美观。
调试步骤
根据电路原理，进行调试操作，检查电路的性能指标是否符 合设计要求，并进行必要的调整和优化。
05 直流稳压电源的性能测试
测试方法与步骤
06 直流稳压电源的应用与展 望
应用领域与实例
直流稳压电源(总)PPT演示课件
O（AV）
0.45U 2 R
L
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
U 2U
R max
2
对于二极管最大整流平均电 流IF和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证 二极管安全工作。
I
1.1IO（AV）＝1.1
2U 2
F
2
R
L
U 1.1 2U
R
2
13
如何实现正、负电源？
滤波电容容量较大，一般采 用电解电容器。
电容滤波电路利用电容的充放 电作用，使输出电压趋于平滑。
(b)理想情况下的波形 (c)考虑整流电路内阻时的波形
16
动画avi\15-2.avi 动画avi\15-3.avi
一、滤波原理 （电容器的充、放电）
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
L
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
U 2U
R max
2
对于二极管最大整流平均电 流IF和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证 二极管安全工作。
I F
1.1IO（AV）＝1.1
2U 2
R
L
U 1.1 2U
R
2
9
10.2.2 单相桥式整流电路
在实用电路中，多采用全 波整流电路，最常用的是 单向桥式整流电路
直流稳压电源
1
直流稳压电源
• 直流电源的组成及各部分作用 • 整流电路 • 滤波电路 • 稳压二极管稳压电路 • 串联型稳压电路 • 开关型稳压电路
2
本章重点和考点：
1.重点掌握整流、滤波和稳压的流程及参数的计算 。 2.掌握串联型稳压电路原理及集成稳压器的使用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
S
+ –
uo
RL
t
有电容时
整流的输
出波形
t
3、电容滤波电路的特点
(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。
一RL般C 取愈τ大dR电LC容器(3放电5)T愈2慢(T:电纹源波电减压小的周V期o)愈大
近似估算:Uo=1.2U2。
Uo
t
(2) 流过二极管瞬时电流很大。 RLC 越大 Uo越高 负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大
小，用来衡量整流电路输出平滑程度。
S= VOr / VO（AV)
u
谐波电压
2U
总有效值
直流电压
t
2U
10
2 等选效择整电流路二极管所需参数：
流过管子正向平均电流值ID（AV）---- IF
管子所承受最大反向电压VRM ---- VBR
三、 单相整流电路：
利用二极管的单向导电性
1 单相半波整流电路 2 单相桥式整流电路
故一般选管时，取 IDF(2~3)I2L(2~3)1 2U RL o
Uo
视频
t
24
10.2 稳压电路
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， 但是带负载能 力差，一般只 提供基准电压， 不作为电源使 用（自学）。
以下主要讨 论线性串联 式稳压电路
效率较高， 目前用的也 比较多，但 因学时有限， 这里不做介 绍。
本节主要介绍常用的W7800 (W7900)系列三端 集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。
电路内部附有短路和过热保护环节。
1. 外形及引脚功能
塑料封装
2 —输出端 3 —公共端 1—输入端 W78XX系列稳压器外形 输出正电压
2 —输出端 3—输入端 1 — 公共端
W79XX系列稳压器外形 输出负电压
S V22 VL2 0.483 VL
平均整流电流
ID1
ID3ID2ID4
1 2
IL
0.45V2 RL
最大反向电压 VRM 2V2
视频
10.1 小功率整流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1、概述
利用储能元件电容两端的电压(或通过电 感中的电流)不能突变的特性（电抗元件的储 能作用）, 滤掉整流电路输出电压中的交流成 份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波 形的目的。
一、 硅稳压二极管稳压电路
利用稳压二极管的 反向击穿特性。
由于反向特性陡直， 较大的电流变化，只 会引起较小的电压变 化。
硅稳压二极管稳压电路
二、 三端集成稳压器
随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应 用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高， 使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电 源只有输入，输出和公共引出端，故称之为集成三 端稳压器。
理论、实践、硬件、软件
n 没有理论，就没有翅膀，无法腾飞 n 没有动手，就没有双脚，无法落地
n 流水灯是编程练习的起步；键显处理是分水岭
第十章 直流电源 引言 10.1 小功率整流滤波电路
10.1.1 单相桥式整流电路
10.1.2 滤波电路
10.2 稳压电路
基本要求
第十章 直流电源1、熟悉单相整流电路和电容滤波电的工作原理+ –
~+~-
三. 单相整流电路
1.半波整流电路
+ –
Ta
D
+
u1
u2
io RL
uo
– b
u2 >0 时: 二极管导通，忽略二 极管正向压降，
uo=u2
u2<0时: 二极管截止, uo=0
为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
2. 桥式整流电路
u1
T-
D3
u2
D1
+ RL
D4
u0
+
- D2
D2、D3 导通， D1 、D4截止
2. 桥式整流电路
3）工作波形 ui
2U 2
t
2U 2
2. 桥式整流电路
4）指标计算
V O(A V V L ) 10 π
2V 2si n td t
2
2
V
2
0.9V2
IL
VL RL
0 .9V 2 RL
脉动系数
10.1.1 单相整流电路 10.1.2 滤波电路
8
10.1.1 单相整流电路
一、整流电路的任务： 交流电压转变为单向脉动的电压。
u
2U
t
2U
二、技术指标：
1 衡量整流工作性能的参数
输出电压平均值VO（AV）----反映整流电路将交流电压
转换为直流电压的能力。
脉动系数S----反映整流输出电压中交流成分的大
C
S +
–
uo
D2
RL
b
u2
设t1时刻接 通电源
整流电路 为电容充 电
t1 uo
充电结束
t
没有电容 时整流的 输出波形
t
2） RL接入时
a
整流输出电压 u1
<电容电压时， 二极管截止， 电容经负载放电
整流输出电压
>电容电压时，
u1 u2
b u2
二极管D1、D3导通，
电容被充电
uo
D4
D1
D3
C
D2
2、集成三端稳压器分类：
CW78LXX
输出电流最大为150mA
可调式（CW317正电压、CW337负电压）
三端C集W成78MXX 稳压器
输C出W电21流7 最大为50C0mWA237
CW117
CW137
CW78XX 固定式（输78出正电电流压最系大列为、17.59A负电压系列）
注：型号后XX两位数字代表输出电压值
固定集成三端稳压器：
输出额定电压值有如下系列: 5V、9V、12V 、15V、18V、 24V等 。
3. 性能特点（7800、7900系列）
n 输出电流超过 1. 5 A（加散热器） n 不需要外接元件 n 内部有过热保护 n 内部有过流保护 n 调整管设有安全工作区保护 n 输出电压容差为 4%
1）电路组成：由四个二极管组成桥路
T
u1
D3
u2
D1
RL
D4
uo
D2
+ D1 D2
RL
+
u2
uo
u2
uo
D3 D4
–
–
2. 桥式整流电路
2）工作原理
u2正半周时电流通路
T
u1
+ D3
u2
D1
D4
–
D2
+ RL
uo
–
D1 、D4导通， D2、D3截止
2. 桥式整流电路
2）工作原理
u2负半周时电流通路
2、掌握集成三端稳压器应用电路
引言
直流稳压电源的作用
将交流电网电压转换为直流，为放大电路提供直流 工作电源。
组成
u1
整 u2 流 u3
滤 波 u4
稳 压 uo
电
电
电
路
路
路
变压器： 降压
整流：交流变脉动直流 滤波： 滤除脉动
稳压： 进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力
10.1 整流与滤波电路
18
10.1.2 滤波电路
1、概述
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）电感电容滤波电路（倒L型） （c）型滤波电路
2、原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其 电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
1） RL未接入
a
u1 u1
u2
D4 D1
D3