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文檔簡介
《直流穩(wěn)壓》課件課程目標(biāo)掌握直流穩(wěn)壓電路原理深入理解線性穩(wěn)壓器、開關(guān)穩(wěn)壓器的工作原理。熟悉集成穩(wěn)壓器應(yīng)用了解常見集成穩(wěn)壓器的引腳功能、典型應(yīng)用電路及選型要點。提升電路設(shè)計能力掌握直流穩(wěn)壓電路的分析、設(shè)計和調(diào)試技巧。直流電源基本概念直流電源直流電源是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的設(shè)備,為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定直流電壓。直流穩(wěn)壓直流穩(wěn)壓是將電壓穩(wěn)定在特定值的技術(shù),以確保電子設(shè)備正常工作。線性穩(wěn)壓電路1工作原理通過晶體管的放大作用,將輸入電壓穩(wěn)定在輸出端。2優(yōu)點輸出電壓穩(wěn)定性高,紋波小。3缺點效率低,功率損耗大,不適合大功率應(yīng)用。開關(guān)型穩(wěn)壓電路效率高開關(guān)型穩(wěn)壓電路的效率通常高于線性穩(wěn)壓電路,因為它們不會將多余的電壓以熱量的形式浪費掉。體積小開關(guān)型穩(wěn)壓電路通常比線性穩(wěn)壓電路更小,因為它們不需要大的散熱器。靈活性高開關(guān)型穩(wěn)壓電路可以輕松調(diào)整輸出電壓,使其適合各種應(yīng)用。集成穩(wěn)壓器原理內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成穩(wěn)壓器內(nèi)部包含一個基準(zhǔn)電壓源、放大器、誤差放大器和一個功率晶體管。這些組件以特定的方式連接在一起,以實現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓。工作原理輸入電壓經(jīng)過整流濾波后,通過誤差放大器與基準(zhǔn)電壓源進行比較,誤差信號被放大后控制功率晶體管的導(dǎo)通程度,從而調(diào)節(jié)輸出電壓。集成穩(wěn)壓器引腳功能輸入引腳接收未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓,通常標(biāo)為“IN”或“VI”。輸出引腳提供經(jīng)過穩(wěn)壓的直流電壓,通常標(biāo)為“OUT”或“VO”。接地引腳提供電路的參考點,通常標(biāo)為“GND”。調(diào)節(jié)引腳可選功能,用于微調(diào)輸出電壓,通常標(biāo)為“ADJ”或“VR”。典型集成穩(wěn)壓器應(yīng)用集成穩(wěn)壓器應(yīng)用廣泛,常見于以下場景:電子設(shè)備電源電腦、手機等汽車電子工業(yè)控制醫(yī)療設(shè)備負(fù)載調(diào)節(jié)特性負(fù)載調(diào)節(jié)特性是指在輸入電壓恒定情況下,輸出電壓隨負(fù)載電流變化的特性,反映了穩(wěn)壓器輸出電壓的穩(wěn)定性。線路調(diào)節(jié)特性定義輸入電壓變化時,輸出電壓的變化程度指標(biāo)通常用線路調(diào)節(jié)率表示,即輸出電壓變化量與輸入電壓變化量的比值影響因素穩(wěn)壓電路的反饋環(huán)路性能、元器件的特性等溫度特性25工作溫度是指集成穩(wěn)壓器正常工作所需的溫度范圍。10溫度漂移是指輸出電壓隨溫度變化而產(chǎn)生的偏差。1熱穩(wěn)定性是指集成穩(wěn)壓器在溫度變化時保持穩(wěn)定輸出電壓的能力。輸入電壓范圍參數(shù)描述VIN(min)集成穩(wěn)壓器正常工作所需的最低輸入電壓。VIN(max)集成穩(wěn)壓器能夠承受的最大輸入電壓,超過該電壓會導(dǎo)致?lián)p壞。靜態(tài)特性1輸出電壓2負(fù)載電流3輸入電壓4溫度集成穩(wěn)壓器的靜態(tài)特性是指在穩(wěn)態(tài)條件下,其輸出電壓、電流、輸入電壓和溫度等參數(shù)之間的關(guān)系。這些特性反映了穩(wěn)壓器在不同工作條件下的性能,對選擇合適的穩(wěn)壓器型號和設(shè)計電路至關(guān)重要。動態(tài)特性動態(tài)特性指穩(wěn)壓器在輸入或負(fù)載發(fā)生變化時,輸出電壓的變化情況。噪聲特性100mV最大峰峰值表示輸出電壓的最大波動范圍。10Hz典型帶寬指輸出電壓噪聲的頻率范圍。熱保護和過載保護1熱保護集成穩(wěn)壓器內(nèi)部溫度過高,會導(dǎo)致性能下降,甚至損壞。熱保護電路可以監(jiān)測芯片溫度,并在溫度過高時自動降低輸出電流或關(guān)斷輸出。2過載保護當(dāng)負(fù)載電流超過穩(wěn)壓器額定值時,過載保護電路會自動切斷輸出,防止穩(wěn)壓器因過載而損壞。標(biāo)準(zhǔn)集成穩(wěn)壓器型號78XX系列正電壓穩(wěn)壓器,輸出電壓范圍從+5V到+24V。79XX系列負(fù)電壓穩(wěn)壓器,輸出電壓范圍從-5V到-24V。LM317可調(diào)式穩(wěn)壓器,輸出電壓范圍從1.25V到37V。LM338大電流可調(diào)式穩(wěn)壓器,輸出電流可達5A。典型應(yīng)用電路集成穩(wěn)壓器在電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛,例如:電源模塊:為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源便攜式電子設(shè)備:如手機、筆記本電腦等,需要小型化、高效率的穩(wěn)壓器工業(yè)控制系統(tǒng):需要穩(wěn)定可靠的電源,以保證系統(tǒng)的正常運行散熱設(shè)計散熱片散熱片是提高熱傳導(dǎo)效率的關(guān)鍵組件。它們將熱量從集成電路傳導(dǎo)到周圍空氣,防止過熱。風(fēng)扇風(fēng)扇通過強制空氣流動來增強散熱,有助于更快速地帶走熱量,提高整體散熱效率。導(dǎo)熱膏導(dǎo)熱膏填充集成電路和散熱片之間的間隙,提高熱傳導(dǎo)效率,確保熱量能夠有效傳遞。濾波電路設(shè)計電容濾波利用電容的充放電特性來濾除紋波電壓,主要用于降低直流電源輸出電壓中的紋波。電感濾波通過電感的儲能特性來濾除紋波電流,主要用于降低直流電源輸出電流中的紋波。LC濾波結(jié)合電容和電感濾波器的優(yōu)點,提供更有效的濾波效果,適用于高頻紋波濾除。限流電路設(shè)計過流保護限流電路的主要作用是防止過電流損壞電路和器件。電流限制通過限制電路中的最大電流,防止負(fù)載過載。電路穩(wěn)定性限流電路有助于提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。三端穩(wěn)壓器應(yīng)用實例三端穩(wěn)壓器是應(yīng)用廣泛的穩(wěn)壓器,具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品和設(shè)備中。常見的三端穩(wěn)壓器應(yīng)用實例包括:電源模塊音頻放大器無線通信設(shè)備工業(yè)控制系統(tǒng)醫(yī)療電子設(shè)備低壓差穩(wěn)壓器應(yīng)用實例低壓差穩(wěn)壓器(LDO)具有低壓降、高效率、低噪聲的特點,常用于電源管理、電池供電設(shè)備和便攜式電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。例如,在手機、平板電腦等設(shè)備中,LDO可用于將電池電壓降至合適的電壓,為處理器、內(nèi)存、顯示屏等器件供電。開關(guān)穩(wěn)壓器應(yīng)用實例開關(guān)穩(wěn)壓器廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備,例如:筆記本電腦適配器手機充電器LED照明電源服務(wù)器電源集成穩(wěn)壓器選型要點1輸出電壓選擇與應(yīng)用電路要求相匹配的輸出電壓。2輸出電流確保集成穩(wěn)壓器的最大輸出電流能夠滿足負(fù)載需求。3輸入電壓范圍選擇能夠適應(yīng)系統(tǒng)工作電壓范圍的集成穩(wěn)壓器。4負(fù)載調(diào)節(jié)特性選擇負(fù)載調(diào)節(jié)特性良好的集成穩(wěn)壓器,以確保輸出電壓穩(wěn)定性。集成穩(wěn)壓器實驗演示1電路搭建根據(jù)電路圖連接器件2參數(shù)測量使用萬用表測試輸出電壓3負(fù)載測試觀察輸出電壓變化集成穩(wěn)壓器性能測試1負(fù)載調(diào)節(jié)特性測試負(fù)載變化時的輸出電壓變化。2線路調(diào)節(jié)特性測試輸入電壓變化時的輸出電壓變化。3溫度特性測試溫度變化時的輸出電壓變化。課程總結(jié)集成穩(wěn)壓器介紹了集成穩(wěn)壓器的原理、特性、應(yīng)用以及設(shè)計方法,為后續(xù)學(xué)習(xí)相關(guān)電路設(shè)計提供了
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