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模电郝育闻模电郝育闻第一页，共75页。第十章第十章 直流稳压电源直流稳压电源10.1 10.1 小功率整流小功率整流(zhngli)(zhngli)滤波电滤波电路路10.2 10.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 第1页/共75页第二页，共75页。电源变压器电源变压器:将交流电网将交流电网(dinwng)电压电压v1变为合适的变为合适的交流电压交流电压v2。整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路v1v2v3v4vo整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整流整流(zhngli)电路电路:将交流电压将交流电压v2变为脉动的直变为脉动的直流电压流电压v3。滤波电路滤波电路:将脉动将脉动(midng)直流电压直流电压v3转变为平滑的转变为平滑的直流电压直流电压v4。稳压电路稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响清除电网波动及负载变化的影响,保持输保持输出电压出电压vo的稳定。的稳定。直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能第2页/共75页第三页，共75页。整流整流(zhngli)电路的任务：把交流电压转变为电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。直流脉动的电压。10.1 小功率整流滤波小功率整流滤波(lb)电路电路常见的小功率整流电路，有单相常见的小功率整流电路，有单相(dn xin)半波、全波、桥式和倍压整流等。半波、全波、桥式和倍压整流等。为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。10.1.1 单相整流电路单相整流电路第3页/共75页第四页，共75页。10.1.1单相半波整流电路的工作单相半波整流电路的工作(gngzu)原理原理v2 0 时，二极管时，二极管导通。导通。iLv1v2aTbDRLvo忽略忽略(hl)二二极管正向压降：极管正向压降：vo=v2v1v2aTbDRLvoiL=0v20 时时D1,D3导通导通D2,D4截止截止电流电流(dinli)通路通路:A D1 RL D3 Bv20 时时D2,D4导通导通D1,D3截止截止电流电流(dinli)通路通路:B D2 RL D4 A输出输出(shch)是脉动的直是脉动的直流电压！流电压！v2桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形vD4,vD2vD3,vD1vov2D4D2D1D3RLvoAB第9页/共75页第十页，共75页。几种几种(j zhn)常见的硅整流桥外形：常见的硅整流桥外形：+A C -+-+-第10页/共75页第十一页，共75页。1.整流输出整流输出(shch)电压平均值（电压平均值（Vo）全波整流时，负载全波整流时，负载(fzi)电压电压 Vo的平均值为的平均值为:负载负载(fzi)上的上的(平均平均)电流电流:一、整流输出电压的平均值与脉动系数一、整流输出电压的平均值与脉动系数整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值Vo和输出电压的脉动系数和输出电压的脉动系数S是衡量整是衡量整流电路性能的两个主要指标。流电路性能的两个主要指标。()=ooV.tdvV2029021wLLRV.I290=2.负载上的直流电压负载上的直流电压VL和直流电流和直流电流IL的计算的计算第11页/共75页第十二页，共75页。S定义：整流输出电压的基波定义：整流输出电压的基波(j b)峰值峰值Vo1m与平均与平均值值Vo之比。之比。脉动脉动(midng)系数系数用傅氏级数对全波整流的输出用傅氏级数对全波整流的输出(shch)vo 分解后可分解后可得得:)6cos3544cos1542cos342(22LtttVvowpwwwpp-=6703222324221.VVVVSomo=第12页/共75页第十三页，共75页。平均电流平均电流(dinli)(ID)与反向峰值电压与反向峰值电压(VRM)是是选择整流管的主要依据。选择整流管的主要依据。例如：例如：在桥式整流电路中，每个二极管只有半周在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流电流(dinli)ID 是负载平均电流是负载平均电流(dinli)的一半。的一半。二极管截止时两端承受二极管截止时两端承受(chngshu)的最大反向电的最大反向电压：压：3.整流元件参数的计算整流元件参数的计算LoDRV.II245021=22VVRM=第13页/共75页第十四页，共75页。10.1.2 10.1.2 滤波滤波(lb)(lb)电路电路滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点(tdin):电容与负载电容与负载 RL 并联，或电感与并联，或电感与负载负载RL串联。串联。交流交流(jioli)(jioli)电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波直流直流电压电压原理：原理：利用储能元件利用储能元件电容电容两端的电压两端的电压(或通过或通过电感电感中中的电流的电流)不能突变的特性不能突变的特性,滤掉整流电路输滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。达到平滑输出电压波形的目的。第14页/共75页第十五页，共75页。1.1.电容电容(dinrng)(dinrng)滤波电路滤波电路以单向桥式整流电容以单向桥式整流电容(dinrng)滤波为例滤波为例进行分析，其电路如图所示。进行分析，其电路如图所示。一、滤波一、滤波(lb)原理原理桥式整流、电容滤波电路桥式整流、电容滤波电路av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第15页/共75页第十六页，共75页。(1).RL未接入时未接入时(忽略忽略(hl)整流电路内整流电路内阻阻)v2tvot设设t1时刻接通电源时刻接通电源t1整流电路为电容充电整流电路为电容充电充电充电(chng din)结束结束没有没有(mi yu)电容电容时的输出时的输出波形波形av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第16页/共75页第十七页，共75页。(2).RL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时 (忽略忽略(hl)整流电整流电路内阻路内阻)v2tvot电容通过电容通过RL放电，放电，在整流电路电压小在整流电路电压小于电容电压时，二于电容电压时，二极管截止极管截止(jizh)，整流电路不为电，整流电路不为电容充电，容充电，vo会逐渐会逐渐下降。下降。av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第17页/共75页第十八页，共75页。v2tvot只有整流电路输出电只有整流电路输出电压大于压大于vo时，才有充时，才有充电电流电电流(dinli)iD。因此整流电路的输。因此整流电路的输出电流出电流(dinli)是脉是脉冲波。冲波。整流电路整流电路(dinl)的的输出电流输出电流iDav1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+iD可见，采用可见，采用(ciyng)电容滤波时，整流管电容滤波时，整流管的导通角较小。的导通角较小。第18页/共75页第十九页，共75页。v2tvot电容充电电容充电(chng din)时，电容电时，电容电压滞后于压滞后于v2。整流电路的整流电路的输出电流输出电流RLC越小，输出越小，输出(shch)电压越低。电压越低。(3).RL接入（且接入（且RLC较小）时较小）时 (考虑整流考虑整流(zhngli)电电路内阻路内阻)av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第19页/共75页第二十页，共75页。一般取一般取(T:电源电压的周期电源电压的周期)近似估算近似估算:Vo=1.2V2。(1)流过二极管瞬时电流很大。流过二极管瞬时电流很大。故一般故一般(ybn)选管选管时，取时，取3.3.电容电容(dinrng)(dinrng)滤波电路的特点滤波电路的特点(2)输出电压输出电压 Vo与放电时间常数与放电时间常数(sh jin chn sh)RLC 有关。有关。RLC 愈大愈大 电容器放电愈慢电容器放电愈慢 Vo(平均值平均值)愈大愈大LoLDFRVII21)43(2)43(=第20页/共75页第二十一页，共75页。输出输出(shch)波形随负载电阻波形随负载电阻 RL 或或 C 的变化而改变的变化而改变,Vo 和和S 也随之改变。也随之改变。如如:RL 愈小愈小(IL 越大越大),Vo下降下降(xijing)多多,S 增大。增大。结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大较小且负载变动不大(b d)的场合。的场合。(3)输出特性输出特性(外特性外特性)vo电容滤波电容滤波纯电阻负载纯电阻负载1.4V20.9V20IL第21页/共75页第二十二页，共75页。其他其他(qt)形式的滤波电路形式的滤波电路改善滤波特性改善滤波特性(txng)的方法：采取多级滤波。如：的方法：采取多级滤波。如：L-C 型滤波电路型滤波电路(dinl)：在电感滤波后面再接一：在电感滤波后面再接一电容。电容。RC 型滤波电路：型滤波电路：在电容滤波后再接一级在电容滤波后再接一级RC滤波滤波电路。电路。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。LC 型滤波电路：型滤波电路：在电容滤波后面再接在电容滤波后面再接L-C 型滤波型滤波电路。电路。第22页/共75页第二十三页，共75页。1)电感电感(din n)滤波滤波电路结构电路结构:在桥式整流电路与负载在桥式整流电路与负载(fzi)间串入一间串入一电感电感L就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。电感滤波电路电感滤波电路v2v1RLLvo第23页/共75页第二十四页，共75页。一、滤波一、滤波(lb)原理原理对直流分量对直流分量:XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上。上。对谐波对谐波(xi b)分量分量:f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电压大部分降在XL上。上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。Vo=0.9V2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出当忽略电感线圈的直流电阻时，输出(shch)(shch)平均电压平均电压约为：约为：v2v1RLLvo第24页/共75页第二十五页，共75页。二、电感滤波二、电感滤波(lb)的特点的特点整流管导电角较大，峰值电流很小，输出整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦特性比较平坦(pngtn)，适用于低电压大电流，适用于低电压大电流(RL较小较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。易引起电磁干扰。v2v1RLLvo第25页/共75页第二十六页，共75页。voRv2v1C1C2vo1RL2)RC 型滤波型滤波(lb)电路电路设设uo1的直流分量的直流分量(fn ling)为为VO，交流分量，交流分量(fn ling)的基波的幅值为的基波的幅值为VO1m，则：，则：vo的直流分量的直流分量(fn ling)：第26页/共75页第二十七页，共75页。voRv2v1C1C2vo1RLuo的交流分量的交流分量(fn ling)的基波的幅值：的基波的幅值：第27页/共75页第二十八页，共75页。通常选择滤波通常选择滤波(lb)元件的参数使得：元件的参数使得：uo的脉动的脉动(midng)系数系数S与与uo1的脉动的脉动(midng)系数系数S的关系：的关系：第28页/共75页第二十九页，共75页。3)L-C 型滤波型滤波(lb)电路电路u2u1LuoCRLuo1设设uo1的直流分量的直流分量(fn ling)为为UO，交流分量，交流分量(fn ling)的基波的幅值为的基波的幅值为UO1m，：，：第29页/共75页第三十页，共75页。通常选择通常选择(xunz)滤波元件的参数使得：滤波元件的参数使得：uo的脉动系数的脉动系数(xsh)S与与uo1的脉动系数的脉动系数(xsh)S的关的关系：系：第30页/共75页第三十一页，共75页。4)LC 型滤波型滤波(lb)电电路路v2v1LvoC2RLvo1C1显然，显然，LC 型滤波电路输出电压型滤波电路输出电压(diny)的脉的脉动系数比只有动系数比只有LC滤波时更小，波形更加平滑；由滤波时更小，波形更加平滑；由于在输入端接入了电容，因而较只有于在输入端接入了电容，因而较只有LC滤波时，滤波时，提高了输出电压提高了输出电压(diny)。请自行分析请自行分析LC 型滤波电路的输出电压和脉动系型滤波电路的输出电压和脉动系数等基本参数。数等基本参数。第31页/共75页第三十二页，共75页。10.3.110.3.1倍压整流倍压整流(zhngli)(zhngli)电路的工作原理电路的工作原理1.1.二倍压整流二倍压整流(zhngli)(zhngli)电路电路负载负载(fzi)上的电压：上的电压：+v1v2+D1C2C1D2voRLv2的正半周时：的正半周时：D1导通，导通，D2截止，理截止，理想情况下，电容想情况下，电容C1的电压充到：的电压充到：22Vv2的负半周时：的负半周时：D2导通，导通，D1截止，理截止，理想情况下，电容想情况下，电容C2的电压充到：的电压充到：22V222Vvo=第32页/共75页第三十三页，共75页。+2.2.多倍压整流多倍压整流(zhngli)(zhngli)电路电路+C1v1v2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6v2的第一个正半周：的第一个正半周：v2、C1、D1构成回路，构成回路，C1充充电到：电到：22Vv2的第一个负半周：的第一个负半周：u2、C2、D2、C1构成回路，构成回路，C2充电到：充电到：222V第33页/共75页第三十四页，共75页。+C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二个正半周：的第二个正半周：u2、C1、C3、D3、C2构成回构成回路，路，C1补充电荷，补充电荷，C3充电到：充电到：u2的第二个负半周：的第二个负半周：u2、C2、C4、D4、C3、C1构构成回路，成回路，C2补充电荷，补充电荷，C4充电到：充电到：把电容接在相应把电容接在相应(xingyng)电容组的两电容组的两端，即可获得所需的多倍压直流输出。端，即可获得所需的多倍压直流输出。第34页/共75页第三十五页，共75页。VIVO电路电路(dinl)：(1)(1)输入电压变化时输入电压变化时(2)(2)负载电流变化时负载电流变化时 ILIRVRVZ（VO）IZIRVRVOVOVRIRIZVZ硅硅稳稳压压(wn(wn y)y)管管稳稳压压(wn(wn y)y)电电路路V Vo oI IZ ZDZRI IL LRLI IR R+-V VR R+-+-V VI I第35页/共75页第三十六页，共75页。稳压稳压(wn y)(wn y)电阻电阻的计算的计算稳压性能与动态电阻稳压性能与动态电阻(dinz)(dinz)、稳压电阻、稳压电阻(dinz)R(dinz)R有关有关稳压管的动态电阻稳压管的动态电阻(dinz)(dinz)越小，稳压电阻越小，稳压电阻(dinz)R(dinz)R越大，越大，稳压性能越好。稳压性能越好。稳压电阻稳压电阻R 的作用的作用电压调节、限流电压调节、限流V Vo oI IZ ZDZRI IL LRLI IR R+-V VR R+-+-V VI I第36页/共75页第三十七页，共75页。稳压电阻稳压电阻(dinz)的计算如的计算如下：下：Izmin Izmin：当输入电压：当输入电压(diny)(diny)最小，负载电流最大时最小，负载电流最大时 IzmaxIzmax：当当输输入入电电压压(diny)(diny)最最大大，负负载载电电流流最最小时小时(1)(1)(2)(2)V Vo oI IZ ZDZRI IL LRLI IR R+-V VR R+-+-V VI I第37页/共75页第三十八页，共75页。基准基准(jzhn)(jzhn)源源基准基准(jzhn)源源 一般一般(ybn)是指击穿电压十分稳定，电压是指击穿电压十分稳定，电压温度系数经过补偿了的稳压管。温度系数经过补偿了的稳压管。也称为参考源也称为参考源典典 型型 的的 基基 准准 源源 型号型号 稳定电压稳定电压(V)工作电流工作电流(mA)电压温度系数电压温度系数(10-6/)MC1403 2.51 1.2 10100 .LM136/236/336 2.5 10 30 5.0 10 30 .TL431 2.536 0.4100 50 .LM3999 6.955 10 5 .AD2710K/L 10.0001mV 10 2/1 .MAX676 4.0960.01 5 1 677 5.0000.01 5 1 678 10.0000.01 5 1 .第38页/共75页第三十九页，共75页。av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第39页/共75页第四十页，共75页。10.2 串联反馈式稳压串联反馈式稳压(wn y)电电路路稳压管稳压管稳压稳压(wn y)(wn y)电路电路开关开关(kigun)(kigun)型型稳压电路稳压电路线性线性稳压电路稳压电路常用稳压电路常用稳压电路(小功率设备小功率设备)以下主要讨以下主要讨论线性稳压论线性稳压电路。电路。电路最简单，电路最简单，但是带负载但是带负载能力差，一能力差，一般只提供基般只提供基准电压，不准电压，不作为电源使作为电源使用。用。效率较高，效率较高，目前用的也目前用的也比较多，但比较多，但因学时有限，因学时有限，这里不做介这里不做介绍。绍。第40页/共75页第四十一页，共75页。10.2.1 串联反馈式稳压串联反馈式稳压(wn y)电路电路一、电路一、电路(dinl)结构的一般形式结构的一般形式1.串联式直流稳压电路串联式直流稳压电路(dinl)的基本形式的基本形式负载电流的变化量可以比稳压管工作电流的变化量扩负载电流的变化量可以比稳压管工作电流的变化量扩大（大（1+）倍。）倍。TVORL+VZVIiRiZiL实际上是射极输出实际上是射极输出器，器，Vo=VZ-VBE。但带负载的能力比但带负载的能力比稳压管强。稳压管强。第41页/共75页第四十二页，共75页。TVORL+VZVIiRiZiL串联式直流稳压电路的基本形式串联式直流稳压电路的基本形式两个主要两个主要(zhyo)缺缺点：点：(1)稳压效果稳压效果(xiogu)不好。不好。Vo=VZ VBE(2)输出输出(shch)电压不可调。电压不可调。改进的方法：改进的方法：在稳压电路中引入带电压负在稳压电路中引入带电压负反馈的放大环节。反馈的放大环节。第42页/共75页第四十三页，共75页。串联式稳压电路由基准电压、比较放大串联式稳压电路由基准电压、比较放大(fngd)、取样电路和调整元件四部分组成。取样电路和调整元件四部分组成。T+_VIVO比比较较放放大大基基 准准取取 样样VRFVO+_C2RL调整元件调整元件+2.具有具有(jyu)放大环节的串联型稳压电路放大环节的串联型稳压电路第43页/共75页第四十四页，共75页。T+_VIVO比比较较放放大大基基 准准取取 样样VRFVO+_C2RL调整元件调整元件+调整元件调整元件T：与负载串联，通过全部：与负载串联，通过全部(qunb)负载电负载电流。可以是单个功率管，复合管或用几个功率流。可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。管并联。比较放大比较放大(fngd)器：可以是单管放大器：可以是单管放大(fngd)电路，差动电路，差动放大放大(fngd)电路，集成运算放大电路，集成运算放大(fngd)器。器。基准电压基准电压(diny)：可由稳压管稳压电路组成。：可由稳压管稳压电路组成。取样电路取样电路:取出输出电压取出输出电压VO的一部分和基准电压相比的一部分和基准电压相比较。较。第44页/共75页第四十五页，共75页。T+_VIVO比比较较放放大大基基 准准取取 样样VRFVO+_C2RL调整元件调整元件+因调整管与负载接成射极输出器形式，因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压联反馈式稳压(wn y)电路。电路。第45页/共75页第四十六页，共75页。典型实际(shj)电路组成部分组成部分(z chn b fn)(z chn b fn)：调整调整(tiozhng)(tiozhng)管管取样环节取样环节比较放大环节（误差放大器）比较放大环节（误差放大器）基准电压源基准电压源电压负反馈电压负反馈 串联型稳压电路方框图串联型稳压电路方框图A-+第46页/共75页第四十七页，共75页。一种一种(y zhn)实际的串联式稳压电实际的串联式稳压电源源二二 、稳压、稳压(wn y)(wn y)原理原理VoVB2VBE2(=VB2-VZ）VC2Vo当当 VI 增加或输出增加或输出(shch)电流减小使电流减小使 Vo升高时升高时R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2第47页/共75页第四十八页，共75页。三三、输出电压的确定和调节、输出电压的确定和调节(tioji)范围范围R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2()22221BEZWWOVVRRRRRV+=()2221maxBEZWOVVRRRRV+=()2221minBEZWWOVVRRRRRV+=第48页/共75页第四十九页，共75页。四四、影响稳压、影响稳压(wn y)特性的主要因素特性的主要因素 2.流过稳压管的电压随流过稳压管的电压随 VI 波动，使波动，使VZ 不稳定，降不稳定，降低低(jingd)了稳压精度。了稳压精度。1.电路对电网电压的波动电路对电网电压的波动(bdng)抑制能力较抑制能力较差。例：差。例：VIVC2 Vo R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB23.温度变化时，温度变化时，T2组成的放大电路产生零点漂移，组成的放大电路产生零点漂移，时输出电压的稳定度变差。时输出电压的稳定度变差。第49页/共75页第五十页，共75页。五、改进五、改进(gijn)措措施施在运放在运放(yn fn)理想条件下理想条件下:1.选用差动放大器或运放选用差动放大器或运放(yn fn)构成的放大器代替构成的放大器代替T2管构成的放大器，可以解决零点漂移的问题。管构成的放大器，可以解决零点漂移的问题。LoICIVVivP)(=CET-RRoVFVRRV1)1(21=+=串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路VITR1R2VFRLVoRWRVZ-Av+第50页/共75页第五十一页，共75页。2.采用辅助采用辅助(fzh)电源电源(比较放大部分的电源比较放大部分的电源)。3.用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。4.4.调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2第51页/共75页第五十二页，共75页。*六六、过流保护、过流保护 为避免使用中因某种原因输出短路或过为避免使用中因某种原因输出短路或过载载 致使调整管流过很大的电流致使调整管流过很大的电流(dinli)，使之烧坏故需有快速保护措施。常见，使之烧坏故需有快速保护措施。常见保护电路有两类保护电路有两类T1RT1IL1.限流型：当调整管的电流超过额定值时，对调整管的限流型：当调整管的电流超过额定值时，对调整管的基极基极(j j)电流进行分流，使发射极电流不至于过大。电流进行分流，使发射极电流不至于过大。当当IL不超过额定值时，不超过额定值时，T1截止；截止；当当IL超过额定值时，超过额定值时，T1导通，其集电极导通，其集电极从从T1的基极的基极(j j)分分流。流。R为一小电阻，用于检测负载电流。为一小电阻，用于检测负载电流。第52页/共75页第五十三页，共75页。2.截流型截流型:过流时使调整过流时使调整(tiozhng)管截止或接近截止。管截止或接近截止。T1T2RLVO+_+VI+_R2R1R3R4输出输出(shch)电流在额定值以电流在额定值以内时：内时：三极管三极管T2截止，截止，这时，电压负反这时，电压负反馈保证电路馈保证电路(dinl)正常工正常工作。作。VO V+VO VB1 第53页/共75页第五十四页，共75页。输出电流输出电流(dinli)超出额定值时：超出额定值时：因输出因输出(shch)电压降低，三极管电压降低，三极管T2逐渐导通，逐渐导通，V+，稳压管截止，电压负反馈被切断。这样，稳压管截止，电压负反馈被切断。这样V+VB1 VC1(=VO)VB2 IC2 V+T1T2RLUO+_+UI+_R2R1R3R4最终最终(zu zhn)VO降低到零。降低到零。第54页/共75页第五十五页，共75页。稳压稳压(wn y)电路的主要性能指标电路的主要性能指标一、稳压一、稳压(wn y)系数系数 S 稳压系数稳压系数S反映电网电压波动时对稳压电路的影反映电网电压波动时对稳压电路的影响。定义为当负载响。定义为当负载(fzi)固定时，输出电压的相固定时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。对变化量与输入电压的相对变化量之比。二、输出电阻二、输出电阻Ro 输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。定义为输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量之比。当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。IIooVVVVSDD=第55页/共75页第五十六页，共75页。10.2.3 集成集成(j chn)稳压电源稳压电源随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单价格低廉等优点。最简单(jindn)的集成稳压电源只的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。本节主要介绍常用的本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳压器，系列三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。其内部也是串联型晶体管稳压电路。该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。第56页/共75页第五十七页，共75页。1端端:输入端输入端2端端:公共公共(gnggng)端端3端端:输出端输出端W7800系列系列(xli)稳压器外形稳压器外形1231端端:公共公共(gnggng)端端2端端:输入端输入端3端端:输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形123第57页/共75页第五十八页，共75页。注：型号后注：型号后XX两位数字代表两位数字代表(dibio)输出输出电压值电压值输出电压输出电压(diny)额定电压额定电压(diny)值有值有:5V、9V、12V、18V、24V等等。三端三端(sn dun)集成集成稳压器稳压器固定式固定式可调可调式式正稳压正稳压W78XX负稳压负稳压W79XX1)集成稳压电源的分类集成稳压电源的分类第58页/共75页第五十九页，共75页。1.输出电压固定输出电压固定(gdng)的三端集成稳压器的三端集成稳压器 （正电压（正电压 78 、负电压、负电压 79 ）恒流源恒流源基准电压电路基准电压电路调整电路调整电路比较放大比较放大减流保护减流保护过热保护过热保护启动电路启动电路取取样样电电路路第59页/共75页第六十页，共75页。一、输出为固定电压一、输出为固定电压(diny)的电路的电路2)应用应用(yngyng)电路电路输出输出(shch)为固定正压时的接法如图所示。为固定正压时的接法如图所示。注意：注意：输入与输出端之间的电压不得低于输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_W7800系列稳压器系列稳压器 基本接线图基本接线图CoW7800CIVI+_Vo1320.11 F1F第60页/共75页第六十一页，共75页。二二、输出正负、输出正负(zhn f)电压的电压的电路电路正负电压同时输出电路正负电压同时输出电路W78XXCIVI+_VO132+_CIW79XX13COCO2VO第61页/共75页第六十二页，共75页。COW78XXCIVI+_+_VO132VXXVZRDZVXX:为为W78XX固定输出固定输出(shch)电压电压 VO=VXX+VZ三、提高输出电压三、提高输出电压(diny)的电的电路路第62页/共75页第六十三页，共75页。四、输出四、输出(shch)电压可调电压可调式电路式电路用三端稳压器也可以实现输出用三端稳压器也可以实现输出(shch)电压可调，电压可调，下图是用下图是用W7805组成的组成的730V可调式稳压电源。可调式稳压电源。W7805132R1CICoVI76234VoR2F0070.33 33V10k0.1A+-第63页/共75页第六十四页，共75页。(VXX=5V)运算放大器作为电压跟随运算放大器作为电压跟随(n su)(n su)器使用器使用,它的电源它的电源就借助于稳压器的输入直流电压。由于运放的输入阻抗就借助于稳压器的输入直流电压。由于运放的输入阻抗很高很高,输出阻抗很低，可以克服稳压器受输出电流变化输出阻抗很低，可以克服稳压器受输出电流变化的影响。的影响。Vo1ooVRRRVVV2121+=+-XXooVVV+=1)1(12RRVVXXo+=W7805132R1CICoVI76234VoR2F0070.33 33V10k0.1A+-第64页/共75页第六十五页，共75页。u2u1 C1300FV1=220VV2=8VVC1=1.2 V2=9.6VVo=5V+_CoW7805+_Vo1321FRLCI1 F实际实际(shj)应用接线图应用接线图第65页/共75页第六十六页，共75页。10.2.4 开关型稳压电源开关型稳压电源 串串联联型型反反馈馈(fnku)式式稳稳压压电电源源用用途途广广泛泛，但但存存在在以以下下两个问题：两个问题：(1)调调整整管管总总工工作作在在线线性性放放大大状状态态，管管压压降降大大，流流过过的的电电流流也也大大(大大于于负负载载电电流流)，所所以以功功耗耗很很大大，效效率率较较低低(一一般般为为40%60%)，且且需需要要庞庞大大的的散热装置。散热装置。(2)电电源源变变压压器器的的工工作作频频率率为为50Hz，频频率率低低而而使使得得变变压器体积大、重量重。压器体积大、重量重。第66页/共75页第六十七页，共75页。开关稳压电源正是基于上述改革思路而发明的新型(xnxng)稳压电源。目前，开关稳压电源已广泛应用于计算机、电视机及其它电子设备中。开关稳压电源的电路形式很多，我们仅以下面的例子对其工作原理加以简要说明。第67页/共75页第六十八页，共75页。开关(kigun)稳压电源框图第68页/共75页第六十九页，共75页。电网电压不稳使输出直流电压Uo增大，经光耦合器隔离，误差放大器反相输入端电压增大，其输出减小。该电压(UC+)与UC-的三角波比较结果，会使其输出电压(UG)的占空比减小，如图虚线所示，从 而 使 VMOS导 通 时 间(shjin)减 小，截 止 时 间(shjin)增加。经二次整流后取出方波的平均值(Uo)将随之减小。这就是开关电源稳压的原理。第69页/共75页第七十页，共75页。图919 脉宽调制器的各点波形(b xn)第70页/共75页第七十一页，共75页。一个(y)实际的开关稳压电源电路 第71页/共75页第七十二页，共75页。VMOS源极电阻(dinz)R9为过流采样电阻(dinz)。当过流时，UR9增大，经R10送至UC3842的3端，以实现过流保护的目的。C8、VD3、R11、R12、VD2和C9构成两级吸收回路，用以吸收尖峰干扰。VD1VD3采用快恢复的二极管FR305。VD4为输出整流管，采用D80-004型肖特基二极管，以满足高频、大电流整流的需要。该电路采用自馈绕组反馈，而不是从输出电压经光耦合反馈，一般用于固定负载的情况。第72页/共75页第七十三页，共75页。脉宽调制器UC3842框图(kungt)第73页/共75页第七十四页，共75页。第74页/共75页第七十五页，共75页。