第10章-直流稳压电源课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第10章 直流稳压电源,1 小功率整流滤波电路,2 串联反馈式稳压电路,3 集成稳压电路,第10章 直流稳压电源 1 小功率整流滤波电路,1,1 小功率整流滤波电路,直流稳压电源的作用及组成,将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。,变压器,整流,滤波,稳压,引起电压不稳定的原因,1、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）；,3、温度的影响；,1 小功率整流滤波电路直流稳压电源的作用及组成,2,单相,三相,二极管,可控硅,桥式,倍压整流,半波,全波,一、整流电路的分类,二、单相桥式整流电路,u,2,正半周时:,D,1,、D,3,导通,，D,2,、D,4,截止,u,2,u,L,u,2,负半周时：,D,2,、D,4,导通,，D,1,、D,3,截止,-,+,+,设变压器输出电压：,u,2,=,U,2,sin,t,u,1,u,2,220V,+,-,R,L,u,o,D,1,D,3,D,4,D,2,单相二极管桥式半波一、整流电路的分类二、单相桥式整流电路u2,3,二、单相桥式整流电路,u,0,=,u,2,u,L,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=,I,L,/2,5、整流输出电压的脉动系数,u,1,u,2,220V,+,-,R,L,u,o,D,1,D,3,D,4,D,2,二、单相桥式整流电路u0=u2uL1、输出直流电压：2、负载,4,三、滤波电路,2、几种滤波电路,（,a）电容滤波电路,（,b）电感电容,滤波电路（倒L型）,（,c）,型滤波电路,滤波电路的结构特点:,电容与负载,R,L,并联，或电感与负载,R,L,串联。,1、滤波的基本概念,滤波电路,利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，,实现滤波。,电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，,改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。,RC,低通滤波电路,三、滤波电路2、几种滤波电路（a）电容滤波电路（b）电感电容,5,3、电容滤波电路,充电,放电,（1）空载时的情况,（2）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充得的电荷，所以充电电流较大。,输出电压为,U,2,，二极管承受的最高反向电压,U,RM,=2,U,2,三、滤波电路,u,1,i,o,u,2,C,u,o,R,L,t,u,o,u,o,（3）结论,二极管的导通角,I,B2,，这样，当,I,B2,变化时取样比,n,才能基本不变。,但,R,1,、,R,2,不能过小，过小的分压电路，将浪费过多的电流，通常选择,I,1,（510）,I,B2,。,（3）讨论选用动态电阻小的稳压管做基准电压，以提高UZ的稳,19,（4）串联型稳压电路的基本组成,R,L,变压器,整流,滤波,调整管,交流输入,取样,比较放大,基准电压,2、带有放大环节的稳压电路,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,I,C1,T,1,I,1,U,I,R,2,R,C,I,R,I,b1,R,1,R,3,R,L,U,o,T,2,I,b2,U,Z,串联型晶体管直流稳压电路根据对稳定程度不同要求而有简有繁，例如可采用多级放大器来提高稳压性能，但基本环节是相同的。,（4）串联型稳压电路的基本组成RL变压器整流调整管交流输入,20,（5）电路的不足,I,z,随,U,o,而波动，使,U,Z,不稳定；,T,2,的发射极电流也会影响,U,Z,。,当温度变化时，由T,2,组成的放大环节将产生零点漂移，使,U,o,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。,T,2,的C极电阻,R,C,接至电路的不稳定的输入端，,U,I,的变化，通过,R,C,加到T,1,的b极而被放大。,2、带有放大环节的稳压电路,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,I,C1,T,1,I,1,U,I,R,2,R,C,I,R,I,b1,R,1,R,3,R,L,U,o,T,2,I,b2,U,Z,（5）电路的不足Iz随Uo而波动，使UZ不稳定；当,21,3、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,显然，调节,R,w,，可改变取样比，从而使输出电压,U,o,得到调整。,或,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,I,C1,T,1,I,1,U,I,R,2,R,C,I,R,I,b1,R,1,R,3,R,L,U,o,T,2,I,b2,U,Z,T,1,U,I,R,2,R,C,R,1,R,3,R,L,U,o,T,3,T,2,R,w,（2）调整管采用复合管,输出电流由大功率管提供,降低了驱动电流,例如：,I,O,=1A，,1,=30，,2,=50，则,1,2,=1500,这时调整管的基极电流只需,3、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,22,3、提高稳压电源性能的措施,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,T,1,U,I,R,2,R,C,R,1,R,3,R,L,U,o,T,3,T,2,R,w,（3）说明：,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。,T,1,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,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。,C,B,E,3、提高稳压电源性能的措施二、串联反馈式稳压电路的工作原理,23,U,BE3,=0.7v，,U,Z,=5.3v，,U,I,=20v，,1,=20，,2,=50，,R,1,=,R,2,=200，,R,3,=1k，,R,C,=2k,要使,R,w,滑到最下端时，,U,0,=15v，,R,w,应为多少？,此时当,R,w,滑到最上端时，,U,0,为多少？,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,当,U,0,=15v，,I,0,=500mA时，求通过,R,C,的电流,I,RC,和流过稳压管的电流,I,Z,？,T,1,、T,2,组成复合管，,=,1,2,=2050=1000，,U,B3,=,U,Z,+,U,BE3,=5.3v+0.7v=6V,调节,R,w,的滑动端，可改变输出,U,0,：,R,w,U,BE3,I,C3,U,B2,(=,U,I,I,C3,R,C,),U,CE1,U,0,反之，,R,w,的滑动端往上调，,U,0,愈低。,T,1,U,I,R,2,R,C,R,1,R,3,R,L,U,o,T,3,T,2,R,w,3、提高稳压电源性能的措施,（4）参数估算：,UBE3=0.7v，UZ=5.3v，UI=20v，1=2,24,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,当,R,w,的滑动端往下调到最下端时，电路满足,解得：,当,R,w,的滑动端往上调到最上端时，电路满足,即,3、提高稳压电源性能的措施,（4）参数估算：,要使,R,w,滑到最下端时，,U,0,=15v，,R,w,应为多少？,此时当,R,w,滑到最上端时，,U,0,为多少？,U,BE3,=0.7v，,U,Z,=5.3v，,U,I,=20v，,1,=20，,2,=50，,R,1,=,R,2,=200，,R,3,=1k，,R,C,=2k,T,1,U,I,R,2,R,C,R,1,R,3,R,L,U,o,T,3,T,2,R,w,二、串联反馈式稳压电路的工作原理当Rw的滑动端往下调到最下,25,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,通过,R,C,的电流,流过稳压管的电流,I,Z,=,I,R3,+,I,E3,I,E3,I,C3,=,I,RC,I,B2,=1.26mA,则：,I,Z,=11mA,3、提高稳压电源性能的措施,（4）参数估算：,当,U,0,=15v，,I,0,=500mA时，求通过,R,C,的电流,I,RC,和流过稳压管的电流,I,Z,？,U,BE3,=0.7v，,U,Z,=5.3v，,U,I,=20v，,1,=20，,2,=50，,R,1,=,R,2,=200，,R,3,=1k，,R,C,=2k,T,1,U,I,R,2,R,C,R,1,R,3,R,L,U,o,T,3,T,2,R,w,其中,二、串联反馈式稳压电路的工作原理通过RC的电流流过稳压管的,26,比较放大级采用差动放大器,（5）其它措施,U,O,U,I,T,3,R,L,R,1,R,2,I,O,R,c,R,z,T,2,T,1,U,R,R,e,FU,O,D,z,3、提高稳压电源性能的措施,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,比较放大级采用差动放大器（5）其它措施UOUIT3R,27,采用辅助电源(比较放大部分的电源),用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益,（5）其它措施,3、提高稳压电源性能的措施,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,I,0,I,0,I,0,采用辅助电源(比较放大部分的电源)（5）其它措施3、,28,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,取样电路,调整管,比较放大,基,准,电,压,输入电压波动,负载电流变化,输出电压变化,电压串联负反馈,所以输出电压,根据,虚短,和,虚断,有,(+),(+),(+),(+),R,1,R,2,U,I,D,Z,T,R,U,F,R,L,U,O,R,p,U,B,U,REF,R,1,R,2,比较放大级采用差动放大器,（5）其它措施,3、提高稳压电源性能的措施,二、串联反馈式稳压电路的工作原理调整管 输入电压波动负载,29,三、串联反馈式稳压电路中的保护电路,4、串联反馈式稳压电路,（1）结构,三、串联反馈式稳压电路中的保护电路4、串联反馈式稳压电路（,30,3 集成稳压电源,概述,将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，,现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。,它的电路符号，外形如图所示。,要特别注意，不同型号，不同封装的集成稳压器，它们三个电极的位置是不同的，要查手册确定。,照片,特点：体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉,内部电路：串联型晶体管稳压电路,GND或ADJ,U,I,U,O,CW,3 集成稳压电源概述要特别注意，不同型号，不同封装的集,31,概述,类型：1、三端固定输出集成稳压器,2、三端可调输出集成稳压器,XX,L,78(79),W,C,用数字表示输出电压值,最大输出电流：,L,为,0.1 A,M,为,0.5 A,无字母表示,1.5 A(,带散热片,),78:,输出固定正电压,79:,输出固定负电压,国标,稳压器,XX,L,17(37),C,W,17:,输出固定正电压,37:,输出固定负电压,1,-,为军品级,2,-,为工业品级,3,-,为民品级,X,3、三端低压差集成稳压器,4、大电流三端集成稳压器,概述2、三端可调输出集成稳压器XXL78(79)WC用数字表,32,一、集成稳压电路,1.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,启动电路,C,1,5p,R,14,5k,R,12,R,10,2.5k,R,11,R,15,100,R,9,5.8k,R,3,576,R,2,3.4k,R,1,3.9k,R,5,7.8k,R,7,13k,R,8,13k,R,6,2.14k,R,13,2.23k,U,I,D,Z2,T,14,T,5,T,4,T,3,R,4,410,3,T,11,T,12,T,10,T,9,T,6,T,7,T,8,D,2,D,1,D,Z4,D,Z3,U,O,2,1,T,13,T,2,D,Z1,T,1,电路接通,U,I,U,Z1,电流流过T,1,、D,Z1,、T,2,、D,Z2,T,3,导通 T,4,、T,5,导通 D,Z2,正常工作,一、集成稳压电路1.输出电压固定的三端集成