第18章 直流稳压电源PPT课件

PARALLEL模式（并联跟踪模式）：副 电源与主电源通过内部并联，不能单独 调节副电源电压，其电压跟踪主电源。
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怎样使用
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直流稳压电源使用示范
• 测试汽车电压调节器 参考资料：
• 测试电路 测试、充电 • 充电
作用
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Hunan province ห้องสมุดไป่ตู้ongshun County vocational education center
怎样使用 使用前，仔细阅读使用手册 注意将电源电压转换开关设置合适位置 插上电源线并连接好电源
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负载 变化
电源电压 变化
输出电压 保持稳定
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什么是直流稳压电源
实验室常用稳压电源如下图 ：
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A 单路可调稳压电源
B 双路可调稳压电源
它们既能 稳压，又能稳流，如果设置了限制电流，当负载电流超过 限制时，就会由 稳压模式转为稳流模式，给负载 提供双重保护
14V的电压调节器， 当可调电源电压
大于14V时，它应该 能切断F端子的电流
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注意事项： ●1、确保输入电源电压正确。
●2、使用时注意保持通风散热。 ●3、可以先接负载再开机，但要注意 预置电压不要超过负载额定电压。

电压调整率
电压调整率
指在一定的输入电压范围内，输出电压的变化量与输入电压 变化量的比值。它是衡量电源对输入电压变化的适应能力的 重要指标。
性能要求
理想的电压调整率应为零，即输入电压变化时输出电压应保 持不变。但在实际应用中，由于各种因素的影响，电压调整 率不可能为零。因此，需要选择具有较小电压调整率的电源 ，以保证电子设备的性能稳定。
分类与用途
分类
根据不同的分类标准，直流稳压电源可分为线性稳压电源、开关稳压电源等类型 。
用途
直流稳压电源广泛应用于电子设备、仪器仪表、通信设备、工业自动化等领域， 为各种电子元器件和设备提供稳定的直流电源，保证其正常工作和性能。
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直流稳压电源的组成
电源变压器
01
02
03
作用
将电网中的交流电压转换 成较低的交流电压，为整 流电路提供合适的输入电 压。
纹波电压
纹波电压
指直流稳压电源输出电压中的交流成 分，表现为一定频率的波纹状波动。 它是衡量电源性能的重要指标之一， 对电子设备的正常工作具有重要影响 。
抑制能力
纹波电压的抑制能力是指电源输出电 压中纹波电压的幅度与主输出电压的 比值。抑制能力越高，纹波电压越小 ，电源的性能越好。
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直流稳压电源的应用
直流稳压电源能够为这些设备提供稳定的直流电，确保电力 系统的安全和稳定运行。
05
直流稳压电源的发展趋势与展望
高效率、高稳定性
总结词
随着能源问题的日益突出，直流稳压电 源的高效率和稳定性成为了研究的重要 方向。
VS
详细描述
为了提高能源利用效率和系统稳定性，研 究者们不断探索新型的转换拓扑结构和控 制方法，如采用软开关技术、多模式控制 策略等，以实现高效稳定的直流稳压电源 。

第18章 直流稳压电源
18.1 整流电路 18.2 滤波器 18.3 直流稳压电源
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第18章 直流稳压电源
本章要求： 1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及
参数的计算; 2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作
原理; 3. 了解集成稳压电路的性能及应用。
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第18章 直流稳压电源
小功率直流稳压电源的组成
变压
整流
滤波
交流电源
稳压 负载
u1
u2
u3
u4
uo
功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压
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18.1.1 单相半波整流电路
1. 电路结构 Tr a D io
3. 工作波形 u
+
+
2U
u
RL uo
–
–
O
t
b
uo
2. 工作原理
2U
+ 4
1 +
2U
－b u–
3
uo RL
2 –－
uo
t
2U
2. 工作原理
t
u 正半周，Va>Vb，二
uD
极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。
2U uD2 uD4
t
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18.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构
－a + 4
1
io
+
3. 工作波形 u
2U
u
+b – 3
uo RL
2 –－
uo
t

U DRM
可选用二极管2CP11 2U 2 25 35 V I =100mA U OM RWM =50V
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例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频 率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压 Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。 解：2. 选择滤波电容器 ~ 取 RLC = 5 T/2 1 50 RLC 5 0.05 S 2 已知RL = 50 + u – +
(5) 变压器二次电流有效值 I
I
1 2π U 2 ο ( I msin t ) d t RL 1.11Io 2π
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桥式整流电路的优点： (1) 输出直流电压高； (2) 电源利用率高。 目前，半导体器件厂已将整流二极管 封装在一起，制成整流桥模块，这些 模块只有交流输入和直流输出4根引线。 优点：减少接线，提高了可靠性，使 用方便。
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~
+ u _

D2 D3
D1
D4
+ RL uo _
如果D2或D4接反 则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流 经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因 此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。
如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1 或D3也将因电流过大而烧坏。
U DRM 172 V I D 1 A
可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为1A， 反向工作峰值电压为300V（344V）。
220 变压器二次电压 U 122 V 变比 K 1.8 122 变压器二次电流有效值

组成的复合管，共有四种类型。
图10.7 由两只三极管组成的四种类型的复合管
当由于电源电压上升引起输出电压上升时，稳压过程由下列式子给出： Ui↑→Uo↑→Ub2↑→Ic2↑→Uc2↓→Ub1↓→Ube1↓→Uce1↑→Uo↓。 其实这个稳压过程的实质，就是电路的负反馈电路在起作用。 三极管串联调整型稳压电路的优点是：稳压效果好，带负载能力大，输出电压在一定范围内可调。
如果用三极管来代替限流电阻，就构成了三极管串联调整型稳压电路，如图10.3所示。
图10.3 最简单的三极管串联调整型稳压电路
2. 三极管串联调整型稳压电路的稳压过程 三极管串联调整型稳压电路的稳压过程如下： 当负载不变、输入电压Ui升高时，会引起输出电压Uo变高。由于稳压二极管两端的电压基本不变，所以b点的电压也基本不变，Ube=Ub-Uo值变小，根据三极管得输出特性，基极电流Ib和集电极电流Ic都要减小，导致Uce变大，于是抵消了Uo的升高，保持输出电压值基本稳定。当负载不变、输入电压Ui降低时，稳压过程与上述相反。 当输入电压不变、负载电流变大时，电流在电源内祖上的压降增加，会引起输出电压Uo降低。由于Ub基本不变，则Ube=Ub-Uo值变大，导致Uce跟随着变小，于是抵消了Uo的降低，保持输出电压值基本稳定。当输入电压不变、负载电流变小时，稳压过程与上述相反。
输出电压由下式决定： 一个输入直流电压为UI＝15V、输出直流稳定电压为8～12V、最大负载电流为I0max＝3A的实际电路如图10.8所示
图10.8 实用的三极管串联调整型稳压电路
1．三端固定输出式集成稳压器系列 常用的三端固定输出式集成稳压器有输出为正电压的W78××[u1] 系列和输出为负电压的W79××系列。如图10.9所示，为W78××系列的外形、电路符号及基本接法。W78××系列三端稳压块的输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V共七种规格，型号的后两位数字表示其输出电压的稳压值。例如，型号为W7805和W7812的集成块，其输出电压分别为5V和12V。 同一种规格的三端稳压块，在输出电流的大小上也有所不同，例如标注为7805、78M05和78L05的三端稳压块，其输出稳压值都是5V，但输出电流分别为1.5A、0.5A和0.1A（这个电流值都是指在满足一定散热条件下的最大输出电流值）。 W79××系列的稳压块其输出电压的规格与W78××系列相同，但其管脚功能与W78××系列不同。79××系列稳压块的1脚是输入端，2脚为接地端，3脚为输出端。79××系列稳压块的1脚是接地端，2脚为输入端，3脚为输出端。在使用时要特别引起注意。 [u1]此处的“W78××和W7９××”是否应改为“ＣW78××和ＣW7９××”？也可以不该，带C的是中国产的。

确定电源需求
明确输出电压、电流范围及精度 要求。
选择电源拓扑结构
根据需求选择合适的电源拓扑， 如线性电源、开关电源等。
设计步骤与注意事项
设计电路
根据所选拓扑结构，设计电源主电路、控制电路和保护电路。
元器件选择与参数计算
根据电路设计，选择合适的元器件，并计算其参数值。
制作电路板
根据电路设计，绘制PCB板图，并制作电路板。
调整管
调整管的作用
在可调直流稳压电源中， 调整管负责调节输出电压 的大小。
调整管的类型
常见的调整管有晶体管和 场效应管等，根据具体电 路需求选择合适的调整管 。
工作原理
根据输出电压的变化，调 整管进行导通或截止的调 节，从而控制输出电压的 大小。
取样电路
取样电路的作用
取样电路用于检测输出电压的大 小，并将检测结果反馈给调整管
应用领域
电子设备
电力电子
可调直流稳压电源在电子设备领域中 应用广泛，如电视机、电脑、音响等 设备的电源供应。
在电力电子领域，可调直流稳压电源 可用于各种电力控制设备和电机驱动 器的电源供应，实现电力的稳定控制 和调节。
仪器仪表
在仪器仪表领域，可调直流稳压电源 常用于各种测试设备和计量仪表的电 源供应，以保证测试结果的准确性和 稳定性。
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电磁兼容性
电源应具有良好的电磁兼容性，以减少对其他设 备的干扰。
纹波抑制比
纹波抑制比
纹波抑制比是衡量电源抑制输出电压中纹波能力的重要指标。
响应时间
响应时间是衡量电源对负载变化响应速度的指标。
过载保护
电源应具备过载保护功能，以防止过载对电源和设备造成损坏。
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可调直流稳压电源的设计 与制作