工学直流稳压电源最新

本章教学要求,:,第,10,章,直流稳压电源,1,了解直流稳压电源的组成,;,2,掌握单相桥式整流电路的工作原理及主要性能指标的计算,;,3,掌握电容滤波电路的工作原理及主要性能指标的计算,;,4,掌握串联反馈型线性稳压电路的工作原理,;,5,了解开关型稳压电路的特点。,直流稳压电源的组成,电源,变压器,整流,电路,滤波,电路,稳压,电路,交流,电压,输入,直流,稳压,输出,10.1,概述,一、整流电路的主要性能指标,1,整流输出电压的平均值,4,输出电压的纹波因数,2,整流管平均电流,3,整流管最大反向峰值电压,U,RM,10.2,整流及电容滤波电路,二、半波整流电路,R,L,u,2,u,D,u,o,u,1,i,o,D,u,2,i,o,u,o,u,D,t,t,t,t,u,2,正半周，,D,导通,u,2,负半周，,D,截止,三、全波整流电路,R,L,u,2,u,D1,u,o,u,1,i,D1,V,D1,V,D2,u,D2,i,D2,i,o,u,2,i,D1,u,o,u,D1,t,t,t,t,i,D2,t,i,o,t,u,2,正半周，,V,D1,导通，,V,D2,截止,u,2,负半周，,V,D1,截止，,V,D2,导通,u,2,t,0,u,O,t,0,t,0,i,O,u,O,T,r,+,+,u,1,R,L,i,D1,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,i,D2,i,O,a,b,四、桥式整流电路,思考题：,该电路中有一个二极管短路或开路时会怎样？,a,+,_,u,O,TR,u,2,+,_,u,1,b,+,_,D,2,D,4,D,3,R,L,由于电容器的充电时间常数,(1),当,C,0,、,R,L,=,时,u,O,0,2,3,4,t,T,r,+,+,u,1,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,r,o,2,3,4,u,2,t,0,由于电容器的放电时间常数,五、桥式整流电容滤波电路,(2),当,C,0,、,R,L,时,电容器的充电时间常数,2,3,4,u,2,t,0,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,r,o,0,2,3,4,t,u,O,u,C,u,O,=u,C,u,2,2,3,4,u,2,t,0,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,r,o,0,2,3,4,t,u,O,u,C,当,C,充电到最高点时，,C,将通过,R,L,开始放电。,二极管,D,1,、,D,3,将,截止，,(2),当,C,0,、,R,L,时,电容器的放电时间常数,由于,放,较大，放电比较缓慢,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,2,3,4,u,2,t,0,0,2,3,4,t,u,O,u,C,r,o,(2),当,C,0,、,R,L,时,当,|,u,2,|,u,C,时,C,又,开始,充,电，直到最大值。,二极管,D,2,、,D,4,导通,2,3,4,u,2,t,0,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,r,o,0,2,3,4,t,u,O,u,C,(2),当,C,0,、,R,L,时,0,2,3,4,t,u,O,u,C,周而复始,2,3,4,u,2,t,0,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,r,o,可画出输出电压波形,(2),当,C,0,、,R,L,时,充电,放电,a.,C,越小，,u,O(AV),越小，纹波越大。,b.,i,O,越大,u,O(AV),越小。,电容滤波电路适用于负载电流比较小或基本不变的场合。,电容滤波电路的外特性,C,=0,C,大,0.9,U,2,u,O,i,O,0,R,L,C,越大，滤波效果越好,0,2,3,4,t,u,O,u,C,C,小,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,整流二极管的平均电流,(b),二极管导通时，有冲击电流。,(a),比无滤波电容时的平均电流大。,0,2,3,t,u,C,u,O,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,0,t,i,D1,3,i,DM,t,i,D2,4,型滤波电路,R,+,+,C,1,C,2,u,I,u,O,R,L,+,+,L,+,+,C,1,C,2,u,I,u,O,R,L,+,+,LC,型滤波电路,RC,型滤波电路,思考题,T,r,+,+,u,1,R,L,D,4,+,D,1,D,3,D,2,u,2,u,O,+,C,桥式整流电路如图所示，交流电源频率为,50Hz,输出直流电压为，负载电阻,。试估算变压器次级电压,、选择整流二极管及滤波电容的大小。,电源,变压器,整流,电路,滤波,电路,稳压,电路,交流,电压,输入,直流,稳压,输出,10.3,串联反馈型线性稳压电路,一、,稳压电路的功能和作用,二、,稳压电路的主要性能指标,（,1,）,稳压系数,（,2,）,电压调整率,（,3,）,输出电阻,（,4,）,电流调整率,（,5,）,输出电压的温度系数,稳压电路输出端的交流分量（通常为,100Hz,）的,有效值或幅值。,（,6,）,纹波电压,（,7,）,纹波电压抑制比,三、,硅稳压管稳压电路（并联型）,R,限流电阻,D,Z,I,Z,R,L,U,O,U,I,R,I,I,O,+,_,+,_,调整环节与负载并联,四、,串联反馈型线性稳压电路,+,调整环节,比较放大环节,u,I,R,L,+,u,O,基准环节,取样环节,短路保护,过热保护,过流保护,U,REF,U,F,调整环节与负载串联,1.,串联反馈型线性稳压电路框图,2.,串联反馈型线性稳压电路的典型电路与分析,基准环节,比较放大环节,+,R,+,A,U,B,U,REF,u,I,R,L,T,D,Z,R,W,R,2,R,1,U,F,+,u,O,调整环节,取样环节,3,调整管的选择原则,等功耗线,P,CM,i,C,u,CE,0,U,(BR)CEO,I,CM,P,CM,不安全区,安全区,晶体管工作的安全区,（,1,）,（,2,）,（,3,）,（,4,）,电路正常工作时，,U,CE,=3,5V,4,限流保护电路,保护电路,R,+,-,U,O,R,L,+,T,1,I,B1,T,2,I,C2,U,R,U,B,I,O,比较放大环节,I,+,U,I,（,2,）,当,I,o,增大,T,2,导通。,I,B1,减小，限制了,I,o,的增大。,（,1,）,当,I,o,较小时，,U,R,U,BE2,T,2,截止，电路正常工作。,电路如图所示，已知,U,Z,=6V,，,R,1,=R,2,=R,w,=R,3,=2K,，,U,I,=15V,，调整管,T,的系数,=50,。试求：,思考题：,+,R,3,+,A,I,B,U,Z,u,I,R,L,T,D,Z,I,O,R,2,R,1,I,E,+,u,O,R,w,R,w,R,w,+,1,、标出运算放大器的同相端与反相端；,2,、求输出电压的调整范围；,3,、当,U,O,=10V,R,L,=100,时,T,的管耗和,A,的输出电流。,1.,三端集成稳压器构成及特点,(1),三端集成稳压器,由,基准电压源、比较放大器、调整电路、取样电路、过流、过热保护等电路构成。,工作可靠、,外接元件少、使用方便,(2),主要特点,五、集成三端稳压器及其应用电路,输出电压固定的三端集成稳压器,（正电压,78,、负电压,79,）,恒流源,基准电压电路,调整电路,比较放大,过流保护,过热保护,启动电路,取样电路,典型三端集成稳压器内部电路,按输出电压是否可调,固定式三端稳压器,可调式三端稳压器,2.,分类,78XX,系列,79XX,系列,LM117/217/317,LM137/237/337,正电压,负电压,正电压,负电压,a.,78,（输出正电压）系列,b.79,（输出负电压）系列,输出电压种类,5V,、,6V,、,8V,、,9V,、,12V,、,15V,和,24V,等,最大输出电流,0.1A,，,0.5A,，,1.5A,3.,固定式三端集成稳压器的型号介绍,LM78XX,1,2,3,LM79XX,1,2,3,最大输入电压,Uimax,(2),最小输入、输出压差,(Ui-Uo)min,(3),最大输出电流,Iomax,(4),输出电压范围,(5),电压调整率,Su,(6),电流调整率,Si,4.,三端集成稳压器的主要参数,（,2,）,79,系列,U,I,+,U,O,C,1,0.33,F,0.1,F,100,F,LM79,+,1,3,2,C,3,C,2,+,（,1,）,78,系列,U,I,+,+,U,O,C,1,0.33,F,0.1,F,100,F,LM78,+,1,3,2,C,3,C,2,5.,固定式三端稳压器的典型接法,（,1,）,正、负双电源输出,+,+,U,O,C,1,0.33,F,0.1,F,100,F,LM78,1,3,2,C,3,C,2,+,U,O,C,1,0.33,F,0.1,F,100,F,LM79,1,3,2,C,3,C,2,+,1000,F,C,U,i,6.,固定式三端稳压器的应用电路,式中,例 若,=10,，,R,1,=0.5,|,U,BE,|=0.3V,I,o,=1A,。则,图中,U,I,+,U,O,C,1,LM78,+,1,3,2,C,2,R,1,T,（,2,）,扩流电路,U,I,+,U,O,C,1,LM78,+,1,3,2,C,2,R,2,R,1,+,+,I,Q,忽略公共端电流,I,Q,（,3,）,扩压电路,例,1,：试求图示电路的输出电压,U,O,的可调范围。,+,-,+,-,-,+,A,LM78XX,U,o,1,C,1,C,2,+,-,例,2,：试求图示电路的输出电压,U,O,的可调范围。,+,-,+,-,-,+,A,LM7808,+,-,例,3,：,典型应用电路及相关元件参数选择。,交流电源采用,220V,，,50Hz,，若要求输出电压为,5V,，最大输出电流,1.5A,，则变压器,T,应如何选择？整流电路的整流管如何选择？,220,V,U,1,U,2,+,-,桥式整流,+,C,1,2,2,0,0,m,F,U,i,C,2,0,.,0,3,3,m,F,LM,78,xx,C,3,0,.,1,m,F,+,-,U,o,T,（,2,）若,T,的,U,CES,=1V，,当输入,U,I,变化,10%,时，有效值,U,2,至少为多大才能保证,正常稳压。,例：已知,R,1,=R,2,=5k,，,R,W,=10 k,，,R,3,=2 k,，,U,Z,=5.7V,，,U,BE,=0.7V,，,=100,。,求,:,（,1,）,U,OMAX,和,U,OMIN,；,T,r,+,u,1,D,8,+,D,5,D,7,D,6,u,3,+,C,2,+,D,4,D,1,D,3,D,2,u,2,+,C,1,R,3,R,L,D,Z,R,W,R,2,R,1,+,U,O,+,I,O,+,C,3,LM7812,T,10.4,开关型稳压电路,线性稳压电路的主要特点：,（,1,）电压稳定度高,（,2,）纹波电压小,（,3,）响应速度快,（,4,）电路简单,（,5,）调整管的功耗大,（,6,）功率变换效率低,开关型稳压电路的主要特点：,（,1,）调整管的工作于开关状态，功耗低,（,2,）功率变换效率高,（,3,）体积小、重量轻,（,4,）可以省去电源变压器,（,5,）输出纹波大,降压型开关稳压电路的工作原理,1.,降压型开关稳压电路,U,O,+,T,u,L,U,I,I,O,+,C,+,T,+,i,L,C,O,+,i,C,u,E,D,R,L,e,开关管,续流二极管,储能电感,滤波电容,控制脉冲,U,O,+,T,u,L,U,I,I,O,+,C,+,T,+,i,L,C,O,+,i,C,u,E,D,R,L,e,控制脉冲的特点,来自反馈控制电路,周期,T,恒定,U,O,+,T,u,L,U,I,I,O