第七章直流稳压电源PPT讲稿.ppt

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1、第七章直流稳压电源第1页，共37页，编辑于2022年，星期二7.1.1串联型稳压电路串联型稳压电路V：NPN 型型，相相当当于于一一只只受受基基极极电电流流控控制制的的可可变变电电位位器器，利用其电压的变化来实现稳压。利用其电压的变化来实现稳压。负载负载与起与起调调整作用的三极管相串整作用的三极管相串联联，故称，故称串串联联型型稳压电稳压电路。路。1电电路路组组成成7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第2页，共37页，编辑于2022年，星期二 2工作原理工作原理假假定定输输出出电电压压 VO 由由于于某某种种原原因因升升高高，因因 VZ 是是稳稳定定值值，所所以以三三极极管管的的 VBE 将将减

2、减小小，IB 使使减减小小，三三极极管管集集射射电电压压 VCE 增增大大，由由于于VO=VI-VCE ，因因而而抑抑制制了了输输出出电电压压的的升升高高，使使其其趋趋于于稳稳定。定。若若输输出出电压电压因某种原因下降因某种原因下降时时，其，其变变化化过过程与此相反。程与此相反。稳压过程可表示为稳压过程可表示为7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第3页，共37页，编辑于2022年，星期二 3稳压电稳压电路工作条件路工作条件稳稳压压管管 VZ 的的稳稳定定是是保保证证输输出出电电压压稳稳定定的的前前提提。可可将将串串联联型型稳稳压电路改成典型射极输出器的电路。压电路改成典型射极输出器的电路。7.1

3、晶体管稳压电源晶体管稳压电源第4页，共37页，编辑于2022年，星期二7.1.2具有放大环节的串联型可调稳压电路具有放大环节的串联型可调稳压电路串串联联型可型可调稳压电调稳压电源方框源方框图图如如图图所示。所示。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第5页，共37页，编辑于2022年，星期二1电电路及各元件作用路及各元件作用组组成成：调调整整部部分分（调调整整管管 V1）、取取样样电电路路（R1、R2、RP 组组成成分分压压器器）、基基准准环环节节（稳稳压压管管 VDZ 和和 R3 组组成成的的稳稳压压电电路路）、比比较较放大放大级级（放大管（放大管 V2 等）。等）。7.1晶体管稳压电源晶体管稳

4、压电源第6页，共37页，编辑于2022年，星期二 R1、R2、RP：组组成成取取样样电电路路，将将输输出出电电压压的的一一部部分分取取出出加加到到 V2 管管的的基基极极，与与基基准准电电压压进进行行比比较较，其其差差值值电电压压经经过过 V2 放放大大后后，送送到到调调整管的基极，控制整管的基极，控制调调整管的工作。整管的工作。V1：调调整管，起整管，起电压调电压调整作用；整作用；V2：比：比较较放大管；放大管；VZ ：稳稳压压管管，与与限限流流电电阻阻 R3 组组成成基基准准电电源源，为为 V2 发发射射极极提提供供基准基准电压电压；7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第7页，共37页，编辑

5、于2022年，星期二2稳压原理稳压原理（2）当电网电压下降或负载变重时）当电网电压下降或负载变重时可概括可概括为为（1）当电网电压升高或）当电网电压升高或 RL 增大时增大时稳压过稳压过程程为为 可概括可概括为为7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源（RL）第8页，共37页，编辑于2022年，星期二3输输出出稳稳定定电压电压的的调节调节 按分按分压压关系关系 整理得整理得为为分分压压比，称比，称为为取取样样比比，用，用 n 表示，表示，则则 7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源RP(下下)：为为可可变电变电阻抽阻抽头头下部分阻下部分阻值值。因因 V2 VBE2，则则第9页，共37页，编辑于2022年

6、，星期二4影响串影响串联联型可型可调调式式稳压电稳压电源源稳压稳压性能的因素性能的因素（1）取取样样电电路路取取样样电电路路的的分分压压比比 n 越越稳稳定定，则则稳稳压压性性能能越越好。好。（2）基基准准环环节节稳稳压压管管应应选选用用动动态态电电阻阻小小、电电压压温温度度系系数数小小的的硅硅稳压稳压二极管。二极管。（3）放放大大环环节节应应使使比比较较放放大大级级有有较较高高的的增增益益和和较较高高的的稳稳定性。定性。（4）调调整整环环节节输输出出功功率率大大的的稳稳定定电电源源，应应选选用用大大功功率率三三极极管管作作调调整管。整管。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第10页，共37页，

7、编辑于2022年，星期二7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源调调整管的并整管的并联联运用和串运用和串联联运用如运用如图图所示。所示。调调整整管管除除常常用用复复合合管管外外，有有时时因因三三极极管管的的极极限限电电流流 ICM不不够够大大而而采采用用多多管管并并联联；或或因因三三极极管管允允许许的的极极限限电电压压 BVCEO不不够够高高而而采采用用多多管串管串联联运用。运用。第11页，共37页，编辑于2022年，星期二7.1.3提高串联型稳压电路性能的措施提高串联型稳压电路性能的措施（1）问题问题（2）措施）措施1提高提高稳稳定度的措施定度的措施设设置置辅辅助助电电源源可可为为比比较较放放大大

8、管管提提供供一一个个稳稳定定的的集集电电极极电电压压，同同时时也也为为调调整整管管提提供供稳稳定定偏偏流流。可可以以克克服服输输入入电电压压波波动动对对两两者者的的影影响响，提提高高了了输输出出电压稳电压稳定度。定度。输输入入电电压压不不稳稳定定会会导导致致比比较较放放大大级级的的电电源源电电压压和和调调整整管管偏偏流流不不稳稳定。定。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第12页，共37页，编辑于2022年，星期二电电路如路如图图所示。所示。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第13页，共37页，编辑于2022年，星期二2提高温度提高温度稳稳定性的措施定性的措施（2）措施）措施（1）问题问题产产生

9、生基基准准电电压压的的稳稳压压二二极极管管接接在在 V2 的的基基极极，取取样样电电压压接接V3 基基极极，差差分分放放大大器器对对两两管管基基极极电电压压之之差差进进行行放放大大，完完成成稳稳压压功功能能。R4 为为两管的公共两管的公共电电阻，抑制了温度阻，抑制了温度对对差分管的影响。差分管的影响。温温度度变变化化会会使使比比较较放放大大管管的的集集电电极极电电流流和和射射极极电电流流发发生生变变化化，输输出出电压电压将随温度的将随温度的变变化化发发生漂移。生漂移。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第14页，共37页，编辑于2022年，星期二采用能采用能够够抑制温漂的差分放大抑制温漂的差分放

10、大电电路，如路，如图图所示。所示。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第15页，共37页，编辑于2022年，星期二1限流式保限流式保护电护电路路7.1.4保护电路保护电路当当输输出出电电流超流超过额过额定定值时值时，保，保护电护电路开始路开始动动作，使作，使输输出出电电流流限制在一定的范限制在一定的范围围内。内。（1）功能）功能（2）电电路路组组成成7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第16页，共37页，编辑于2022年，星期二（3）工作原理）工作原理限限流流电电阻阻取取值值适适当当，流流过过限限流流电电阻阻的的电电流流正正常常时时，保保护护二二极极管管 V 截截止止，不不影影响响电电路路工工作作

11、；超超负负载载时时，保保护护二二极极管管 的的电电流流减减小小，保保护调护调整管不致整管不致损损坏。坏。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第17页，共37页，编辑于2022年，星期二 R：检测电检测电阻。阻。2截流式保截流式保护电护电路路当当输输出出过过载载或或短短路路时时，保保护护电电路路开开始始动动作作使使调调整整管管截截止止，从从而而使通使通过调过调整管的整管的电电流减至最小，起到保流减至最小，起到保护护作用。作用。（1）功能）功能（2）电电路路组组成成R3、VDZ2：组组成成简简单单的的稳稳压压源源，为为 V3基基极极提供基准提供基准电压电压。V3：保保护护管管，连连同同其其外外围围电

12、电阻阻组组成成保保护护电电路路。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第18页，共37页，编辑于2022年，星期二（3）工作原理）工作原理负负载载电电流流处处于于正正常常范范围围时时，调调整整管管正正常常工工作作，加加在在检检测测电电阻阻 R 上上的的电电压压处处于于正正常常值值，保保护护管管 V3 截截止止，保保护电护电路不路不发挥发挥作用。作用。当当负负载载电电流流因因过过载载或或负负载载短短路路时时，检检测测电电阻阻 R 电电压压降降增增大大，导导致致保保护护管管 V3导导通通，电电流流 IC3 增增大大，VC3 下下降降，即即 VB1 调调整整管管下下降降，使使调调整整管管的的 VCE1

13、增大，增大，导导致致输输出出电压电压 VO 下降。正反下降。正反馈过馈过程如下：程如下：7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第19页，共37页，编辑于2022年，星期二1电路组成电路组成7.1.5串串联联型型稳压电稳压电源源举举例例组组成成：整整流流（桥桥式式）、滤滤波波（电电容容滤滤波波）和和稳稳压压（串串联联可可调调式式）三三部分。部分。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第20页，共37页，编辑于2022年，星期二2稳压部分特点稳压部分特点（1）电电路路中中的的调调整整管管 V1、放放大大管管 V2、V3 和和过过流流保保护护三三极极管管 V4 均使用均使用 PNP 型型锗锗管，管，输输出出

14、电压电压的极性的极性为负为负。（5）过载过载保保护护部分由部分由 V4 等等组组成三极管截流式保成三极管截流式保护电护电路。路。（2）因因输输出出电电流流较较大大，所所以以调调整整管管由由 V1 和和 两两个个管管子子组组成复合管。成复合管。（3）为为提提高高稳稳压压电电路路的的温温度度稳稳定定性性，放放大大电电路路采采用用由由V2、V3 组成的差分放大电路。组成的差分放大电路。（4）为为提提高高稳稳压压性性能能，放放大大管管的的集集电电极极负负载载电电阻阻 R5 接接至至一一个个辅辅助电源。助电源。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源第21页，共37页，编辑于2022年，星期二7.2.1固定式

15、三端集成稳压器固定式三端集成稳压器7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路1特点特点输出电压固定，外引线有输入、输出和接地三个端子。输出电压固定，外引线有输入、输出和接地三个端子。2型号和规格型号和规格W7800 系列是三端固定正电压输出的集成稳压器。系列是三端固定正电压输出的集成稳压器。系列序号的最末两位数表示系列序号的最末两位数表示标标称称输输出出电压值电压值。如。如W7812。W7900 系列是三端固定负电压输出的集成稳压器。系列是三端固定负电压输出的集成稳压器。第22页，共37页，编辑于2022年，星期二W7800 和和 W7900 系列的外形及管脚排列如图所示。系列的外形及管脚

16、排列如图所示。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路W7800 W7900 第23页，共37页，编辑于2022年，星期二（3）最大）最大输输出出电电流流 IOmax（1）最大）最大输输入入电压电压 VImax（2）输输出出电压电压 VO（4）电压调电压调整率整率 SV7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路3主要性能参数（主要性能参数（W7800 系列）系列）稳压器正常工作时所允许输入的最大电压。稳压器正常工作时所允许输入的最大电压。保证稳压器安全工作时允许输出的最大电流。保证稳压器安全工作时允许输出的最大电流。稳压器正常工作时，能输出的额定电压。稳压器正常工作时，能输出的额定电

17、压。在在输输入入电电压压变变化化量量 VI 为为零零时时，输输出出电电压压变变化化量量 VO 与与输输出出电电流变化量流变化量 IO 的比值。的比值。（5）输出电阻）输出电阻 Ro第24页，共37页，编辑于2022年，星期二（1）基本）基本应应用用电电路路图图示示为为三三端端固固定定式式稳稳压压器器的的一一般般接接法法。输输入入、输输出出端端并并联联高高频频旁旁路电容。接线时，管脚不能接错，公共端不得悬空。路电容。接线时，管脚不能接错，公共端不得悬空。4典型应用电路典型应用电路7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路第25页，共37页，编辑于2022年，星期二（2）输入电压的扩展）输入电

18、压的扩展7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路图图（a）为为串串入入三三极极管管来来降降低低输输入入电电压压。图图（b）为为用用电电阻阻来来 降降 压压。图图（c）为为采采用用一一只稳压器降压。只稳压器降压。W7800 系系列列规规定定最最大大允允许许的的输输入入电电压压，超超过过该该值值就就要要损损坏坏稳压器。可用图示的三种方案之一来扩展输入电压。稳压器。可用图示的三种方案之一来扩展输入电压。第26页，共37页，编辑于2022年，星期二（3）输输出出电压电压的的扩扩展展如需将输出电压提高到所需值，可采用如图所示电路。如需将输出电压提高到所需值，可采用如图所示电路。7.2集成稳压器及应

19、用电路集成稳压器及应用电路第27页，共37页，编辑于2022年，星期二（4）输出电流的扩展）输出电流的扩展7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路图图（a）采采用用并并联联电电阻阻的的方方法法扩扩流流。图图（b）用用PNP 功功率率管管扩扩流流。图图（c）用用两两只只稳稳压压器器并并联联输输出出，并并联联时时应应注注意意两两集集成成稳稳压压器器的的参数要一致。参数要一致。在需要稳压器输出电流增大的场合，可采用如图所示电路。在需要稳压器输出电流增大的场合，可采用如图所示电路。第28页，共37页，编辑于2022年，星期二（5）输出电压可调电路）输出电压可调电路固固定定式式三三端端集集成成稳稳

20、压压器器与与集集成成运运放放电电路路适适当当连连接接，就就可可组组成成输输出出电电压可调的稳压电路。压可调的稳压电路。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路第29页，共37页，编辑于2022年，星期二（6）正负对称的稳压电源）正负对称的稳压电源采采用用两两只只不不同同型型号号的的三三端端集集成成稳稳压压器器，可可组组合合成成一一种种正正负负对对称称输输出出电压电压的的稳压电稳压电源。源。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路第30页，共37页，编辑于2022年，星期二7.2.2可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器该该集集成成稳稳压压器器不不仅仅输输出出电电压压可可调调，而而

21、且且稳稳压压性性能能指指标标均均优优于于固固定定式式集集成成稳稳压压器器。调调压压范范围围 1.2 V 37 V，常常用用的的正正压压系系列列 W117/217/317，负压系列，负压系列 W337。其外形和接线如图所示。其外形和接线如图所示。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路F-1、F-2 型型 S-7 型型第31页，共37页，编辑于2022年，星期二W317 三三端端可可调调集集成成稳稳压压器器的的应应用用电电路路如如图图所所示示。该该电电路路是是很很实用的实用的 3 V 便携式收音机用电源。便携式收音机用电源。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路第32页，共37页，

22、编辑于2022年，星期二*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介1工作特点工作特点开开关关型型稳稳压压电电源源是是调调整整管管工工作作在在开开关关状状态态的的开开关关式式稳稳压压电电源源，其其调调整整管管只只工工作作在在饱饱和和与与截截止止两两种种状状态态，即即开开、关关状状态态，使使管管耗耗降降到到最最小，使整个电源体积小，效率高，稳压性能好，稳压范围大。小，使整个电源体积小，效率高，稳压性能好，稳压范围大。并并联联型型开开关关稳稳压压电电源源主主要要由由开开关关调调整整管管、储储能能电电路路、取取样样比比较较电路、基准电路、脉冲调宽和脉冲发生电路等组成。电路、基准电路、脉冲调宽和脉冲发生电

23、路等组成。2组成组成第33页，共37页，编辑于2022年，星期二*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介电路方框图如图所示。电路方框图如图所示。调调整整管管导导通通期期间间，储储能能电电感感储储能能，并并由由储储能能电电容容向向负负载载供供电电；调调整整管管截截止止期期间间，储储能能电电感感释释放放能能量量对对储储能能电电容容充充电电，同同时时向向负负载供电。载供电。第34页，共37页，编辑于2022年，星期二并联型开关稳压电源原理电路如图所示。并联型开关稳压电源原理电路如图所示。*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介第35页，共37页，编辑于2022年，星期二*7.3开关稳压电源简介开关稳

24、压电源简介在在有有的的并并联联型型开开关关稳稳压压电电源源中中，储储能能电电感感以以互互感感变变压压器器的的形形式出式出现现，其，其电电路如路如图图所示。所示。它它的的优优点点是是可可以以通通过过变变压压器器的的不不同同抽抽头头，再再加加上上各各自自的的整整流流滤滤波波电电路，可以得到不同的多路直流路，可以得到不同的多路直流电压输电压输出。出。第36页，共37页，编辑于2022年，星期二本章小结本章小结2串串联联型型稳稳压压电电路路的的调调整整过过程程从从其其实实质质而而言言是是一一种种负负反反馈馈。反反馈馈网网络络就就是是取取样样电电路路，反反馈馈电电压压就就是是比比较较放放大大管管的的基基

25、极极电电压压，反反馈馈类类型型为为电电压串联负反馈。压串联负反馈。3三三端端集集成成稳稳压压器器有有 W7800 和和 W7900 两两种种系系列列。三三端端集集成成稳稳压压器器体体积积小小、外外围围元元件件少少、性性能能稳稳定定可可靠靠、使使用用调调整整方方便便。典典型型应应用用电电路路有有：基基本本应应用用电电路路，输输入入电电压压的的扩扩展展，输输出出电电压压的的扩扩展展，输输出出电电流流的的扩扩展展，输输出出电电压压可可调调电电路路，正正负负对对称称的的稳稳压电压电源。源。1串串联联型型稳稳压压电电路路的的组组成成：调调整整部部分分、取取样样电电路路、基基准准环环节节、比比较较放大级。放大级。第37页，共37页，编辑于2022年，星期二