第七章集成稳压器精选文档.ppt
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1、第七章集成稳压器本讲稿第一页，共四十三页第一节 概述第二节 集成稳压器典型电路分析第三节 集成稳压器的应用第四节 开关稳压电源工作原理第五节 集成开关稳压器及其应用本讲稿第二页，共四十三页直流稳压电源直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。稳压器为稳压电源的核心部件。集成稳压器集成稳压器又叫集成稳压电路，将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压的集成电路，用分立元件组成的稳压电源，固有输出功率大，适应性较广的优点，但因体积大焊点多可靠性差而使其应用范围受到限制，近年来，集成稳压
2、电源已得到广泛应用，其中小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器应用最为普遍。本讲稿第三页，共四十三页组成组成由由变压变压、整流整流、滤波滤波和和稳压稳压四部分组成。四部分组成。变压电路变压电路是将输入电压进行降压是将输入电压进行降压整流电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。滤波电路滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。直流成分。稳压电路稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。压。220V本
3、讲稿第四页，共四十三页整流电路整流电路整流电路整流电路是将工频交流电转变为具有直流电成分的脉动直流电。是将工频交流电转变为具有直流电成分的脉动直流电。由于二极管具有单向导电性，故利用二极管可进行整流。由于二极管具有单向导电性，故利用二极管可进行整流。(c)(c)桥式整流桥式整流 (a)(a)半波整流半波整流(b)(b)全波整流全波整流常用整流电路常用整流电路本讲稿第五页，共四十三页半波整流半波整流电路图电路图波形图波形图缺点：输出电压波动太大缺点：输出电压波动太大优点：电路简单优点：电路简单二极管二极管D导通导通二极管二极管D截止截止本讲稿第六页，共四十三页全波整流全波整流电路图电路图波形图波
4、形图优点：输出电压波动减小优点：输出电压波动减小缺点：变压器绕线太多缺点：变压器绕线太多二极管二极管D1导通导通二极管二极管D2导通导通本讲稿第七页，共四十三页桥式整流桥式整流电路图电路图波形图波形图工工作作原原理理当当vi为正半周时，二极管为正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。阻上得到正弦波的正半周。当当vi为负半周时，二极管为负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。阻上得到正弦波的正半周。本讲稿第八页，共四十三页滤波电路滤波电路滤波电路滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，是将脉动直流中的交流成分
5、滤除，减少交流成分，增加直流成分。增加直流成分。利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，可利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，可实现滤波。实现滤波。常用滤波电路常用滤波电路电容滤波电容滤波LC滤波滤波阻容阻容 型滤波型滤波电容器电容器C C对直流开路，对对直流开路，对交流阻抗小，所以交流阻抗小，所以C C应该应该并联在负载两端并联在负载两端。电感器电感器L对直流阻抗小，对交流对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此阻抗大，因此L 应与负载串联。应与负载串联。本讲稿第九页，共四十三页电容滤波电容滤波工作原理工作原理若电路处于正半周，二极管若电路处于正半周，二极管D D1 1、D D3 3导通，变压器次端电压
6、导通，变压器次端电压v v2 2给电给电容器容器C C充电。此时充电。此时C C相当于并联在相当于并联在v v2 2上，所以输出波形同上，所以输出波形同v v2 2 ，是，是正弦形。正弦形。当当v v2 2到达最高点时，到达最高点时，v v2 2开始下降。此时二极管开始下降。此时二极管D1D1两端反偏，两端反偏，二极管截止，电容二极管截止，电容C C向负载向负载L L放电。当放电的时间常数较大时，放电。当放电的时间常数较大时，电容两端的电压下降较慢。电容两端的电压下降较慢。当电路处于负半周时，二极管当电路处于负半周时，二极管D D2 2的的P P端电压开始上升，当上升端电压开始上升，当上升到大
7、于电容两端的电压时，到大于电容两端的电压时，D D2 2开始导通，变压器次端电压开始导通，变压器次端电压v v2 2再再次给电容器次给电容器C C充电，负载两端的电压重新增大。充电，负载两端的电压重新增大。当电容两端的电压增大到大于变压器付边的电压时，二极管当电容两端的电压增大到大于变压器付边的电压时，二极管D2截止，电容又开始通过负载电阻放电，重复前述的过程。截止，电容又开始通过负载电阻放电，重复前述的过程。本讲稿第十页，共四十三页电容滤波电容滤波当放电时间常数当放电时间常数RLC增加时，二增加时，二极管关断时间加长，导通角减极管关断时间加长，导通角减小，见曲线小，见曲线3；反之，；反之，R
8、LC减少减少时，导通角增加，见曲线时，导通角增加，见曲线2。显然，当显然，当L很小，即很小，即IL很大时，很大时，电容滤波的效果不好；反之，电容滤波的效果不好；反之，当当L很大，即很大，即IL很小时，电容很小时，电容滤波的效果好，所以滤波的效果好，所以电容滤波电容滤波适合输出电流较小的场合适合输出电流较小的场合。本讲稿第十一页，共四十三页第一节 概述一、集成稳压器的特点及分类(一)集成稳压器的特点 (1)稳压控制环路增益高，提高了稳压性能 (2)可实现零温度系数的基准电压，保证了输出电压稳定性 (3)内设优良的保护电路，具有灵敏、可靠地保护功能，大大降低了电源的故障率 (4)体积小、重量轻、外
9、围元器件少，调整简单，有利于电子设备的小型化、轻量化和精密化 (5)简化了开关电源的稳压控制电路，有利于充分发挥开关电源的优良特性本讲稿第十二页，共四十三页(二)集成稳压器的分类1.按电路类型分类(1)单片单片IC稳压器稳压器(半导体集成稳压器)把构成稳压电路所需的主要元器件，包括输出管都制作在同一IC芯片上，只要外接整流滤波及少数稳压所需元件便可构成实用的稳压电源。优点：电路简单、体积小，便于大批量生产 缺点：难于制作精密电阻，调整元件通常需外接，需要另加整流滤波电路(2)混合集成稳压器混合集成稳压器 采用厚膜集成工艺将桥式整流电路及单片稳压电路组装在一起构成一个完整的集成稳压电源。优点：可
10、获精密电阻，集成度高，部分调整元件不需外接，可获大功率容量电源。本讲稿第十三页，共四十三页2.按调整元件工作状态分类(1)连续方式稳压器连续方式稳压器 调整元件工作于线性放大区，输出电压的自动稳压是靠调节调整元件的导通程度来实现串联连续型稳压器串联连续型稳压器：调整元件与负载相串联。优点：电路简单、稳定性好，噪声小、响应速度快，控制准确度高；缺点：负载重时，效率低，体积大并联连续型稳压器并联连续型稳压器：调整元件与负载并联。优点：电路简单、响应速度快；缺点：效率更低，体积大，重量重，功率容量小。(2)开关方式稳压器开关方式稳压器 调整元件工作于开关工作状态，输出电压的自动稳压是靠调节调整元件的
11、饱和导通与截止的时间比值来实现串联开关型稳压器串联开关型稳压器：调整元件与负载相串联。优点：效率高，可省去电源变压器，体积小，重量轻，稳压范围宽，保护电路安全可靠，容量大；缺点：响应速度受开关频率限制，且易产生噪声干扰。并联开关型稳压器并联开关型稳压器：调整元件与负载并联。优缺点与串联型基本相同，只是效率更高，电路较复杂。本讲稿第十四页，共四十三页二、集成稳压器的主要参数(一)特性参数1.电压调整率2.电流调整率3.输出阻抗4.纹波抑制比5.输出电压的温度系数6.输出噪声电压本讲稿第十五页，共四十三页(二)工作参数电路正常工作的范围和保证电路正常工作的条件(极限参数)1.最大输入电压2.输出电
12、压范围及输出电压偏差3.最小与最大输入输出电压差4.最小与最大输出电流5.最高结温本讲稿第十六页，共四十三页集成稳压器使用时应注意以下5点。集成稳压器电路品种很多，从调整方式上有线性的和开关式的；从输出方式上有固定和可调式的。因三端稳压器优点比较明显，使用操作都比较方便，选用时应优先考虑。在接人电路之前，一定要分清引脚及其作用，避免接错时损坏集成块。输出电压大于6v的三端集成稳压器的输 人、输出端需接保护二极管，可防止输入电压突然降低时，输出电容迅速放电引起三端集成稳压器的损坏。为确保输出电压的稳定性，应保证最小输人输出电压差。如三端集成稳压器的最小压差约2v，一般使用时压差 应保持在3v以上
13、。同时又要注意最大输人输出电压差范围不超出规定范围。为了扩大输出电流，三端集成稳压器允许并联使用。使用时，要焊接牢固可靠。对要求加散热装置的，必须加装符合要求尺寸的散热装置。本讲稿第十七页，共四十三页三、集成稳压器中的基本电路本讲稿第十八页，共四十三页稳压电路稳压电路串串联联反反馈馈型型稳稳压压电电路路基准电压源基准电压源调整管：调整管：T比较放大器：比较放大器：A取样电路取样电路T电路组成电路组成本讲稿第十九页，共四十三页VIVOVfVO1 VE VOT稳压原理稳压原理本讲稿第二十页，共四十三页开关型稳压电路开关型稳压电路开关型稳压电路由调整管、滤波电路、比较器、三角波开关型稳压电路由调整管
14、、滤波电路、比较器、三角波发生器、比较放大器和基准源等部分构成。发生器、比较放大器和基准源等部分构成。调整管调整管比较器比较器滤波电路滤波电路比较放大器比较放大器取样电路取样电路本讲稿第二十一页，共四十三页开关型稳压电路的稳压原理开关型稳压电路的稳压原理输出电压的变化通过取样电阻输入到比较放大器的输入端，通过与基准电压输出电压的变化通过取样电阻输入到比较放大器的输入端，通过与基准电压的比较后放大输出。当三角波的幅度小于比较放大器的输出时，比较器输出的比较后放大输出。当三角波的幅度小于比较放大器的输出时，比较器输出高电平，调整管导通，向电感充电；反之输出为低电平，调整管截止，电感高电平，调整管导
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