第九章、集成穩(wěn)壓電源

一、直流穩(wěn)壓電源的組成和功能二、單相整流電路三、濾波電路四、穩(wěn)壓電路五、集成穩(wěn)壓電源第九章集成直流穩(wěn)壓電源電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。濾波電路:將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo§8.1單相整流濾波電路1、半波整流電路二極管導(dǎo)通，忽略二極管正向壓降，

uo=u2u1u2aTbDRLuo二極管截止,uo=0+–io+–u2>0時:u2<0時:一、單相整流電路單相半波整流電壓波形u1u2aTbDRLuouDu2uouDt2340設(shè)變壓后輸出電壓平均值（Uo）,輸出電流平均值（Io)：()ò=pwp2021tduUoo=()òpwp

021tdsinw

t22U=p2245.02UU=u1u2aTbDRLuouDioIo=Uo/RL=0.45U2/RL

uo20t整流后的平均值為：二極管上的平均電流及承受的最高反向電壓：u1u2aTbDRLuouDiouD20tURM二極管上的平均電流：ID=IOURM=22U承受的最高反向電壓:2、橋式全波整流電路u1u2TD3D2D1D4RLuo組成：由四個二極管組成橋路RLD1D3D2D4u2uou2uou2>0時D1,D4導(dǎo)通D2,D3截止電流通路:a

D1RLD4bu2<0時D2,D3導(dǎo)通D1,D4截止電流通路:bD2RLD4a單相橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形u2D3D2D1D4RLuoab整流輸出電壓平均值：

Uo=0.9U2負載電流平均值:Io=Uo/RL=0.9U2/RL

二極管平均電流：ID=Io/2二極管最大反向電壓：RM22UU=u2uD2,uD3uD1,uD4uo集成硅整流橋u2uo+

–

~+~-

+–oDII21=例如：在橋式整流電路中，每個二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過每只整流二極管的平均電流ID

是負載平均電流的一半。

二極管截止時兩端承受的最大反向電壓：選擇整流管的主要依據(jù)：平均電流(ID)與反向峰值電壓(URM)。（選購時：二極管額定電流2ID)（選購時：最大反向電壓2URM)二、濾波電路濾波電路的結(jié)構(gòu)特點:

電容與負載RL并聯(lián)，或電感與負載RL串聯(lián)。交流電壓脈動直流電壓整流濾波直流電壓RLLRLC1.電容濾波電路以單向橋式整流電容濾波為例進行分析，其電路如圖所示。(1)電容濾波原理a橋式整流電容濾波電路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL接入（且RLC較大）時(忽略整流電路內(nèi)阻)u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCu2tuot無濾波電容時的波形加入濾波電容時的波形近似估算:Uo=1.2U2Io=Uo/RL(b)流過二極管瞬時電流很大RLC越大Uo越高負載電流的平均值越大;

整流管導(dǎo)電時間越短iD的峰值電流越大電容濾波電路的特點(a)輸出電壓平均值Uo與時間常數(shù)RLC有關(guān)RLC愈大電容器放電愈慢Uo(平均值)愈大(c)二極管承受的最高反向電壓一般取)53(TCRτL-3=(T:電源電壓的周期)22、其它形式濾波電路：

電感濾波電路電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負載間串入一電感L就構(gòu)成了電感濾波電路。u2u1RLLuo電感濾波原理對諧波分量:

f

越高，XL越大,電壓大部分降在XL上。

因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。Uo=0.9U2當忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：u2u1RLLuo對直流分量:

XL=0相當于短路,電壓大部分降在RL上RC–

型濾波器：改善濾波特性的方法：采取多級濾波uoRu2u1C1C2uo1′RLRC–

型濾波器將RC–

型濾波器中的電阻換為電感，變?yōu)長C–

型濾波器穩(wěn)壓電路的作用:交流電壓脈動直流電壓整流濾波有波紋的直流電壓穩(wěn)壓直流電壓§

8.2線性集成穩(wěn)壓器一、硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1、穩(wěn)壓電路：

利用穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性。

2.穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓過程：（1）負載RL值不變，交流電網(wǎng)電壓波動時：（2）電網(wǎng)電壓不變，負載電流變化時：由于負載值變，而造成負載電流變：穩(wěn)壓電阻穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓性能與穩(wěn)壓二極管擊穿特性的動態(tài)電阻有關(guān)，與穩(wěn)壓電阻R的阻值大小有關(guān)。穩(wěn)壓二極管的動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓電阻R越大，穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓電阻R

的作用將穩(wěn)壓二極管電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，從而起到調(diào)節(jié)作用，同時R也是限流電阻。

顯然R的數(shù)值越大，較小IZ的變化就可引起足夠大的VR變化，就可達到足夠的穩(wěn)壓效果。但R的數(shù)值越大，就需要較大的輸入電壓VI值，損耗就要加大。二、串聯(lián)型穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓思路為：

利用UR來實現(xiàn)Uo基本不變。

即：當（自動）

當（自動）

問題關(guān)鍵：用什么來代替R實現(xiàn)自動調(diào)整呢？串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路：

1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流濾波穩(wěn)壓負載（輸出）+UI取樣電路調(diào)整管比較放大電路基準電壓由R1R2Rp組成了分壓器。（Rp可分為R1′和R2′）作用：

將U0分壓后的一部份取出送到T2晶體管的輸入基極端。

采樣大小為：

當U0變化時Uf也隨之變化。

分析：

（1）

采樣電路：1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流濾波穩(wěn)壓負載（輸出）（2）基準電壓電路：R3與DZ首先是電路的簡單穩(wěn)壓電路。故UZ是不變的，稱為基準電壓。

1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流濾波穩(wěn)壓負載（輸出）（3）比較放大電路：

由電路知UBE2=Uf—UZ并且UBE2變化是隨著U0變化的。由于UBE2變化非常小，所以再利用T2

放大后的UCE2送往T1管的基極。

1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流濾波穩(wěn)壓負載（輸出）（4）

調(diào)整電路：即自動電壓調(diào)整電路。

調(diào)整過程：當

8+Uo+UIRLV1+UCEUZUF串聯(lián)型穩(wěn)壓電路：

常用的集成三端穩(wěn)壓器的類型類型：W7800系列——穩(wěn)定正電壓

W7805輸出+5VW7809輸出+9VW7812輸出+12VW7815輸出+15VW7900系列——穩(wěn)定負電壓

W7905輸出-5VW7909輸出-9VW7912輸出-12VW7915輸出-15V三、集成三端穩(wěn)壓器1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形及典型接線圖123+_W7805UI+_Uo132CI0.1~1FCo1μF+10V+5V注意：輸入與輸出