第10章直流穩(wěn)壓電源

穩(wěn)壓電源（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定輸出電壓的一種電子設(shè)備。

穩(wěn)壓電源所要達(dá)到的效果：輸出電壓與供電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化等無(wú)關(guān)。理想的穩(wěn)壓源應(yīng)是輸出內(nèi)阻為零的恒壓源。而實(shí)際是內(nèi)阻很小的電壓源。內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

穩(wěn)壓電源一般是電子系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立組成部分，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的電路部件。第10章直流穩(wěn)壓電源10.3濾波電路10.4穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路10.2整流電路10.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電路10.6三端集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用10.1直流穩(wěn)壓電源的組成10.1直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定而且大小合適的直流電壓。u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓10.2整流電路整流電路的作用:把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閱螛O性的脈動(dòng)電壓。常見的整流電路：

半波、全波橋式和三相整流電路等。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦浴?0.2.1單相半波整流電路2.工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；3.工作波形

u負(fù)半周，Va<Vb，二極管D截止。1.電路結(jié)構(gòu)–++–aDuoubRLioutOuoOuDO4.參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過(guò)二極管電流平均值(整流電流)

ID(4)二極管承受的最高反向電壓UDRM10.2.2單相橋式整流電路3.工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLuiouo1234ab+–+–－uuD1uD3－－2.工作原理

u正半周，Va>Vb，二極管1、3導(dǎo)通，2、4截止。

u

負(fù)半周，Va<Vb，二極管2、4導(dǎo)通，1、3截止。截止4.參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過(guò)每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRMU有效值例1：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐?，已知交流電網(wǎng)電壓為380V，負(fù)載電阻RL=80，要求負(fù)載平均電壓Uo=110V，則(1)如何選擇二極管；(2)試求變壓器的變比和容量。解：(1)RLUIoUo1234ab+–+–變壓器二次側(cè)電流有效值：變壓器容量

S=UI=134

1.55=208(VA)可選用二極管2CZ55E，其最大整流電流1A，反向工作峰值電壓為300V。(大1倍左右較保險(xiǎn)）變壓器二次側(cè)電壓有效值U

1.1×122134(V)(2)1.55(A)怎么計(jì)算？10.2.3三相橋式整流電路1.三相整流電路D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––o三相變壓器原繞組采用“三角形”聯(lián)接，副繞組采用“星形”聯(lián)接。共陽(yáng)極組共陰極組在t1~

t2

期間a點(diǎn)電位最高，D1導(dǎo)通；b點(diǎn)電位最低，D4導(dǎo)通。負(fù)載兩端電壓為線電壓uab。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o2.工作原理uouaubuC2uoot1t2t3t4t5t6t7t8t9t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo2.工作原理結(jié)論：

在一個(gè)周期中，每個(gè)二極管只有(1/3)的時(shí)間導(dǎo)通（導(dǎo)通角為120°)。負(fù)載電壓為導(dǎo)通的兩相之間的線電壓。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––

ououaubuC23.參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過(guò)每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM作業(yè)：P56910.610.810煩.3濾波憑電路交流物電壓漆經(jīng)整濾流后釘輸出南為單極蒸性的仿脈動(dòng)盡電壓，其肺中既濃有直蹤蝶流成星份又烈有交知流成李份。濾波鏈電路近的作肥用：整流乘后利喪用電功容或白電感駐元件趨濾掉肥輸出裹電壓醋中的該交流蹄成份之，保千留其燦直流坊成份仇，從貍而達(dá)炭到使郵輸出愧電壓前波形普平滑蜘的目妹的。濾波唐方法碗：將電毫容與蝦負(fù)載RL并聯(lián)，或?qū)㈣F電感啟與負(fù)甚載RL串聯(lián)登，等鋼等。10標(biāo).3食.1電容壇濾波植電路工作長(zhǎng)原理為：當(dāng)u>uC時(shí)，二禁極管仁導(dǎo)通灶，電源粉在給扣負(fù)載RL供電片的同夾時(shí)也菊給電夾容充章電，uC逐漸閑增加所，直冤至uo=uC=u。當(dāng)u<uC時(shí)，二隨極管每截止焦，電酷容通肯過(guò)負(fù)振載RL放電吹，uC按指袋數(shù)規(guī)談律下沉降，很直至uo=uC=u。+Cici–++–aDuoubRLio=uC電壓橫波形領(lǐng)：uoutOtO1.半波即整流頃電容貴濾波2.橋式葡整流景電容素濾波C越大球，RL越大串，τ放電將越長(zhǎng)，曲盜線越砌平滑伸，脈熱動(dòng)越覽小。內(nèi)阻使（1）電魯壓平嬌均值UO（AV）的估撞算若負(fù)載堆開路UO（AV）＝？把輸倆出電姥壓近晚似為鬧鋸齒綁波，墓則充電鹽很快盈，放好電很戒慢（2）輸出帖電壓包的脈賺動(dòng)系躁數(shù)輸出膊電壓佩為直恨流分仿量疊薦加一農(nóng)些交集流分專量。其中圾交流套分量恩的峰宿值與綿直流滾分量所的比器值，待稱為怨脈動(dòng)岡系數(shù)部。交流因分量鍋的峰棋值旗？直流主分量脈動(dòng)專系數(shù)（3）整流二極瘋管的監(jiān)導(dǎo)通杜角導(dǎo)通孟角無(wú)濾疤波電回容θ＝π。有濾徑波電份容θ<π，導(dǎo)通揮角減厭小，把將導(dǎo)租致二搞極管攏的峰第值電蠢流增脈大！3.濾波斃電容互值的瞧選擇(T—電源輸電壓久的周角期)RLC越大電容栽器放棟電越列慢。輸出性電壓撲的平恒均值Uo越大列，脈戀動(dòng)越襲小。輸出南電壓擺平均躁值的得估算論：Uo=雹1.挽2U2(橋式像）Uo=辣1.盾0U2（半波刑）但是胡，隨障著RLC增大恒，導(dǎo)踢通角業(yè)越來(lái)堪越小袍，通踐過(guò)二筐極管偽的峰電值電救流越渣來(lái)越找大。已知配負(fù)載兇電阻RL，可宇根據(jù)蒼上式意確定散濾波輸電容猶的值例。(1炕)外特鼓性曲彩線有電勇容濾波1.額4U無(wú)電容濾波0.45UUooIO結(jié)論采用濁電容宜濾波扯時(shí)，輸出敲電壓引受負(fù)準(zhǔn)載變測(cè)化的糞影響竊較大，即的帶負(fù)輛載能品力較油差。因此紙，電舌容濾幻玉波只拉適合汽于要農(nóng)求輸泉出電運(yùn)壓較權(quán)高而負(fù)載收變化蜘較小的場(chǎng)淡合。+CicI–++–aDUoUbRLIo4.電容堂濾波低電路部的特執(zhí)點(diǎn)(2長(zhǎng))流過(guò)逃二極倚管的項(xiàng)瞬時(shí)蛾電流培很大選二我極管杏時(shí)，飼要選零擇其秤最大悼整流貞電流IOM>ID。RLC越大ＵO越高述，則IO越大。而禾且RLC越大團(tuán)，整流舞二極婆管導(dǎo)凳通時(shí)棋間越煌短iD的峰可值電冠流越挨大。iDtuotOO例：已知觸單相除橋式疲整流練濾波耍電路牙的電倆源頻居率f=5您0H指z，負(fù)載氧電阻RL=章20科0，要求雨直流語(yǔ)輸出揮電壓Uo=3渴0V，如儲(chǔ)何選俯擇整臉流二猾極管口及濾錄波電御容器州？1.選擇飽整流哄二極乎管二極雁管承帝受最贈(zèng)高反耍向電滔壓變壓威器二教次側(cè)障電壓戒有效遣值

URLUo++––~+C解：可以切選用行二極傅管2C燙Z5姜2BIOM=1等00石mA，UDR純M=5廈0V例：已知鉛單相僚橋式斑整流侵濾波通電路項(xiàng)的電鋤源頻攏率f=5啄0H頂z，負(fù)載枯電阻RL=肉20虹0，要求縣直流動(dòng)輸出略電壓Uo=3孔0V，如銀何選裹擇整危流二朽極管惕及濾波那電容氏器。選取RLC=干5T/賠2RL=吳20導(dǎo)0

URLUo++––~+C2.如何恐選擇均濾波架電容裹器？可選游用C=2薦50F，耐壓暑為50善V的電券容器蒙。當(dāng)回清路電錄流減獲小時(shí)勻，感頸生電長(zhǎng)動(dòng)勢(shì)隨阻礙了電流帶的減劃小，箱從而鳴增大了二極州管的荷導(dǎo)通口角，減像小了寸沖擊捆電流。10貸.3蒙.2電感妙濾波卵電路10券.3差.3電感愈電容下（LC）濾不波1.電路噸結(jié)構(gòu)L

uRLuo++––~+C2.濾波霸原理對(duì)于靈直流屢分量部，XL=0，L相當(dāng)釀?dòng)诙檀?。痰高頻輸分量耀的電潤(rùn)壓則括主要?jiǎng)萁德涑杏贚上，f越高隊(duì)，XL越大痕。因此擇，在負(fù)側(cè)載上逢將得襯到比閃較平螺坦的糠直流掏電壓拉。LC濾波蔥器適謎合于萬(wàn)要求沸輸出囑電壓植脈動(dòng)群較小切、電嗓流較臥大的室場(chǎng)合舅，也艙較適幼合于過(guò)高頻也信號(hào)丟的濾悟波。10團(tuán).3德.4形濾波1.狼形LC濾波濾波盾效果導(dǎo)比LC更好爸，但龍二極賺管沖醋擊電腿流較令大。比漸形LC濾波層體積副小、終成本珍低。LuRLuo++––~+C2+C12.淚形RC濾波RuRLuo++––~+C2+C1R越大非，C2越大孫，濾波基效果伯越好盛。但R較大將待增加岡直流岡壓降葵，導(dǎo)被致負(fù)贊載電怠流較妖小。假設(shè)叮兩點(diǎn)美：①兇負(fù)載明開路冷，②C1放電塊較慢繁，C2充電春很快哪。u2負(fù)半愈周，對(duì)C2充電鄉(xiāng)豐：P→菌D2→C2→A，最挑終？u2正半惠周，悶對(duì)C1充電捷：A→資D1→C1→B，最終P10洋.3誕.5倍壓進(jìn)整流電路C1>>葛C2多倍意壓整獻(xiàn)流電東路C1>>旬C2>>線C3>>滔……鉗Ck>>趁C