第九章集成直流穩(wěn)壓電源

第九章集成直流穩(wěn)壓電源第1頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月9.1

單相整流濾波電路9.1.2濾波電路引言

9.1.1單相整流電路第2頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月引言濾波整流穩(wěn)壓變壓交流電源負載組成框圖第3頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月OtuOtuOtuOtuOtu220V單向脈動電壓合適的交流電壓濾波穩(wěn)壓第4頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月9.1.1單相整流電路一、半波整流tO

2

3

u2tO

2

3

uOtO

2

3

iD=iOtO

2

3

uDＶRL~220V+uｏ–u2iD+uD–第5頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uo

u2u1二、橋式整流輸入正半周1.工作原理輸入負半周+uo

第6頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2.波形tOtOtOtO

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD=iO第7頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月3.參數(shù)估算1)整流輸出電壓平均值2)二極管平均電流3)二極管最大反向壓totototo

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD=iO第8頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4.簡化畫法+uo

RLio~+u2

5.整流橋把四只二極管封裝在一起稱為整流橋~~第9頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月io+

uo=uc

RLV1V4V3V2

+u

9.1.2濾波電路一、電容濾波1.電路和工作原理C第10頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月io+

uo=uc

RLV1V4V3V2

+u

V導通時給C充電，V截止時C向RL放電；濾波后

uo

的波形變得平緩，平均值提高。電容充電電容放電C第11頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2.波形及輸出電壓當RL=

時：OtuO

2

當RL為有限值時：通常取RC越大UO越大RL=

為獲得良好濾波效果，一般取：(T為輸入交流電壓的周期)UO=1.2U2第12頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月[例9.1.1]

單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率f=50Hz，負載電阻RL=40，要求直流輸出電壓

UO=20V，選擇整流二極管及濾波電容。[解]1.選二極管電流平均值：承受最高反壓：第13頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月選二極管應滿足：IF

(2

3)

ID可選：2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或

1A、100V

整流橋2.選濾波電容可選：

1000F，耐壓50V的電解電容。第14頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二、其他形式濾波1.電感濾波RLL~+u2

整流后的輸出電壓：直流分量被電感L

短路交流分量主要降在L上電感越大，濾波效果越好第15頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2.

型濾波L

C1RL~+u2

C2C1、C2

對交流容抗小L

對交流感抗很大負載電流小時第16頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月9.2

線性集成穩(wěn)壓器9.2.2三端固定集成穩(wěn)壓器9.2.1串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理

9.2.3三端可調輸出集成穩(wěn)壓器第17頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月8Uo+UI

RLV1+UCE

并聯(lián)型穩(wěn)壓電路—調整管與負載并聯(lián)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路—調整管與負載串聯(lián)9.2.1串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理+UI

取樣電路調整管比較放大電路基準電壓UZUF

一、結構和穩(wěn)壓原理第18頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓的實質：

UCE的自動調節(jié)使輸出電壓恒定二、輸出電壓的調節(jié)范圍8+Uo

+UI

R

2RLR

1R1UFUZR2RP第19頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月9.2.2三端固定集成穩(wěn)壓器CW7800

系列(正電源)CW7900系列(負電源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、78、79系列的型號命名輸出電流78L

××/79L××—輸出電流100mA78M××/9M××—輸出電流500mA78××/79××—輸出電流1.5A輸出電壓第21頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：CW7805

輸出

5V，最大電流

1.5ACW78M05

輸出

5V，最大電流

0.5ACW78L05

輸出

5V，最大電流

0.1A第22頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月封裝CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符號CW7800++213CW790013_2_塑料封裝金屬封裝第23頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二、CW7800的內部結構和基本應用電路內部結構+UI

取樣電路調整電路保護電路基準電壓比較放大啟動電路+UO

第24頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月基本應用電路Uo=12VW7812123C2++UiC1C30.33

F0.1

F100

FRL防止輸入端短路時C3反向放電損壞穩(wěn)壓器抵消輸入長接線的電感效應，防止自激改善負載的瞬態(tài)響應，消除高頻噪聲第25頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月提高輸出電壓電路W78

132CiC2+UO

+UI

+U

R1R2IQI1I2靜態(tài)電流5

8mA要求輸出電壓UO>U

第26頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月輸出電壓可調穩(wěn)壓電路W78

C1C2+UI

+U

+UO

R1R2R3R48(虛短)可產生小于U

的輸出電壓UO第27頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月輸出正、負電壓的電路~24V~24V~220VW7815W79151323211000

F220

F0.33F0.33F0.1F+15V

15V++++1000

F0.1F220

F第28頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月恒流源電路12+UI=10V

W78053+UO

RRLIQIO0.1F0.33F10

第29頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月9.2.3三端可調輸出集成穩(wěn)壓器一、典型產品型號命名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第30頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月基準電壓1.25V輸出電流L型—輸出電流100mAM型—輸出電流500mA第31頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二、CW117內部結構和基本應用電路內部結構調整電路基準電路誤差放大啟動電路偏置電路保護電路IREFUIUOADJ123外形引腳CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ

50

A第32頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月基本應用電路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1

F10

F33

FR1R2C4IOIQIIREF0.1

FV1V2V1防止輸入端短路時C4反向放電損壞穩(wěn)壓器V2防止輸出端短路時C2通過調整端放電損壞穩(wěn)壓器UREF=1.25V使UREF很穩(wěn)定120IREF

50

A2.2k第33頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月R1=

UREF/

IQ=125

靜態(tài)電流IQ(約10mA)從輸出端流出，RL開路時流過R1R2=

02.2k

時，UO=

1.2524V第34頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月0

30V連續(xù)可調電路Uo

CW317123++UiC10.33

F10

FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V當R2=0時，UO=0V第35頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月9.3

開關集成穩(wěn)壓電源

引言

9.3.1開關穩(wěn)壓電源的基本工作原理

9.3.2集成開關穩(wěn)壓器及其應用第36頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月引言線性穩(wěn)壓電路的缺點：調整管管耗大電源效率低(40%

60%)改進思路：使調整管截止(電流小)

飽和(管壓降小)第37頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月開關穩(wěn)壓電路的優(yōu)點：效率高(80%

90%)體積小、重量輕穩(wěn)壓范圍寬開關穩(wěn)壓電路的缺點：電路復雜對電網要求不高對電子設備干擾較大輸出電壓含較大紋波第38頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月一、串聯(lián)型開關穩(wěn)壓電路9.3.1開關穩(wěn)壓電源的基本工作原理調整管取樣電路開關調整管控制組成框圖濾波+UI

+Uo

RLV18A8C基準電壓三角波發(fā)生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO頻率固定的三角波誤差放大續(xù)流第39頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脈寬調制式(PWM)第40頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月+UI

V1LuEIO+Uo

RL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比第41頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月+UI

+Uo

RLV18A8C基準電壓三角波發(fā)生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO穩(wěn)壓原理UIUOuFuA占空比

UOD=50%當uF=UREF，uA=0，UO

為預定標稱值第42頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二、并聯(lián)型開關穩(wěn)壓電路+UI

+Uo

RLV1R1R2LC+UREFuFuB控制電路V2+UI

+Uo

RLV1LC+uBV2+UI

+Uo

RLV1LC+uBV2iL高電平iO低電平uBtofftonT

截止截止iL第43頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月單片脈寬調制式(外接開關功率管)9.3.2集成開關穩(wěn)壓器及其應用類型單片集成開關穩(wěn)壓器CW1524CW4960/4962一、CW1524/2524/3524(區(qū)別在于溫度范圍)組成：基準電壓源、誤差放大器、脈寬調制器、振蕩器、觸發(fā)器、2只輸出功率管、過熱保護最大輸入電壓：40V最高工作頻率：100kHz每路輸出電流：100mA內部基準電壓：5V(承受50mA電流)第44頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月取樣電壓基準電壓輸出方波定時電容定時電阻關閉,控制脈寬接擴流晶體管C、E極輸入電壓振蕩/同步12345678161514131211109–IN+INUINUREF(+5V)EBCBCAEARTCTGND–限流+限流斷路補償CW1524系列引腳排列第45頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月防止寄生振蕩外接復合管擴流產生振蕩12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k

3k

5k

5k

5k

2k

50k

180

68

0.1

UIUOR00.1

F0.02

F0.01

F500

F(28

V)CW1524L0.9mHf0=1.15/R5C2=19.2kHz+5V2.5

V2.5

V+5V限流取樣電阻(1

A)第46頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二、CW4960/4962組成：基準電壓源、誤差放大器、脈寬調制器開關功率管(內接)、軟啟動電路、過流限制、過熱保護功能：慢起動、過流保護、過熱保護占空比可調(0

100%)最大輸入電壓：50

V輸出電壓：5.1

40

V連續(xù)可調最高工作頻率：100

kHz額定輸出電流：CW4960—2.5A(過流保護3.0

4.5A)CW4960—1.5A(過流保護2.5

3.5A)小散熱片不用散熱片第47頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月CW4960/4962系列引腳圖1234567CW4960IN反饋補償GNDRT/CT軟啟動輸出12345678161514131211109NC輸出NC補償NCGNDGNDNC輸入NC軟啟動RT/CTGNDGND反饋NCCW4962第48頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月CW4960/4962應用電路220

FR115k

L150

H4962(4960)11(3)10(2)7(1)14(5)4(4)15(6)2(7)。。R2RPRTCPCTC1UIUO4.7k

+++220

F220

F/40VC2C34.3k