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1、7.2 濾波器,交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成份又有交流成份。 濾波原理：濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性, 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。 方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))。,7.2.1 電容濾波器 1. 電路結(jié)構(gòu),2. 工作原理,u uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電， uC 增加，uo= uC 。,u uC時(shí)，二極管截止，電容通過負(fù)載RL 放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降， uo= uC 。,= uC,3. 工作波形,二極管承受的最高反向電壓

2、為 。,動(dòng)畫,4. 電容濾波電路的特點(diǎn),(T 電源電壓的周期),(1) 輸出電壓的脈動(dòng)程度與平均值Uo與放電時(shí)間 常數(shù)RLC有關(guān)。,RLC 越大 電容器放電越慢 輸出電壓的平均值Uo 越大，波形越平滑。,近似估算?。?Uo = 1. 2 U ( 橋式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）,當(dāng)負(fù)載RL 開路時(shí)，UO ,為了得到比較平直的輸出電壓,(2) 外特性曲線,有電容濾波,1.4U,結(jié)論,采用電容濾波時(shí)，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。 因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場(chǎng)合。,(3) 流過二極管的瞬時(shí)電流很大,選管時(shí)一般取： IOM =2 I

3、D,RLC 越大O 越高，IO 越大整流二極管導(dǎo)通時(shí)間越短 iD 的峰值電流越大。,例：,有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率 f=50Hz，負(fù)載電阻 RL = 200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。,流過二極管的電流,二極管承受的最高反向電壓,變壓器副邊電壓的有效值,解：1. 選擇整流二極管,可選用二極管2CP11,IOM =100mA UDRM =50V,例： 有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率 f=50Hz，負(fù)載電阻 RL = 200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。,取 RLC = 5 T/2,已知RL = 50,解：

4、2. 選擇濾波電容器,可選用C=250F，耐壓為50V的極性電容器,7.2.2 電感電容濾波器,1. 電路結(jié)構(gòu),2. 濾波原理,對(duì)直流分量: XL=0 ，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量: f 越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。,當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。,LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合，用于高頻時(shí)更為合適。,7.2.3 形濾波器, 形 LC 濾波器,濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。,比 形 LC 濾波器的體積小、成本低。, 形 RC 濾波

5、器,R 愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R 大將使直流壓降增加，主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合。,7.3 直流穩(wěn)壓電源,穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。 穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實(shí)際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。 穩(wěn)壓電路是整個(gè)電子系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，也可以是一個(gè)獨(dú)立的電子部件。,7.3.1 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,2. 工作原理,UO = UZ IR = IO + IZ,RL(IO) IR ,設(shè)UI一定，負(fù)載RL變化, UO (UZ ) , IZ

6、,1. 電路,限流調(diào)壓,穩(wěn)壓電路,7.3.1 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,2. 工作原理,UO = UZ IR = IO + IZ,UI UZ ,設(shè)負(fù)載RL一定， UI 變化, IZ , IR ,1. 電路,3. 參數(shù)的選擇,(1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) ICM(3) UI = (2 3) UO,(4),為保證穩(wěn)壓管安全工作,為保證穩(wěn)壓管正常工作,適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。,7.3.2 恒壓源,由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒壓源。,反相輸入恒壓源,同相輸入恒壓源,改變 RF 即可調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓。,7.3.3 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,1. 電路結(jié)構(gòu)

7、,串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分組成。,調(diào)整元件,比較放大,基準(zhǔn)電壓,取樣電路,當(dāng)由于電源電壓或負(fù)載電阻的變化使輸出電壓UO 升高時(shí)，有如下穩(wěn)壓過程：,2. 穩(wěn)壓過程,由電路圖可知,UO,Uf ,UB ,UO,IC ,UCE ,由于引入的是串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。,3. 輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍,輸出電壓,7.3.4 集成穩(wěn)壓電源,單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。,1. 分類,XX兩位數(shù)字為輸出電壓值,（1. 25 37 V 連續(xù)可調(diào)）,2. 外形及引腳

8、功能,W7800系列穩(wěn)壓器外形,W7900系列穩(wěn)壓器外形,塑料封裝,3. 性能特點(diǎn)（7800、7900系列）,輸出電流超過 1. 5 A（加散熱器）不需要外接元件內(nèi)部有過熱保護(hù)內(nèi)部有過流保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)輸出電壓容差為 4%,輸出電壓額定值有: 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。,4. 主要參數(shù),(1) 電壓調(diào)整率SU(穩(wěn)壓系數(shù)) 反映當(dāng)負(fù)載電流和環(huán)境溫度不變時(shí)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響。,(2) 電流調(diào)整率SI 反映當(dāng)輸入電壓和環(huán)境溫度不變時(shí)，輸出電流變化時(shí)輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載能力。,0.0050.02%,0.11.0%,(3

9、) 輸出電壓 UO,(6) 最大輸入電壓 UiM,(7) 最大功耗 PM,(4) 最大輸出電流 IOM,(5) 最小輸入、輸出電壓差 (Ui -UO ) min,輸出為固定正電壓時(shí)的接法如圖所示。,(1) 輸出為固定電壓的電路,輸入與輸出之間的電壓不得低于3V！,5. 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用,0.11F,1F,為了瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)，不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)。即用來改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。,用來抵消輸入端接線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。,(2)同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路,UXX: 為W78XX固定輸出電壓UO= UXX + UZ,（3）提高輸出電壓的電路,IO= I2 + IC,（4）提高輸出電流的電路,當(dāng) IO較小時(shí)，UR較小，T截止 ，IC=0。,當(dāng) IO IOM時(shí)，UR較大，T導(dǎo)通 ，IO=IOM + IC,R 可由功率管 T的UBE和穩(wěn)壓器的IOM確定, 即R UBE /IOM 。,6. 三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用,流過調(diào)整端電流 100 A，在要求不高的場(chǎng)合它在R2上的壓降可以忽略,2、1兩端電壓為 1.25V 基準(zhǔn)電壓,