第10章_直流穩(wěn)壓電源

1、 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院第第10章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源10.1 直流穩(wěn)壓電源的電路組成直流穩(wěn)壓電源的電路組成10.2 單相整流電路單相整流電路10.3 電源濾波電路電源濾波電路10.4 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路10.5* 開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路 大多數(shù)直流電源由交流電轉(zhuǎn)換而得到。直流電源可分大多數(shù)直流電源由交流電轉(zhuǎn)換而得到。直流電源可分為線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩類。線性穩(wěn)壓電源的輸為線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩類。線性穩(wěn)壓電源的輸出電壓穩(wěn)定，紋波小，輸出電流較小，效率較低；開關(guān)穩(wěn)出電壓穩(wěn)定，紋波小，輸出電流較小，效率較低；開關(guān)

2、穩(wěn)壓電源的輸出電壓穩(wěn)定范圍寬，體積小，輸出電流大，輸壓電源的輸出電壓穩(wěn)定范圍寬，體積小，輸出電流大，輸出電壓中含有紋波，效率較高。出電壓中含有紋波，效率較高。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院本章學(xué)習(xí)目的和要求本章學(xué)習(xí)目的和要求 1. 熟悉直流穩(wěn)壓電源的基本結(jié)構(gòu)和各部分電路的作用熟悉直流穩(wěn)壓電源的基本結(jié)構(gòu)和各部分電路的作用 2. 熟練握橋式整流電路的工作原理，會計(jì)算輸出直流熟練握橋式整流電路的工作原理，會計(jì)算輸出直流電壓和選擇整流二極管。電壓和選擇整流二極管。 3. 熟悉電容濾波電路的工作原理，掌握橋式整流電容熟悉電容濾波電路的工作原理，掌握橋式整流電容

3、濾波電路各項(xiàng)指標(biāo)、參數(shù)的計(jì)算和元件的選擇。濾波電路各項(xiàng)指標(biāo)、參數(shù)的計(jì)算和元件的選擇。 4. 掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及性能的改掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及性能的改進(jìn)措施，會計(jì)算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍進(jìn)措施，會計(jì)算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍. 5. 了解三端集成穩(wěn)壓電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)會正確使用了解三端集成穩(wěn)壓電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)會正確使用三端集成穩(wěn)壓器件。三端集成穩(wěn)壓器件。 6. 了解開關(guān)型穩(wěn)壓電路的電路結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)及工作原理。了解開關(guān)型穩(wěn)壓電路的電路結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)及工作原理。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.1 直流穩(wěn)壓電源的電路組成直流穩(wěn)壓電源的電

4、路組成變壓器：變壓器：整流：整流：濾波：濾波：穩(wěn)壓：穩(wěn)壓：降壓降壓濾除脈動(dòng)濾除脈動(dòng)交流變脈動(dòng)直流交流變脈動(dòng)直流進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力各部分功能各部分功能作用：作用：將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。直流工作電源。 組成：組成： 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 電子設(shè)備中廣泛使用的直流電源是將單相交流電進(jìn)行電子設(shè)備中廣泛使用的直流電源是將單相交流電進(jìn)行整流得到的。常用的有單相半波、全波、橋式和倍壓等整流得到的。常用的有單相半波

5、、全波、橋式和倍壓等整流電路。在分析整流電路時(shí)，為簡化分所過程，一般整流電路。在分析整流電路時(shí)，為簡化分所過程，一般均假設(shè)負(fù)載為純電阻件負(fù)載，整流二極管為加正向電壓均假設(shè)負(fù)載為純電阻件負(fù)載，整流二極管為加正向電壓導(dǎo)通且正向電阻為零、加反向電壓截止且反向電流為零導(dǎo)通且正向電阻為零、加反向電壓截止且反向電流為零的理想二極管。的理想二極管。10.2 單相整流電路單相整流電路10.2.1 半波整流電路半波整流電路10.2.2 橋式整流電路橋式整流電路10.2.3 倍壓整流電路倍壓整流電路 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院圖圖10.2.1 單相半波整流電路及波形單

6、相半波整流電路及波形10.2.1 半波整流電路半波整流電路1電路組成及工作原理電路組成及工作原理(參閱例參閱例2.4.2 ) 2負(fù)載電壓、電流值的計(jì)算負(fù)載電壓、電流值的計(jì)算245. 0VVo)2cos32sin211(22 ttVvo式中式中 稱為稱為 vo 的直流分量，的直流分量，它等于輸出電壓的平均值它等于輸出電壓的平均值 22V 整流電流的波形與電壓波形相同，也含有直流分量和交整流電流的波形與電壓波形相同，也含有直流分量和交流諧波分量，其平均值為流諧波分量，其平均值為LLoRVRVI245. 0 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院3脈動(dòng)系數(shù)脈動(dòng)系數(shù)o

7、moVVS12122VVmo57. 12/22/2221VVVVSomo4整流二極管的選擇整流二極管的選擇 二極管最大整流平均電流二極管最大整流平均電流FIoFIILFRVI245. 0選擇選擇即即(2) 最高反向工作電壓最高反向工作電壓RMV選擇選擇22VVRM 半波整流只利用了輸入電壓的半個(gè)周期，輸出電壓低、半波整流只利用了輸入電壓的半個(gè)周期，輸出電壓低、脈動(dòng)大，由于輸出電流中有不小的直流電流分量使電源變脈動(dòng)大，由于輸出電流中有不小的直流電流分量使電源變壓器容量的有效利用率降低。因此它壓器容量的有效利用率降低。因此它只用在整流電流小、只用在整流電流小、對脈動(dòng)要求不高的場合對脈動(dòng)要求不高的場

8、合。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.2.2 橋式整流電路橋式整流電路1. 橋式整流電路的組成及工作原理橋式整流電路的組成及工作原理圖圖10.2.2 單相橋式整流電路及簡化畫法單相橋式整流電路及簡化畫法2. 負(fù)載電壓、電流值及脈動(dòng)系數(shù)的計(jì)算負(fù)載電壓、電流值及脈動(dòng)系數(shù)的計(jì)算圖圖10.2.3 單相橋式整流電路波形單相橋式整流電路波形22209 . 022)(sin21VVttdVVoLLooRVRVI29 . 067.032/222232222VVVVSomo3. 整流二極管的選擇整流二極管的選擇一般要留有足夠的余量：一般要留有足夠的余量：oDFIII

9、2122VVVRMRM實(shí)際實(shí)際DFII)25 . 1 (22)25 . 1 (VVRM 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.2.3 倍壓整流電路倍壓整流電路1. 二倍壓整流電路二倍壓整流電路222VVo適合小電流負(fù)載，實(shí)際輸適合小電流負(fù)載，實(shí)際輸出電壓要小于出電壓要小于222V2. 多倍壓整流電路多倍壓整流電路6倍壓整流電路從倍壓整流電路從C2左左端至端至C6右端：右端：226V5倍壓整流電路從倍壓整流電路從C1左左端至端至C5右端：右端：225V倍壓整流管子的耐壓、電容的耐壓均為倍壓整流管子的耐壓、電容的耐壓均為222V 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電

10、氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.3 電源濾波電路 10.3.1 電容濾波電路電容濾波電路 10.3.2 電感濾波電路電感濾波電路 10.3.3 復(fù)式濾波電路復(fù)式濾波電路 濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，就是濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，就是盡量降低輸出電壓中的脈動(dòng)成分，保留其中的直盡量降低輸出電壓中的脈動(dòng)成分，保留其中的直流成分，使輸出的電壓接近理想的直流電壓。電流成分，使輸出的電壓接近理想的直流電壓。電容和電感都是基本的濾波元件，同時(shí)也都是儲能容和電感都是基本的濾波元件，同時(shí)也都是儲能元件，它們能夠儲存一定的能量（電容儲存電場元件，它們能夠儲存一定的能量（電容

11、儲存電場能，電感儲存磁場能），又由于能量不能突變，能，電感儲存磁場能），又由于能量不能突變，因此能量將逐漸釋放，從而能得到比未濾波前較因此能量將逐漸釋放，從而能得到比未濾波前較平滑的波形。平滑的波形。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.3.1 電容濾波電路電容濾波電路圖圖10.3.2 橋式整流電容濾波的橋式整流電容濾波的電壓、電流和紋波電壓波形電壓、電流和紋波電壓波形圖圖10.3.1單相橋式整流電容濾波電路單相橋式整流電容濾波電路1空載空載 22VVO2有載有載 LCovvv輸出電壓脈動(dòng)降低，直流輸出提高輸出電壓脈動(dòng)降低，直流輸出提高 CRL 越大，

12、輸出電壓越高，越大，輸出電壓越高，脈動(dòng)成分越小，濾波效果越好。脈動(dòng)成分越小，濾波效果越好。 一般取 DFII)32(按按選二極管選二極管3 按按 2)53(TRC 22VVCM選擇選擇C 4 5 22 . 1 VVOLLOORVRVI22 . 1 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院CRL 越大，輸出電壓越高，脈動(dòng)越小，濾波效果越好。越大，輸出電壓越高，脈動(dòng)越小，濾波效果越好。 DFII)32(按按選二極管選二極管3 按按 2)53(TRC 22VVCM選擇選擇C 4 5 22 . 1 VVOLLOORVRVI22 . 1 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程

13、學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.3.2 電感濾波電路電感濾波電路29 . 0 VVo電感濾波器適用于大電流負(fù)載。體積大、笨重、成本高電感濾波器適用于大電流負(fù)載。體積大、笨重、成本高 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 10.3.3 復(fù)式濾波電路復(fù)式濾波電路1. LC型濾波電路型濾波電路2. LC-型濾波電路型濾波電路3. RC-型濾波電路型濾波電路 適用于適用于輸出電流小輸出電流小且負(fù)載較穩(wěn)且負(fù)載較穩(wěn)定的場合定的場合 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院22 . 1 VVOVVV502 . 1602解：解：（

14、1）?。┤±?0.3.1 單相橋式整流、電容濾波電路如圖單相橋式整流、電容濾波電路如圖10.3.1所示。已所示。已知交流電源電壓為知交流電源電壓為220V，交流電源頻率，交流電源頻率50Hz,要求直流電要求直流電壓壓 ,負(fù)載電流負(fù)載電流 。試求變壓器副邊電壓的有。試求變壓器副邊電壓的有效值；選擇整流二極管及濾波電容器。效值；選擇整流二極管及濾波電容器。VVO60mAIO100(2) 選擇整流二極管選擇整流二極管mAmAIIOD501002121VVVRM7022可選用整流二極管（其允許最大電流可選用整流二極管（其允許最大電流 ,最大反向最大反向電壓電壓 ）,也可選用也可選用 、 的整的整流橋

15、堆流橋堆KBL102。 mAIF100VVRM200mAIF100VVRM200 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院（3）選擇濾波電容器）選擇濾波電容器kkIVROOL6 . 010060FsRTCL7 .66600501224考慮電壓波動(dòng)考慮電壓波動(dòng)%10則電容器承受的最高電壓為則電容器承受的最高電壓為VVVCM77) 1 . 1504 . 1 (1 . 122 計(jì)算結(jié)果所要求的電容器的參數(shù)值，產(chǎn)品市場上未必計(jì)算結(jié)果所要求的電容器的參數(shù)值，產(chǎn)品市場上未必有完全符合計(jì)算要求的規(guī)格產(chǎn)品，應(yīng)在耐壓參數(shù)滿足要求有完全符合計(jì)算要求的規(guī)格產(chǎn)品，應(yīng)在耐壓參數(shù)滿足要求的

16、情況下選擇與容量計(jì)算值相接近的系列規(guī)格產(chǎn)品。的情況下選擇與容量計(jì)算值相接近的系列規(guī)格產(chǎn)品。所以，本例選用標(biāo)稱值為所以，本例選用標(biāo)稱值為 的電解電容器。的電解電容器。VF100/100 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.4 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 10.4.1 直流穩(wěn)壓電源的主要質(zhì)量指標(biāo)直流穩(wěn)壓電源的主要質(zhì)量指標(biāo) 10.4.2 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理 10.4.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器 10.4.4 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院

17、Vo=f(VI，IL，T)， 10.4.1 直流穩(wěn)壓電源的主要質(zhì)量指標(biāo)直流穩(wěn)壓電源的主要質(zhì)量指標(biāo)TTVIIVVVVVOOOOIIOOTSIRVKVTOOIVO1.輸入電壓調(diào)整因數(shù)輸入電壓調(diào)整因數(shù)KV00TIIOVoVVK電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率 )/(%100/00VVVVSTIIOOVo穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù) 00/TIIIOOoVVVV00TVOOOIIVR2.輸出電阻輸出電阻Ro3. 輸出電壓的溫度系數(shù)輸出電壓的溫度系數(shù)ST00OIIVOTTVS 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.4.2 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理 退出淮陰師范學(xué)院

18、物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院反饋電壓反饋電壓OVOFVFRRVRV)/(212 OOVREFVBVVFVAV)(VVVREFOFAAVV111VVFAVREFOFVVFV=R2/(R1+R2) 為反饋系數(shù)為反饋系數(shù)誤差放大器的電壓放大倍數(shù)誤差放大器的電壓放大倍數(shù)Av和電壓反饋系數(shù)和電壓反饋系數(shù)FV愈大愈好。愈大愈好。 電路的基準(zhǔn)電壓電路的基準(zhǔn)電壓REFV愈穩(wěn)定愈好。愈穩(wěn)定愈好。 電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，必須使電路的電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，必須使電路的VIVo+VCES，使調(diào)整管工，使調(diào)整管工作于放大區(qū)，所以串聯(lián)型穩(wěn)壓電路也稱為線性穩(wěn)壓電路。作于放大區(qū)，所以串聯(lián)型穩(wěn)壓電路也稱為線性穩(wěn)壓電

19、路。 選擇調(diào)整管：選擇調(diào)整管： ICMILmax VBRCEOVImax-Vomin PCMILmax(VImax-Vomin) 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院例例10.4.1 直流穩(wěn)壓電源電路如圖直流穩(wěn)壓電源電路如圖10.4.2所示。所示。(1) 說明整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電路、說明整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電路、 比較放大電路、采樣電路等部分各由哪些元件組成。比較放大電路、采樣電路等部分各由哪些元件組成。(2) 標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端。標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端。(3) 寫出輸出電壓的表達(dá)式。寫出輸出

20、電壓的表達(dá)式。圖圖10.4.2 例例10.4.1的穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓電路 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院解：解：(1) D1D4構(gòu)成橋式整流電路；構(gòu)成橋式整流電路；C1組成電容濾波電路；組成電容濾波電路；T1和和T2構(gòu)成的復(fù)合管是調(diào)整管；構(gòu)成的復(fù)合管是調(diào)整管；R4、DZ2和和R5、DZ1組成兩組成兩級穩(wěn)壓電路形成較穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓；集成運(yùn)放級穩(wěn)壓電路形成較穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓；集成運(yùn)放A完成比較完成比較放大功能；放大功能；R1、R2、R3構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)和取樣電路。其中構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)和取樣電路。其中R2為電位器，使輸出電壓具有一定的調(diào)節(jié)范圍。另外，電為電位器，使輸出電壓

21、具有一定的調(diào)節(jié)范圍。另外，電容容C2也構(gòu)成電容濾波電路，進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。也構(gòu)成電容濾波電路，進(jìn)一步減小輸出電壓的紋波。 圖圖10.4.2 例例10.4.1的穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓電路(2) 上上“”下下“+”。(3) 當(dāng)當(dāng)R2滑動(dòng)端移滑動(dòng)端移 到上端位置時(shí)到上端位置時(shí)min321321OZVRRRRRV當(dāng)當(dāng)R2滑動(dòng)端移到下端時(shí)滑動(dòng)端移到下端時(shí)max32131OZVRRRRV所以輸出電壓為：所以輸出電壓為oZVRRRRVVRRRRR 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院(3) 由集成運(yùn)放兩輸入端的虛短關(guān)系由集成運(yùn)放兩輸入端的虛短關(guān)系

22、VPVN，可得，可得當(dāng)當(dāng)R2滑動(dòng)端移到上端位置時(shí)滑動(dòng)端移到上端位置時(shí)令令R2下下表示滑動(dòng)頭到下端的電阻，則表示滑動(dòng)頭到下端的電阻，則min321321OZVRRRRRV當(dāng)當(dāng)R2滑動(dòng)端移到下端時(shí)滑動(dòng)端移到下端時(shí)max32131OZVRRRRV所以所以oZVRRRRVVRRRRR)/()/(321321RRVRRRVZo下)/()(323211RRRRRVVZo下)0(22RR下所以所以 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院例例10.4.2 圖圖10.4.3所示電路為輸出負(fù)電壓的穩(wěn)壓電源。已知所示電路為輸出負(fù)電壓的穩(wěn)壓電源。已知穩(wěn)壓管穩(wěn)

23、壓管Dz的穩(wěn)定電壓的穩(wěn)定電壓Vz=-2.3V，晶體管的，晶體管的VBE=-0.7V，電阻，電阻R3=R4=1k。(1) 說明串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的各部分由哪些元、器件構(gòu)成；說明串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的各部分由哪些元、器件構(gòu)成；(2) 若若RP的滑動(dòng)端在最下端時(shí)的滑動(dòng)端在最下端時(shí)Vo=-15V，求，求RP的值；的值；(3) 若若RP的滑動(dòng)端在最上端，問的滑動(dòng)端在最上端，問Vo=?(4) 若電網(wǎng)電壓波動(dòng)，最大輸出電流為若電網(wǎng)電壓波動(dòng)，最大輸出電流為1.2A，T1的最大管耗為的最大管耗為多少瓦？多少瓦？(5) 在輸出電流為在輸出電流為1.2A情況下，求穩(wěn)壓電路的效率。情況下，求穩(wěn)壓電路的效率。 退出淮陰師范學(xué)院物

24、理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 解：解： (1)圖圖10.4.3所示為一完整的橋式整流、電容濾波、所示為一完整的橋式整流、電容濾波、串聯(lián)穩(wěn)壓電路。其中，穩(wěn)壓電路包含電壓調(diào)整管、基準(zhǔn)電串聯(lián)穩(wěn)壓電路。其中，穩(wěn)壓電路包含電壓調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓、取樣電路、比較放大壓、取樣電路、比較放大4部分。分別由下列元器件構(gòu)成：部分。分別由下列元器件構(gòu)成： 電壓調(diào)整管由復(fù)合管電壓調(diào)整管由復(fù)合管T1、T2構(gòu)成；基準(zhǔn)電壓部分為構(gòu)成；基準(zhǔn)電壓部分為R2和和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管DZ；取樣電路由；取樣電路由R3、R4和電位器和電位器RP組成；比較放大組成；比較放大由三極管由三極管T3組成。組成。 必須指出的是：

25、必須指出的是：圖圖10.4.3中穩(wěn)壓管的限流電阻中穩(wěn)壓管的限流電阻R2連接到連接到B點(diǎn)，是為了提高基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性。此時(shí)，必須加入啟動(dòng)點(diǎn)，是為了提高基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性。此時(shí)，必須加入啟動(dòng)電阻電阻R1，否則電路不能正常工作。，否則電路不能正常工作。 圖圖10.4.3 采用晶體管放大器的串聯(lián)穩(wěn)壓電路采用晶體管放大器的串聯(lián)穩(wěn)壓電路 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院(3) 若若RP的滑動(dòng)端在最上端時(shí)的滑動(dòng)端在最上端時(shí)(4) 根據(jù)橋式整流電容濾波的輸出電壓根據(jù)橋式整流電容濾波的輸出電壓)(24202 . 12 . 12VVVARL=VA/IL=24V/1.2A=20

26、 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 可見線性可調(diào)穩(wěn)壓電源在低電壓輸出時(shí)效率是非常低可見線性可調(diào)穩(wěn)壓電源在低電壓輸出時(shí)效率是非常低的，這種電源顯然是不適合較大功率應(yīng)用場合的。的，這種電源顯然是不適合較大功率應(yīng)用場合的。 當(dāng)交流電壓最低時(shí)當(dāng)交流電壓最低時(shí) )(6 .21%)101 (202 . 1VVA 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院%44.69%1002 . 16 .212 . 115%1000VPP 實(shí)際的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源工作時(shí)的效率沒有實(shí)際的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源工作時(shí)的效率沒有這么高，大多在這么高，大多在40%60%之

27、間。之間。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院1. 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器三端固定輸出集成穩(wěn)壓器10.4.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器圖圖10.4.4 78XX正電壓輸出系列封裝圖正電壓輸出系列封裝圖圖圖10.4.5 79XX負(fù)電壓輸出系列封裝圖負(fù)電壓輸出系列封裝圖 78XX/79XX系列中的符號系列中的符號表示集成穩(wěn)壓器的輸出表示集成穩(wěn)壓器的輸出電壓的數(shù)值，以電壓的數(shù)值，以V為單位。每類穩(wěn)壓器電路輸出電壓有為單位。每類穩(wěn)壓器電路輸出電壓有5V， 6V，7V，8V，9V，10V，12V，15V，18V，20V和和24V共共11個(gè)檔次。個(gè)檔次。 退出淮陰

28、師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院2. 三端輸出可調(diào)集成穩(wěn)壓器三端輸出可調(diào)集成穩(wěn)壓器 三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的典型產(chǎn)品有正電源輸出三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的典型產(chǎn)品有正電源輸出CW117、CW217、CW317系列和負(fù)電源輸出系列和負(fù)電源輸出CW137、CW237、CW337系列。其輸出端與調(diào)整端之間的電壓為系列。其輸出端與調(diào)整端之間的電壓為1.25V，稱為基準(zhǔn)電壓。，稱為基準(zhǔn)電壓。CW117、CW117M、CW117L的的最大輸出電流依次為最大輸出電流依次為1.5A、 500 mA 、 100 mA 。CW117、CW217、CW317具有相同的引出端、相同的具有

29、相同的引出端、相同的基準(zhǔn)電壓和相似的內(nèi)部電路?；鶞?zhǔn)電壓和相似的內(nèi)部電路。它們的工作溫度范圍是：它們的工作溫度范圍是：CW117(137)為為55150 ，CW217(237)為為25150；CW317(337)為為0125。 圖圖10.4.6 CW117及及CW137系列系列塑料直插式封裝塑料直插式封裝 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 圖中，穩(wěn)壓器輸圖中，穩(wěn)壓器輸出電壓為出電壓為12V，最大，最大輸出電流為輸出電流為1.5A。為使電路正常工作，為使電路正常工作，要求輸入電壓要求輸入電壓VI比輸比輸出電壓出電壓Vo至少大至少大2.53V。輸入端電容。輸入

30、端電容C1用以抵消輸入端較長用以抵消輸入端較長接線的電感效應(yīng)，以防止自激振蕩，還可抑制電源的高頻接線的電感效應(yīng)，以防止自激振蕩，還可抑制電源的高頻脈沖干擾。一般取脈沖干擾。一般取0.11F。輸出端電容。輸出端電容C2、C3用以改善用以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除電路的高頻噪聲，同時(shí)也具有消振負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除電路的高頻噪聲，同時(shí)也具有消振作用。作用。D是保護(hù)二極管，用來防止在輸入端短路時(shí)輸出電容是保護(hù)二極管，用來防止在輸入端短路時(shí)輸出電容C3所存儲電荷通過穩(wěn)壓器放電而損壞器件。所存儲電荷通過穩(wěn)壓器放電而損壞器件。CW7900系列的系列的接線與接線與CW7800系列基本相似。系列基本相似。1. 三

31、端固定集成穩(wěn)壓器應(yīng)用三端固定集成穩(wěn)壓器應(yīng)用10.4.4 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用圖圖10.4.7 CW7800基本應(yīng)用電路基本應(yīng)用電路 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院2. 三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器應(yīng)用三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器應(yīng)用 可調(diào)輸出三端集成穩(wěn)壓器的內(nèi)部，在輸出端和調(diào)整端之可調(diào)輸出三端集成穩(wěn)壓器的內(nèi)部，在輸出端和調(diào)整端之間是間是1.25 V的基準(zhǔn)電壓源，因此圖的基準(zhǔn)電壓源，因此圖10.4.9電路輸出電壓為電路輸出電壓為:圖圖10.4.6 CW117系列系列集成穩(wěn)壓器內(nèi)部電路組成框圖集成穩(wěn)壓器內(nèi)部電路組成框圖 圖圖10.4.9 CW117典型應(yīng)用

32、電路典型應(yīng)用電路)1 (25. 1)1 ()(111RRRIRRVRIRVVVPPadjPREFPadjREFREFOPRPR調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)電位器 RP 即可調(diào)節(jié)輸出電壓即可調(diào)節(jié)輸出電壓 VO 的大小。的大小。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院例例10.4.3 電路如圖電路如圖10.4.7所示。已知輸入電壓所示。已知輸入電壓VI的波動(dòng)范的波動(dòng)范圍為圍為10；CW1l7正常工作時(shí)輸入端與輸出端之間電壓正常工作時(shí)輸入端與輸出端之間電壓V12為為340V，最小輸出電流，最小輸出電流Iomin5mA，輸出端與調(diào)整，輸出端與調(diào)整端之間電壓端之間電壓V231.25V

33、；輸出電壓的最大值；輸出電壓的最大值Vomax28V。(1) 輸出電壓的最小值輸出電壓的最小值Vomin?(2) R1的最大值的最大值R1max?(3) 若若R1200，則，則R2應(yīng)取多少應(yīng)取多少?(4) 為使電路能夠正常工作，為使電路能夠正常工作，VI的取值范圍為多少的取值范圍為多少? 圖圖10.4.9 CW117典型應(yīng)用電路典型應(yīng)用電路解：解：(1) R20時(shí)，時(shí)，Vo= Vomin=V23=1.25V。 (2) 為保證空載時(shí)為保證空載時(shí)CW117的的輸出電流大于輸出電流大于5mA，R1的最大值的最大值250005. 025. 1max23max1oIVR 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工

34、程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院(3) 若若R1200，為使，為使Vomax=28V，則有，則有)(2825. 1112VRR可求出可求出 R24.28k (4) 要使電路正常工作，就應(yīng)保證要使電路正常工作，就應(yīng)保證W117在在VI波動(dòng)時(shí)波動(dòng)時(shí)V12在在340V范圍。范圍。 當(dāng)當(dāng)VO最小且最小且VI波動(dòng)波動(dòng)10時(shí)，時(shí)，V12最大且應(yīng)小于最大且應(yīng)小于40V，即即 V12max=1.1VIVOmin=1.1 VI1.253V 得得 VI 的下限值為的下限值為34.4V。 所以，所以，VI 的取值范圍為的取值范圍為34.4V37.5V。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理

35、與電子電氣工程學(xué)院 (4) 要使電路正常工作，就應(yīng)保證要使電路正常工作，就應(yīng)保證W117在在VI波動(dòng)時(shí)波動(dòng)時(shí)V12在在340V范圍。范圍。 當(dāng)當(dāng)VO最小且最小且VI波動(dòng)波動(dòng)10時(shí)，時(shí)，V12最大且應(yīng)小于最大且應(yīng)小于40V，即即 V12max=1.1VIVOmin=1.1 VI1.253V得到得到VI 的下限值為的下限值為34.4V。 所以，所以，VI 的取值范圍為的取值范圍為34.4V37.5V。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.5.1開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)和分類開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)和分類10.5* 開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路10.5.2 開關(guān)串聯(lián)型穩(wěn)

36、壓電路開關(guān)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路10.5.3 開關(guān)并聯(lián)型穩(wěn)壓電路開關(guān)并聯(lián)型穩(wěn)壓電路 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.5.1開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)和分類開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)和分類1. 開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)(1) 效率高效率高(2) 體積小、重量輕體積小、重量輕(3) 穩(wěn)壓范圍寬穩(wěn)壓范圍寬(4) 紋波和噪聲較大紋波和噪聲較大(5) 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜2. 開關(guān)型穩(wěn)壓電路的分類開關(guān)型穩(wěn)壓電路的分類(1) 按開關(guān)管與負(fù)載間的接法分為：串聯(lián)型、并聯(lián)型。按開關(guān)管與負(fù)載間的接法分為：串聯(lián)型、并聯(lián)型。(2) 按啟動(dòng)開關(guān)管的方式可分為：自激型和它激型

37、。按啟動(dòng)開關(guān)管的方式可分為：自激型和它激型。 (3) 按開關(guān)器件分為：晶體管、按開關(guān)器件分為：晶體管、Mos場效應(yīng)管、晶閘管電路。場效應(yīng)管、晶閘管電路。(4) 按穩(wěn)壓的控制方式分：脈沖寬度調(diào)制按穩(wěn)壓的控制方式分：脈沖寬度調(diào)制(PWM)， 脈沖頻率調(diào)制脈沖頻率調(diào)制(PFM)和混合型調(diào)制。和混合型調(diào)制。 (5) 按電路的結(jié)構(gòu)分：單管型、推挽型、半橋型及全橋型等。按電路的結(jié)構(gòu)分：單管型、推挽型、半橋型及全橋型等。 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 電路的控制方式采電路的控制方式采用脈沖寬度調(diào)制式。圖用脈沖寬度調(diào)制式。圖中三極管中三極管T為工作在開關(guān)為工作在開關(guān)

38、狀態(tài)的調(diào)整管。由電感狀態(tài)的調(diào)整管。由電感L和電容和電容C組成濾波電路，組成濾波電路，二極管二極管VD稱為續(xù)流二極稱為續(xù)流二極管。脈沖寬度調(diào)制電路管。脈沖寬度調(diào)制電路由由個(gè)比較器和一個(gè)產(chǎn)個(gè)比較器和一個(gè)產(chǎn)生三角波的振蕩器組成。生三角波的振蕩器組成。運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器A作為比較放作為比較放大電路，基準(zhǔn)電源產(chǎn)生大電路，基準(zhǔn)電源產(chǎn)生一個(gè)基難電壓。電阻一個(gè)基難電壓。電阻R1、R2組成采樣電阻。組成采樣電阻。10.5.2 開關(guān)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖圖10.5.1 開關(guān)型穩(wěn)壓電路的組成開關(guān)型穩(wěn)壓電路的組成圖圖10.5.2 脈沖調(diào)寬式開關(guān)型穩(wěn)壓電路原理脈沖調(diào)寬式開關(guān)型穩(wěn)壓電路原理 退出淮陰師范學(xué)院

39、物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 由采樣電路得到的采樣電壓與輸由采樣電路得到的采樣電壓與輸出電壓成正比，它與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行出電壓成正比，它與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并放大以后得到比較并放大以后得到,被送到比較器被送到比較器的反相輸入端。振蕩器產(chǎn)生的三角的反相輸入端。振蕩器產(chǎn)生的三角波信號加在比較器的同相輸入端。波信號加在比較器的同相輸入端。圖圖10.5.2 脈沖調(diào)寬式開關(guān)型穩(wěn)壓電路原脈沖調(diào)寬式開關(guān)型穩(wěn)壓電路原理理Atvv OPPBVvAtvv OPPBVvCESIEVVv VE的極性為上正下負(fù)，則二極管的極性為上正下負(fù)，則二極管D被反向偏置，不能導(dǎo)通，故此被反向偏置，不能導(dǎo)通，故

40、此時(shí)二極管不起作用。時(shí)二極管不起作用。 當(dāng)當(dāng)VB為低電平時(shí)，調(diào)整管截止。在電感上產(chǎn)生的反電勢使電流為低電平時(shí)，調(diào)整管截止。在電感上產(chǎn)生的反電勢使電流通過負(fù)載和二極管繼續(xù)流通，因此，二極管通過負(fù)載和二極管繼續(xù)流通，因此，二極管D稱為續(xù)流二極管。稱為續(xù)流二極管。此時(shí)調(diào)整管發(fā)射極的電位為此時(shí)調(diào)整管發(fā)射極的電位為DEVvdtVdtVVTdtvTVonTTDCESITEO000)()(11IIonTIOqVVTTdtVTVon01 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院圖圖10.5.4 開關(guān)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的簡化電路開關(guān)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的簡化電路圖圖10.5.3 脈沖調(diào)寬式

41、開關(guān)穩(wěn)壓電路的波形圖脈沖調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電路的波形圖 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院10.5.3 開關(guān)并聯(lián)型穩(wěn)壓電路開關(guān)并聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖圖10.5.5 并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路的基本原理圖及其等效電路并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路的基本原理圖及其等效電路 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院 圖圖10.5.6 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路的波形分析并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路的波形分析 退出淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院本章小結(jié)本章小結(jié) 1. 1. 小功率直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電小功率直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓，路和穩(wěn)壓電路組成。整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓，濾波電路可減小脈動(dòng)使直流電壓平滑，穩(wěn)壓電路的作用是在電網(wǎng)濾波電路可減小脈動(dòng)使直流電壓平滑，穩(wěn)壓電路的作用是