模電第8講整流穩(wěn)壓電源課件

8.2線性穩(wěn)壓電路8.3開關(guān)穩(wěn)壓電路第8講直流穩(wěn)壓電源8.1單相整流濾波電路8.1

單相整流濾波電路8.1.2單相整流電路8.1.3濾波電路8.1.1直流穩(wěn)壓電源的組成8.1.1直流穩(wěn)壓電源的組成一、作用二、基本組成及各部分的作用Otu220V50HzOtu單向脈動電壓Otu大小合適的交流電壓Otu平滑的直流電壓Otu穩(wěn)定的輸出直流電壓交流電8.1.2單相整流電路一、單相半波整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦詷?gòu)成2.工作原理1.電路組成uO=u2iO=iD1=iD3=uO/RL輸入正半周時：uO=u2iO=iD2=iD4=uO/RL輸入負半周時：二、橋式整流電路

3.工作波形二、橋式整流電路續(xù)

提高整流效率，減小輸出脈動。4.參數(shù)估算與整流二極管選擇二、橋式整流電路續(xù)

5.橋式整流電路的簡化畫法+uoRL~6.整流橋~~二、橋式整流電路續(xù)

8.1.3

濾波電路一、電容濾波電路1.工作原理2.輸出電壓當RL=時：當RL

為有限值時：RC越大，濾波越好，

UO(AV)

越大。估算公式UO(AV)1.2U2一、電容濾波電路續(xù)3.元件參數(shù)選擇選整流管應(yīng)滿足：IF(23)

ID(AV)選濾波電容應(yīng)滿足：耐壓大于例8.1.1解：單相橋式整流電容濾波如圖所示，交流電源頻率f=50Hz，負載電阻RL=40，要求直流輸出電壓UO(AV)=20V，試求變壓器二次電壓有效值，并選擇整流二極管及濾波電容。選二極管應(yīng)滿足：IF(23)

ID(AV)，且留有裕量。可選2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或1A、100V的整流橋。(1)求變壓器二次電壓有效值(2)選擇整流二極管例8.1.1解續(xù)：(3)選擇濾波電容可選取

1000F、耐壓50V的電解電容。L

C1RL~+u2C21.電感濾波RLL~+u2電容濾波適宜負載電流較小、負載電流基本不變的場合。

L越大，負載電阻越小，濾波效果越好。2.型濾波負載電流小時可用R代替L。二、其它形式的濾波電路

UO(AV)0.9U2適宜大電流、低電壓負載。濾波效果好。*討論答：正常。當負載開路時，濾波電容放電速度很慢，故輸出電壓比較平穩(wěn)，紋波電壓很??；接入負載電阻后，濾波電容放電加快，使輸出電壓波動增大，所以紋波電壓較大。因此紋波電壓大小的測量，應(yīng)在額定負載下進行。測量直流穩(wěn)壓電源紋波電壓時，發(fā)現(xiàn)接入負載和負載開路測得的紋波電壓大小相差很多，這種現(xiàn)象是否正常？為什么？

8.1復(fù)習要點1.了解直流穩(wěn)壓電源的組成及各部分的作用。2.掌握單相整流電路的工作原理和分析方法。3.理解電容濾波電路的特點，掌握單相橋式整流電容濾波電路的分析估算。主要要求：單相橋式整流電容濾波電路的組成與分析估算。

重點：8.2.1穩(wěn)壓電路的主要技術(shù)指標8.2.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理8.2.3三端固定輸出集成穩(wěn)壓器8.2線性穩(wěn)壓電路8.2.4

三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路概述穩(wěn)壓電路概述作用：在交流電源電壓波動或負載變化時穩(wěn)定輸出直流電壓。

類型：按調(diào)整管與負載的接法分并聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路按調(diào)整管的工作狀態(tài)分線性穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路線性集成穩(wěn)壓電路分三端固定輸出三端可調(diào)輸出8.2.1穩(wěn)壓電路的主要性能指標一、特性指標

二、質(zhì)量指標

1.輸入電壓及其變化范圍2.輸出電壓及其可調(diào)范圍3.額定輸出電流及過流保護電流1.穩(wěn)壓系數(shù)

Sr穩(wěn)壓系數(shù)、電壓調(diào)整率、電流調(diào)整率、輸出電阻、溫度系數(shù)、紋波電壓及紋波抑制比2.電壓調(diào)整率SU或定義為：負載電流和溫度不變，輸入電壓變化10%時輸出電壓的變化量。3.電流調(diào)整率SI當輸入電壓和溫度不變，輸出電流從0變化到最大時輸出電壓的相對變化量。4.輸出電阻Ro或定義為：恒溫且輸入電壓不變，負載電流變化10%時引起的輸出電壓變化量。二、質(zhì)量指標

續(xù)

5.溫度系數(shù)ST6.紋波電壓及紋波抑制比Sinp紋波電壓：疊加在直流輸出電壓上的交流電壓，通常用有效值或峰值表示。其大小與負載電流有關(guān)，應(yīng)在額定輸出電流下測。紋波抑制比

Sinp：輸入紋波電壓峰-峰值與輸出紋波電壓峰-峰值之比的分貝值。二、質(zhì)量指標

續(xù)

8+Uo+UIRLV1+UCE8.2.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理+UI取樣電路調(diào)整管比較放大電路基準電壓UZUF一、電路組成、各部分的作用和穩(wěn)壓工作原理

自動調(diào)節(jié)UCE

，使輸出電壓穩(wěn)定。電路引入了深度負反饋，所以運放工作于放大狀態(tài)。8+Uo+UIRLV1+UCE+UI取樣電路調(diào)整管比較放大電路基準電壓UZUF一、電路組成、各部分的作用和穩(wěn)壓工作原理

自動調(diào)節(jié)UCE

，使輸出電壓穩(wěn)定。電路引入了深度負反饋，所以運放工作于放大狀態(tài)。8.2.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理二、輸出電壓的計算8+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP運放輸入端虛短8.2.3三端固定輸出集成穩(wěn)壓器CW7800系列(正電源)CW7900系列(負電源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、型號及其性能輸出電流：78L××/79L××—輸出電流100mA78M××/79M××—輸出電流500mA78××/79××—輸出電流1.5A輸出電壓：例如：CW7812CW78M18CW79L05輸出12V，最大電流1.5A輸出18V，最大電流0.5A輸出

5V，最大電流0.1A二、外形、管腳排列與符號塑料封裝金屬封裝312CW7800312CW7900123塑料封裝時的符號外形三、內(nèi)部電路組成框圖四、基本應(yīng)用電路

C1抵消輸入長接線的電感效應(yīng)，防止自激。

C2、C3

改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除高頻噪聲；消振。

V防止輸入端短路時C3反向放電損壞穩(wěn)壓器。UI–Uo

2.5~3V

Uo=12V五、其它應(yīng)用電路提高輸出電壓電路R1取值通常應(yīng)保證：靜態(tài)電流IQ為58mA特點：

UO>U

；當輸入電壓變化時，IQ也變化，因此穩(wěn)壓精度差。四、其它應(yīng)用電路續(xù)輸出正、負電壓的電路+15V15V>17.5V~18V<17.5V~18V四、其它應(yīng)用電路續(xù)恒流源電路金屬封裝電路中R取值應(yīng)保證：*討論試設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源：給定負載100，要求輸出直流電壓9V。8.2.4

三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器一、典型產(chǎn)品CW117/217/317系列(正電源)CW137/237/337系列(負電源)工作溫度CW117(137)—-55150CCW217(237)—-25150CCW317(337)—

0

125C基準電壓1.25V輸出電流L型—輸出電流100mAM型—輸出電流500mA未標L或M型—輸出電流1.5A二、管腳排列與符號CW117231CW137123符號塑料封裝三、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作特點輸入電流幾乎全部流到輸出端，流到公共端電流非常?。?/p>

靜態(tài)電流均流至輸出端，因此未引出接地端。當UI=2~40V時，均有U21=1.25V

電壓調(diào)整端電流IREF=50A,非常小且很穩(wěn)定，不受輸入電壓影響。四、基本應(yīng)用V1

防止輸入端短路時C4

放電損壞穩(wěn)壓器V2防止輸出端短路時C2

通過調(diào)整端放電損壞穩(wěn)壓器注意：靜態(tài)電流IQ(約可達10mA)從輸出端流出，在RL

開路時需流過R1，因此為保證電路正常工作，必須正確選擇阻值：

R1=

UREF/

IQ=1.25V/10mA=125可取標稱值120。

若負載固定，R1也可取大些，但要保證I+IO10mA。U31=2~40VU21=1.25V

應(yīng)用舉例1由于UREF=1.25V,IREF

50A,故當R2=

02.2k

時，UO=

1.2524V應(yīng)用舉例2:0~30V連續(xù)可調(diào)電路UA=–1.25V當R2=0時，UO=0V;當R2=3k時，應(yīng)用舉例2*討論實際使用集成穩(wěn)壓器時，應(yīng)注意哪些問題？討論小結(jié)（1）集成穩(wěn)壓器的型號及其引腳的排列，不能錯。特別是輸入端和輸出端不能接反，否則接通電源后會損壞。（2）負載電阻不能過小，即負載電流必須小于器件額定電流。（3）管耗較大時，器件應(yīng)加裝適當?shù)纳崞?。塑料封裝管加散熱器后最大功率為10W，金屬封裝管加散熱器后最大功率為20W。（4）集成穩(wěn)壓器的輸入、輸出電壓之差不能太小，一般要求該壓差大于2.5~3V，否則會影響穩(wěn)壓性能，但壓差過大會使穩(wěn)壓器功耗增大。（5）穩(wěn)壓器輸出端接有大容量負載電容時，應(yīng)在穩(wěn)壓器輸入、輸出端之間接保護二極管。（6）穩(wěn)壓器GND端不能開路,否則使UOUI,可能損壞負載電路。8.2復(fù)習要點1.理解穩(wěn)壓電路的主要技術(shù)指標。2.理解串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成、工作原理和分析計算；掌握三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用。主要要求：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成和輸出電壓的估算；集成三端穩(wěn)壓器的型號與典型應(yīng)用。重點：8.3.1開關(guān)穩(wěn)壓電路的特點及類型8.3.2開關(guān)穩(wěn)壓電路的工作原理*8.3.3集成開關(guān)穩(wěn)壓器及其應(yīng)用實例8.3開關(guān)穩(wěn)壓電路8.3.1

開關(guān)穩(wěn)壓電路的特點及類型線性穩(wěn)壓電路的缺點：調(diào)整管管耗大電源效率低(一般不超過50%)開關(guān)穩(wěn)壓電路的優(yōu)點：

效率高(80%90%)體積小、重量輕穩(wěn)壓范圍寬對電網(wǎng)要求不高改進思路：使調(diào)整管開關(guān)工作截止(電流小)

飽和(管壓降小)，減小管耗適用場合：輸出電壓調(diào)節(jié)范圍小、輸出電流變化