第10章集成运放及应用.ppt

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1、第第10章章 直流稳压电源直流稳压电源10.1 直流稳压电路的组成直流稳压电路的组成10.2 整流电路整流电路 10.3 滤波电路滤波电路10.4 倍压整流电路倍压整流电路 10.5 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路10.6 串联型直流稳压电路串联型直流稳压电路10.7 集成稳压电源集成稳压电源10.1 直流稳压电路的组成直流稳压电路的组成一、直流稳压电源的作用一、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。二、组成二、组成变压器：变压器：整流：整流：滤波：滤波：稳压：稳压：一、直流稳压电源的作用一、直流

2、稳压电源的作用三、引起电压不稳定的原因三、引起电压不稳定的原因1、交流电网电压的波动；、交流电网电压的波动；2、负载的变化（由于整流滤波电路存在内阻）；、负载的变化（由于整流滤波电路存在内阻）；3、温度的影响；、温度的影响；10.2 整流电路整流电路 单相单相三相三相二极管二极管可控硅可控硅桥式桥式倍压整流倍压整流半波半波全波全波本课主要介绍：本课主要介绍：单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流整流电路分类：整流电路分类：整流电路的任务：整流电路的任务：一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路1、工作原理iDu2tuot设变压器输出电压：u2=U2si

3、ntu1u2uoRL+则输出电压：uo=2、电路特点优点：结构简单，元件少。缺点：输出波形脉动大，利用率低+一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路uo=3、电路分析（1）输出直流电压：（2）负载平均电流（3）二极管所承受的最大反向电压（4）整流管平均整流电流=负载平均电流4、整流输出电压的脉动系数二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路u1u2u2D1RLD2u2tuot电路分析：u0=三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路u2tuot正确利用二极管的引导作用u1u2RLu0=+-10.3 滤波电路滤波电路几种滤波电路几种滤波电路（a）电容滤波电路电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（倒电感

4、电容滤波电路（倒L型）型）（c）型滤波电路型滤波电路滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点:电容与负载电容与负载 RL 并联，或电感并联，或电感与负载与负载RL串联。串联。一、电容滤波电路一、电容滤波电路充电放电tuoDu1u2CRLuoi01、空载时的情况输出电压为U2，二极管承受的最高反向电压URM=2U22、接负载的情况在工作过程中，二极管并非在整个半周内导电，按能量守恒的观点，在较长时间内释放的电荷等于在较短时间内冲得的电荷，所以充电电流较大。3、结论（1）二极管的导通角IB2，这样，当IB2变化时取样比n才能基本不变。但R1、R2不能过小，过小的分压电路，将浪费过多的电流，通常选择I1

5、（510）IB2。（6）串联型稳压电路的基本组成RL变压器整流滤波比较放大基准电压取样调整管交流输入二、带有放大环节的稳压电路二、带有放大环节的稳压电路IC1T1RCIRIb1R3R1Ib2I1UIT2RLU0UZR23、讨论（7）电路的不足流过稳压管的电流随U0而波动，使UZ不稳定，从而降低了稳压精度，T2的发射极电流也会影响UZ。当温度变化时，由T2组成的放大环节将产生零点漂移，使U0稳定度变差。当负载电流变化较大时，相应地要求调整管的基极电流也有较大的变化范围，这部分电流要由放大管的集电极来提供，一般三极管不易达到这样的要求。输出电压固定，不能调节。T2的C极电阻RC接至电路的不稳定的输

6、入端，UI的变化，通过RC加到T1的b极而被放大。IC1T1RCIRIb1R3R1Ib2I1UIT2RLU0UZR2三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施1、改变取样比以调节输出电压的范围T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR2显然，调节Rw，可改变取样比，从而使输出电压U0得到调整。或三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR22、调整管采用复合管例如：I0=1A，T1的=30，则IB1Ie/=1A/30=33mA。而T2的IC2约为12mA，因此，不能对T1进行有效控制，这就得采用复合管。设1=30，2=50

7、，则12=1500这时调整管的基极电流只需三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR23、说明：（1）若两只管子组成的复合管还不能满足要求，可用三只或四只管子组成复合管，但此时会产生穿透电流过大的问题。（2）T1通常选用大功率管，为了充分利用管子，一般都加有散热片。两只电阻起平衡作用（3）在一个大功率管不能负担输出电流时，可采用两管或多管并联运用。CBE1.比较放大级采用差动放大器或集成运放比较放大级采用差动放大器或集成运放2.2.调整管采用复合三极管调整管采用复合三极管3.采用辅助电源采用辅助电源(比较放大部分的电源比较放大部分的电源

8、)4.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5.内部加短路和过热保护电路内部加短路和过热保护电路RCT1T2UZR3RW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2集成化集成化集成稳压电源集成稳压电源三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施3、说明：（4）其它措施三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR2例：UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=202=50，R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（1）要使Rw滑到最下端时，U0=15v，Rw应为多少？（2）当Rw滑到最

9、上端时，此时的U0为多少？（3）当U0=15v，I0=500mA时，求通过RC3的电流IRC3和流过稳压管的电流IZ？三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR2例：UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=202=50，R1=R2=200R3=1k，RC3=2kT1T3都工作于放大区，其中，T1、T2组成复合管，其电流放大系数=12=2050=1000T1管的基极电位：UB3=UZ+UBE3=5.3v+0.7v=6V调节Rw的滑动端，可改变输出U0，当Rw的滑动端往下调，则T2管的基极电位UB2=UIIRC3RC3愈高，T1

10、管的管压降UCE1愈小，输出电压U0愈高。反之，Rw的滑动端往上调，U0愈低。三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施例：当Rw的滑动端往下调到最下端时，电路满足由此可解得：T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR2UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=202=50，R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（1）要使Rw滑到最下端时，U0=15v，Rw应为多少？当Rw的滑动端往上调到最上端时，电路满足即三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施例：T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR2UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=

11、202=50，R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（2）当Rw滑到最上端时，此时的U0为多少？（3）因T1、T2均工作于放大区，其发射结电压均为0.7v左右，故通过RC3的电流流过稳压管的电流IZ=IR3+IE3IE3IC3=IRC3IB2三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施例：T1RC3T2R3R1UIT3RwRLU0DZR2UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=202=50，R1=R2=200R3=1k，RC3=2k流过取样电阻上的电流近似为（忽略IB3）代入数值可得：IB20.54mA，IE3=1.26mA，IZ=11mA10.7串联型串联型集成稳压电

12、源集成稳压电源一、集成稳压电路一、集成稳压电路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（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）输出电压输出电压基准电压Iadj调整管TVREFIVBVI+VoR2R1I2I1一、集成稳压电路一、集成稳压电路1端端:输入端输入端2端端:公共端公共端3端端:输出端输出端1、W7800系列稳压器外形及接线图系列稳

13、压器外形及接线图+_W7805UI+_Uo132CICo1F+10V+5V注意：注意：输入与输出端输入与输出端 之间的电压不之间的电压不 得低于得低于3V！二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用1端端:公共端公共端2端端:输入端输入端3端端:输出端输出端2、W7900系列稳压器外形及接线图系列稳压器外形及接线图+W7905UI+Uo231CICo1F-10V-5V二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用u2u1 C1300FU1=220VU2=8VUC1=1.2 U2=9.6VUo=5V+_CoW7805+_Uo1321FRLCI二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用3、实际应

14、用接线图、实际应用接线图4.可调式应用举例可调式应用举例二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用4.可调式应用举例可调式应用举例二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用10-8 开关稳压电源开关稳压电源将调整管工作在开关状态，控制开关启闭时间，将调整管工作在开关状态，控制开关启闭时间，实现稳压。实现稳压。一、一、开关稳压电路工作原理开关稳压电路工作原理二、二、不同变换器的开关稳压电路不同变换器的开关稳压电路三、三、自激式开关稳压电路自激式开关稳压电路四、四、集成开关电路控制器集成开关电路控制器X631.框图框图2.各点波形各点波形一、一、开关稳压电路工作原理开关稳压电路工作原理3.工作

15、原理工作原理二、二、不同变换器的开关稳压电路不同变换器的开关稳压电路1.串联式开关电路串联式开关电路 a)调整管调整管T1导通时导通时 工作过程工作过程 组成框图及框图说明组成框图及框图说明c)输出电压受误差放大器输出电压控制的过程输出电压受误差放大器输出电压控制的过程b)调整管调整管T1截止时截止时2.并联式开关电路并联式开关电路能量，在截止期间刚好释放完毕。能量，在截止期间刚好释放完毕。a)串联式开关电路是降压式的，串联式开关电路是降压式的，VOVIb)选择选择L值，应是调整管值，应是调整管T1导通期间在导通期间在L中存储的中存储的 基本电路基本电路 结论：结论：3.变压器式开关电路变压器

16、式开关电路 工作原理工作原理 基本电路基本电路三、三、自激式开关稳压电路自激式开关稳压电路1.组成框图组成框图b)交流电源与机壳隔离。交流电源与机壳隔离。a)加不同匝数比的独立绕组，可得到各种辅助电流。加不同匝数比的独立绕组，可得到各种辅助电流。优点优点 开关环路由电路自己的环路产生开关环路由电路自己的环路产生 由由A点反馈，加到误差放大器同相端产生自激点反馈，加到误差放大器同相端产生自激2.各点工作波形各点工作波形四、四、集成开关电路控制器集成开关电路控制器X631.电路框图电路框图2.产生控制信号过程产生控制信号过程3.应用应用典型应用典型应用X63作为单端输出开关稳压电路作为单端输出开关稳压电路第十章第十章 结束结束