吉林大学《模拟电路设计基础》课程 ——第十章直流稳压电源.ppt

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1、吉林大学模拟电路设计基础课程 第十章直流稳压电源 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望引言引言直流稳压电源的作用直流稳压电源的作用 将将交交流流电电网网电电压压转转换换为为直直流流电电压压，为为放放大大电电路路提提供供直直流流工工作电源。作电源。组成组成各部分功能各部分功能变压器：变压器：整流：整流：滤波：滤波：稳压：稳压：end降压降压滤除脉动滤除脉动交流变交流变脉动直流脉动直流进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力进一步消除纹波，提高电压的稳定性

2、和带载能力10.1 小功率整流滤波电路小功率整流滤波电路10.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路10.1.2 滤波滤波电路电路1.工作原理工作原理10.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性1.工作原理工作原理10.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性10.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路3.纹波系数纹波系数2.VL和和IL4.平均整流电流平均整流电流5.最大反向电压最大反向电压几种滤波电路几种滤波电路10.1.2 滤波滤波电路电路（a）电容滤波电路）电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（

3、倒）电感电容滤波电路（倒L型）型）（c）型滤波电路型滤波电路10.1.2 滤波滤波电路电路电容滤波电路电容滤波电路10.1.2 滤波滤波电路电路电容滤波的特点电容滤波的特点A.二极管的导电角二极管的导电角 ，流流过过二二极极管管的的瞬瞬时时电电流流很大。很大。B.负载直流平均电压负载直流平均电压 VL 升高升高 d=RLC 越大，越大，VL 越高越高C.直直流流电电压压 VL 随随负负载载电电流流增增加而减少加而减少当当 d （3 5）时，时，VL=(1.1 1.2)V210.1.2 滤波滤波电路电路VL 随负载电流的变化随负载电流的变化end10.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路10

4、.2.1 稳压电源质量指标稳压电源质量指标10.2.2 串联反馈式稳压电路工作原理串联反馈式稳压电路工作原理10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用输出电压输出电压10.2.1 稳压电源质量指标稳压电源质量指标输出电压变化量输出电压变化量输入调整因数输入调整因数电压调整率电压调整率稳压系数稳压系数输出电阻输出电阻温度系数温度系数引起输出电压变引起输出电压变化的原因是负载化的原因是负载电流的变化和输电流的变化和输入电压的变化。入电压的变化。负载电流的变化负载电流的变化会在整流电源的内阻上会在整流电源的内阻上产生电压降，产生电压降，使输入电压

5、发生变化使输入电压发生变化1.结构结构10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理2.工作原理工作原理输入电压波动输入电压波动负载电流变化负载电流变化输输出出电电压变化压变化电压串联负反馈电压串联负反馈所以输出电压所以输出电压满足深度负反馈，根据满足深度负反馈，根据虚短虚短和和虚断虚断有有(+)(+)(+)(+)（类类似似习习题题10.2.3）（1）设设变变压压器器副副边边电电压压的的有有效效值值V220 V，求求VI？说明电路中说明电路中T1、R1、DZ2的作用；的作用；（2）当当VZ16 V，V

6、BE0.7 V，电电位位器器RP箭箭头头在在中中间间位位置置，不不接接负负载载电电阻阻RL时，试计算时，试计算A、B、C、D、E点的电位和点的电位和VCE3的值；的值；（3）计算输出电压的调节范围。）计算输出电压的调节范围。（4）当）当VO12 V、RL150，R2510时，计算调整管时，计算调整管T3的功耗的功耗PC3。例例（1）设设变变压压器器副副边边电电压压的的有有效效值值V220 V，求求VI？说说明明电电路路中中T1、R1、DZ2的作用；的作用；例例解：解：VI（1.11.2）V2取取 VI1.2V2则则 VI1.2V21.22024V T1、R1和和DZ2为启动电路为启动电路（2）

7、当当VZ16 V，VBE0.7 V，电电位位器器RP箭箭头头在在中中间间位位置置，不不接接负负载载电阻电阻RL时，试计算时，试计算A、B、C、D、E点的电位和点的电位和VCE3的值；的值；例例解：解：VAVI 24 VVEVO2VBE12 V1.4 V13.4VVCE3VAVO24 V12 V12 VVCVDVZ16 V12 VVBVOR2R1VREF（3）计算输出电压的调节范围。）计算输出电压的调节范围。例例解：解：R2R1VREFVO=9V=18V（4）当）当VO12 V、RL150，R2510时，计算调整管时，计算调整管T3的功耗的功耗PC3。例例解：解：所以所以IC3ILIR3IR2

8、105mAPC3VCE3IC3 （VA-VO）IC3 1.26W三端集成稳压器三端集成稳压器(1)(1)概述概述 将将串串联联稳稳压压电电源源和和保保护护电电路路集集成成在在一一起起就就是是集集成成稳稳压压器器。集集成成稳稳压压器器只只有有三三个个：输输入入端端、输输出出端端和和公公共共端端，称为三端集成稳压器。称为三端集成稳压器。集成稳压器符号集成稳压器符号要特别注意，不同型号，要特别注意，不同型号，不同封装的集成稳压器，不同封装的集成稳压器，它们三个电极的位置是不它们三个电极的位置是不同的，要查资料确定。同的，要查资料确定。外形图外形图 照片(2)(2)线性三端集成稳压器的分类线性三端集成

9、稳压器的分类三端集成稳压器有如下几种：三端集成稳压器有如下几种：1.三端固定正输出集成稳压器三端固定正输出集成稳压器，国标型号国标型号为为CW78-/CW78M-/CW78L-2.三端固定负输出集成稳压器三端固定负输出集成稳压器，国标型号国标型号为为CW79-/CW79M-/CW79L-3.三端可调正输出集成稳压器三端可调正输出集成稳压器，国标型号国标型号为为CW117-/CW117M-/CW117L-CW217-/CW217M-/CW217L-CW317-/CW317M-/CW317L-4.三端可调负输出集成稳压器三端可调负输出集成稳压器，国标型号国标型号为为CW137-/CW137M-/C

10、W137L-CW237-/CW237M-CW237L-CW337-/CW337M-/CW337L-以上以上1 1-为军品级为军品级；2 2-为工业品级为工业品级；3 3-为民品级为民品级。军品级军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55-55150150；工业品级工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25-25150150；民品级民品级多为塑料封装，工作温度范围多为塑料封装，工作温度范围00125125。10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器1.输出电压固定的三端集成稳压器输出电压固定的三端集成稳压器 （正电压（

11、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10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器2.可调式三端集成稳压器（正电压可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压、负电压LM337）输出电压输出电压10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用1.固定式应用举例固定式应用举例10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用2.可调式应用举例可调式应用举例end10.3 10.3 开关型稳压电源开关型稳压电源 开开关关型型稳稳压压电电源源效效率率可可达达

12、90%90%以以上上，造造价价低低，体体积积小小。开开关关型型稳稳压压电电源源的的缺缺点点是是纹纹波波较较大大，用用于于小小信信号号放大电路时，还应采用第二级稳压措施。放大电路时，还应采用第二级稳压措施。开关型稳压电路的工作原理开关型稳压电路的工作原理 开开关关型型稳稳压压电电源源由由调调整整管管、滤滤波波电电路路、比比较较器器、三角波发生器三角波发生器、比较放大器比较放大器和和基准源基准源等部分构成。等部分构成。开关型稳压电源原理图开关型稳压电源原理图 可以通过改变比较器输出方波的宽度（占空比）可以通过改变比较器输出方波的宽度（占空比）来控制输出电压值。这种控制方式称为来控制输出电压值。这种

13、控制方式称为脉冲宽度调制脉冲宽度调制(PWM)。q q称为占空比称为占空比 方波高电平的时方波高电平的时间占整个周期的间占整个周期的百分比。百分比。在输入电压一定时，在输入电压一定时，输出电压与占空比成正比。输出电压与占空比成正比。1调整管工作在开关状态，功耗大大降低，调整管工作在开关状态，功耗大大降低，电源效率大为提高；电源效率大为提高；2调整管在开关状态下工作，为得到直流输出，调整管在开关状态下工作，为得到直流输出，必须在输出端加滤波器；必须在输出端加滤波器；3可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值；可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值；4在许多场合可以省去电源变压器；在许多场合可以省去电源变压器；5由于开关频率较高，滤波电容和滤波电感的体由于开关频率较高，滤波电容和滤波电感的体 积可大大减小。积可大大减小。由以上分析可以得出如下结论：由以上分析可以得出如下结论：end