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[图文]整流、滤波、稳压电路       ★★★ 【字体:
整流、滤波、稳压电路
作者:imefan    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2008-2-5    


一、 整流与滤波电路

整流电路的任务是利用二极管的单向导电性,把正、负交变的50Hz电网电压变成单方向脉动的直流电压。

整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流,由于后者含有较大的交流成分,通常还需在整流电路的输出端接入滤波电路,以滤除交流分量,从而得到平滑的直流电压。

由波形可知:

1.开关S打开时,电容两端电压为变压器付边的最大值。

2 .开关S闭合,即为电容滤波电阻负载,当变压器付边电压大于电容上电压时,电容充电,输出电压升高,当时电容放电,输出下降。如此充电快,放电慢的不断反复,在负载上将得到比较平滑的输出电压。当负载电阻越大时,放电越慢,纹波电压越小,负载电阻小时,放电快,纹波大,而且输出电压低。

为此有三种情况下的输出电压估算值:

1)电容滤波,负载开路时。

2)无电容滤波,电阻负载时,输出电压平均值为:。

3)电容滤波,电阻负载时通常用下式进行估算,通常按估算。

为确保二极管安全工作,要求:不同电子设备要求其电源电压的平滑程度不同,为此可采用不同的滤波电路。常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路(两个或两个以上滤波元件组成)。

二、线性串联型稳压电路

整流滤波后的电压是不稳压的,在电网电压或负载变化时,该电压都会产生变化,而且纹波电压又大。所以,整流滤波后,还须经过稳压电路,才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。

1.稳压电路(电源)的主要性能指标

输出的稳定电压值Vo,最大输出电流Imax,输出纹波电压V~,稳压系数(电压调整率),该值越小,稳定性越好。

输出电阻(内阻),,内阻越小越好。

2.串联型稳压电路的基本结构基本思路:

串联型:

当输入电压(VI)改变时,能自动调节(VCE)电压的大小,使输出电压(Vo)保持恒定。例如:VI↑→Vo↑→经取样和放大电路后→IB↓→VCE↑→Vo↓

串联型稳压电路基本结构:

VI是整流滤波后的电压,T为调整管,A为比较放大电路,VREF为基准电压,它由稳压管Dz与限流电阻R构成。R1与R2组成反馈网络,是用来反映输出电压变化的取样环节。

电路也可以改画成以下形式,以便看图方便。

如把串联稳压电路看作反馈放大器(输入为VI,输出为Vo),则这种电路属于电压串联负反馈 。

在深度负反馈条件下 ,,。

这种稳压电路的主回路由调整管T与负载相串联构成,且T工作在线性状态,故称为线性串联式稳压电路。

输出电压Vo=VI-VCE,其变化量由反馈网络取样,并经放大电路(A)放大后去控制调整管T的基极电压,从而改变调整管T的VCE大小。
当输入电压VI增加(或负载电流Io减小)时,导致输出电压Vo增加,随之反馈电压VF=R2Vo/(R1+R2)=FvVo也增加(Fv为反馈系数)。VF与基准电压VREF相比较,其差值电压经比较放大电路放大后使调整管的VB和IC减小,于是调整管T的c-e间电压VCE增大,使Vo下降,从而维持Vo基本恒定。显然,这是电压负反馈电路基本性能。

三、集成线性稳压电路

1.三端固定式集成稳压器

如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上,加以封装后引出三端引脚,就成了三端集成稳压电源了。

正电压输出的78××系列,负电压输出的79××系列。其中××表示固定电压输出的数值。如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。79××系列也与之对应,只不过是负电压输出。这类稳压器的最大输出电流为1.5A,塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器);金属壳封装(TO-3)外形,最大功耗为20W(加散热器)。

2. 78系列三端集成稳压器内部电路框图

3. 三端集成稳压器的典型应用

⑴固定输出连接

在使用时必须注意:(VI)和(Vo)之间的关系,以W7805为例,该三端稳压器的固定输出电压是5V,而输入电压至少大于8V,这样输入/输出之间有3V的压差。使调整管保证工作在放大区。但压差取得大时,又会增加集成块的功耗,所以,两者应兼顾,即既保证在最大负载电流时调整管不进入饱和,又不致于功耗偏大。

⑵固定双组输出连接

⑶扩大输出电流连接

二极管D以低消T管VBE压降而设置,扩大的输出电流为:,原输出电流是Io,现可以近似扩大β倍。

⑷扩大输出电压范围

,所以 :

⑸连接成恒流源电路

⑹三端可调式集成稳压电路

其型号有正输出三端可调式、负输出三端可调式两种。如LM317型是正电压输出型,LM337是负电压输出可调式。其输出电压可在1.25~40V之间调节。

其中,VREF=1.25V,而Iadj很小,通常略去,所以,由公式可得,只要调节R2就能在一定范围调节输出电压的大小。具有正负输出的实际应用电路如下图所示。

文章录入:imefan    责任编辑:ImEfan 
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