模擬電子技術(shù)第八章

1、模擬電子技術(shù)徐麗香編著2021/9/121電子工業(yè)出版社第8章直流穩(wěn)壓電源學習目標：（）了解三端集成穩(wěn)壓器件的種類、主要參數(shù)、典型應(yīng)用電路，能識別其引腳；（ ）能識讀集成穩(wěn)壓電源的電路圖；（）了解開關(guān)式穩(wěn)壓電源的框圖及穩(wěn)壓原理；（）了解開關(guān)式穩(wěn)壓電源的主要優(yōu)點，列舉其在電子產(chǎn)品中的典型應(yīng)用；（5）會安裝與調(diào)試直流穩(wěn)壓電源。2021/9/1228.1硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路單相小功率直流穩(wěn)壓電源主要包括變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓4個基本部分。 2021/9/1238.1.1 穩(wěn)壓原理為什么要穩(wěn)壓？大部分電路正常工作要求電源電壓穩(wěn)定當負載電流變化時，由于整流濾波電路存在內(nèi)阻，因此，輸出直流電壓將隨之發(fā)生變化；

2、當電網(wǎng)電壓波動時，整流后的電壓會發(fā)生變化，輸出電壓也會發(fā)生變化。穩(wěn)壓電路的功能就是當輸入信號及負載變化導(dǎo)致輸出直流電壓的趨向變化時，承擔變化的那部分電壓，保證負載兩端的電壓恒定。2021/9/1248.1.1 穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理及穩(wěn)壓電路等效2021/9/1258.1.2 穩(wěn)壓電路的主要性能指標（1）電壓調(diào)整率（2）等效內(nèi)阻 2021/9/126 8.2 硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路當穩(wěn)壓二極管處于反向擊穿狀態(tài)時，其兩端電壓略為變化，電流將發(fā)生快速變化，電壓上升時，分流電流變大，電壓下降時，分流電流變小，從而使電阻RL上流過的電流IL基本保持不變。1.工作原理2021/9/127 1.工作原理 （1）負載電

3、阻保持不變，而電網(wǎng)電壓發(fā)生波動時（2）電網(wǎng)電壓保持不變，而負載電流發(fā)生變化時2021/9/1282.電路參數(shù)計算 【例8-1】 設(shè)計硅穩(wěn)壓二極管并聯(lián)型穩(wěn)壓電源，其內(nèi)阻RO要求小于20。要求輸出電壓為12V，電壓調(diào)整率小于1%，負載電流的變化范圍為06mA。2021/9/129解：1.確定輸入電壓UI 2.決定穩(wěn)壓管型號選擇穩(wěn)壓二極管2CW67，其參數(shù)為UZ=12V，IZmax=20mA，rZ18 2021/9/12103.確定限流電阻R電阻取標稱值R=1.2 k 2021/9/12114.驗證電壓調(diào)整率ku和內(nèi)阻ro2021/9/12128.3 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路8.3.1 串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)

4、框圖線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等部分構(gòu)成。 2021/9/1213線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路 當負載電流或電源電壓變動而引起輸出電壓UO升高時，電路有如下的變化過程：為保證調(diào)整管V1工作在放大狀態(tài)，調(diào)整管兩端的壓降UV1CE必須大于等于2V。 2021/9/1214調(diào)整管作用等效2021/9/12158.3.2 輸出電壓的大小和調(diào)節(jié)方法2021/9/1216例82在圖8.7中，若UI的波動范圍為10%，R1=R2=200。輸出電壓UO的變化范圍為520V。計算（1）所選用穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值UZ和RP的取值各為多少？（2）為使穩(wěn)壓電路正常工作，UI的值至少應(yīng)取多少？2021

5、/9/1217圖8.72021/9/1218解通常UImin=0.9UI=22V UI=24V選取UI大于等于25V 2021/9/1219 8.4 集成穩(wěn)壓電源 把線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路集成為一塊集成電路，稱為集成穩(wěn)壓器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由調(diào)整器件、誤差放大器、基準電壓、比較取樣等幾個主要部分組成的，通常還增加各種保護電路。三端集成穩(wěn)壓器可分為輸出電壓固定輸出電壓可調(diào)兩種形式。2021/9/12208.4.1 三端固定輸出電壓集成穩(wěn)壓器型號2021/9/1221三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的外形及管腳排列 2021/9/12221. 7800系列集成穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路2021/9/12232.提高輸出電壓

6、的電路2021/9/12243.輸出正、負電壓的電路 2021/9/12254.三端固定輸出穩(wěn)壓電源的參數(shù)及設(shè)計【例8-3】采用220V、50Hz市電供電，試設(shè)計一固定輸出集成穩(wěn)壓電源。其性能指標為：UO=12V，IOmax=800mA。 2021/9/1226解(1)選集成穩(wěn)壓器LM7812。查UO、IOmax，UImi、UImax。(2)電源變壓器選擇LM7812的輸入電壓范圍為14VUI35V，取UI=18V。I2IOmax=0.8A變壓器二次側(cè)伏安容量P2U2I2=15W選輸出功率為20W、18V/1A的變壓器。(3)整流二極管及濾波電容選擇ID=1/2IOmax =1/20.8A=0

7、.4AUDM=2 U2=1.4118V=25.4V選2CZ55C。電源濾波電容選用1000uF/50V或2200/50V。(4)LM7812功耗估算P=（UI-UO）Iomax=(18-12)0.8W=4.8W2021/9/12278.4.2 三端可調(diào)輸出電壓集成穩(wěn)壓器2021/9/1228三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器引腳排列圖 2021/9/12291.基本應(yīng)用電路及輸出電壓估算2021/9/12302.外接元器件選取IOmin5mA，R1M=UREF/5 mA=240，UOM=37V，R2為調(diào)節(jié)電阻。最高輸出電壓37V，得R2為7.18k左右，取6.8k。C2取10F。C3取1F。C1為0.33F

8、。D1、D2是保護二極管，可選整流二極管2CZ52。2021/9/12313.UI選取UI-UO3V，當UO=UOM=37 V時，U1=40 V。2021/9/12328.4.5 集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)2021/9/12338.4.4 集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用實例限壓限流充電器充電電壓UO=1.25(1+R2/R1)-I充R4 UO=1.25 -0.7V =8.28 V充電電流為I充= A=0.07 A。2021/9/12348.5 開關(guān)式穩(wěn)壓電源線性穩(wěn)壓電路，這是因為調(diào)整電路工作在放大區(qū)。當負載電流較大時，調(diào)整管的集電極損耗相當大，電源效率較低，一般為20%40，通常還要配備較大的散熱裝置，而且通常要

9、求輸入電壓的變化范圍不能太大，否則將無法實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。采用開關(guān)式電路，能克服上述缺點。開關(guān)式穩(wěn)壓電路的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，即調(diào)整管工作在飽和導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)。2021/9/1235 8.5 開關(guān)式穩(wěn)壓電源1.開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理2021/9/12362.換能電路的基本原理2021/9/12378.6 線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)式電源電路實例2021/9/1238開關(guān)穩(wěn)壓電源 2021/9/12392021/9/1240本 章 回 顧 （1）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡單、輸出電流小、輸出電壓不可調(diào)、穩(wěn)壓性能差，主要適用于負載電流較小，且電壓變化范圍不大的場合。（2）三端集成穩(wěn)壓器因其使用簡單、體積小，可靠性高等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。它分為固定式輸出阻抗和可調(diào)式輸出、正電壓輸出阻抗和負電壓輸出。其中W78XX