《直流稳压电源》PPT课件.ppt

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,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；,一、整流电路的分类,二、单相半波整流电路,设变压器输出电压：u2=U2sint,则输出电压：,2、电路特点优点：结构简单，元件少。缺点：输出波形变动大，利用率低。,1、工作原理,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、单相半波整流电路,三、单相桥式整流电路,u2正半周时:,D1、D3导通，D2、D4截止,u2负半周时：,D2、D4导通，D1、D3截止,设变压器输出电压：u2=U2sint,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=IL/2,5、整流输出电压的脉动系数,四、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RL并联，或电感与负载RL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。,3、电容滤波电路,（1）空载时的情况,（2）接负载的情况,二极管的导通角qIB2，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（510）IB2。,（5）电路的不足,Iz随Uo而波动，使UZ不稳定；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Uo稳定度变差。当负载电流变化较大时，则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入端，UI的变化，通过RC加到T1的b极而被放大。,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,2、带有放大环节的稳压电路,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,或,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,向下调节Rw的滑动端：RwUBE2IC2UCEUB1IB1UCE1Uo反之，Rw的滑动端往上调，Uo愈低。,假设：UBE2=0.7V，UZ=5.3V，R1=R2=200,要使Rw滑到最下端时，Uo=15V，Rw应为多少？,RW=0,100W,UB2=UZ+UBE2=6V,此时当Rw滑到最上端时，Uo为多少？,RW=RW,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,（2）调整管采用复合管,降低了驱动电流,例如：Io=1A，b1=30，b2=50，则b1b2=1500，这时调整管的基极电流只需,T3,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。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,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。,比较放大级采用差动放大器采用辅助电源(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,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,（3）其它措施,二、串联反馈式稳压电路的工作原理,比较放大级采用运算放大器,3、提高稳压电源性能的措施,输入电压波动,负载电流变化,所以输出电压,根据虚短和虚断有,（3）其它措施,Uo,UoUF,UB1,IBUce,三、串联反馈式稳压电路中的保护电路,串联型稳压电源的内阻很小，如果输出端短路，则输出短路电流很大。同时输入电压将全部降落在调整管上，使调整管的功耗大大增加，调整管将因过损耗发热而损坏，为此必须对稳压电源的短路进行保护。过载也会造成损坏。,保护的方法,反馈保护型,温度保护型利用集成电路制造工艺，在调整管旁制作PN结温度传感器。当温度超标时，启动保护电路工作，工作原理与反馈保护型相同。,截（减）流型当发生短路时，通过保护电路使调整管截止，从而限制了短路电流，使之接近为零。,限流型当发生短路时，通过电路中取样电阻的反馈作用，输出电流得以限制。,三、串联反馈式稳压电路中的保护电路,1、限流型保护电路,（1）结构,检测电阻,限流保护管,（2）工作原理,Io较小T不工作保护电路不起作用;,Io较大T导通保护电路分流T1的一部分基极电流Io几乎不变;,三、串联反馈式稳压电路中的保护电路,2、截（减）流型保护电路,（1）要求：一旦保护电路起作用，将使输出电流和电压减小。（2）基本电路,（3）工作原理R7,DZ,R3,R4给T0的基极提供一个固定电位，发射极电位决定于R5,R6UBE0=(UR0+UR4)-UR6,Io较小UBE0UZ1电流流过T1、DZ1、T2、DZ2T3导通T4、T5导通DZ2正常工作,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）,C15p,R12,R102.5k,R11,R95.8k,R3576,R23.4k,R13.9k,R713k,R813k,R62.14k,R132.23k,UI,DZ2,T5,T4,T3,R4,410,3,T11,T10,T9,T6,T7T8,D2,D1,UO,2,1,常温UR30.4VT13、T14截止保护电路不工作温度UZ2UR3T14导通T13导通UCE13IB10IC11,一、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）,C15p,R12,R102.5k,R11,R95.8k,R3576,R23.4k,R13.9k,R713k,R813k,R62.14k,R132.23k,UI,DZ2,T5,T4,T3,R4,410,3,T11,T10,T9,T6,T7T8,D2,D1,UO,2,1,电路正常UR11很小T12截止保护电路不工作Io很大UR11T12导通IC12IB10IC11,另一方面DZ3或DZ4退出导通UDZ3,DZ4,R14,R15UCE11T11的耗散功率,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）,R12,R102.5k,R11,R95.8k,R3576,R23.4k,R13.9k,R713k,R813k,R62.14k,R132.23k,UI,DZ2,T5,T4,T3,R4,410,3,T11,T10,T9,T6,T7T8,D2,D1,UO,2,1,C1频率补偿,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）,2.可调式三端集成稳压器（正电压LM117、负电压LM137）LM117/LM137是美国国家半导体公司的三端可调正、负稳压器集成电路。它的使用非常简单，仅需通过两个外接电阻来设置输出电压。,输出电压,一、集成稳压电路,工作原理:电压串联反馈式稳压电路,Idaj=50mAIo2,UR1,UP,UAO,Io1,第十章结束,一、稳压电路的质量指标,2、稳压电路的主要指标,(1)输入调整系数,反映了电网电压波动的影响。,电压调整率。,稳压系数。,（3）温度系数：电网电压和负载都不变时，由于温度变化而引起的输出电压的漂移。,（2）输出电阻,反映了负载变化的影响。,有时用电流调整率表示：当Io从0变到最大时，输出电压的相对变化量，即：,