模電第8章直流穩(wěn)壓電源1

1、(4-1) 8.2 整流及線性穩(wěn)壓電路整流及線性穩(wěn)壓電路 8.3 低頻功率放大電路低頻功率放大電路8.1常用功率電子器件及特性常用功率電子器件及特性第八章第八章 功率電路及電源管理功率電路及電源管理8.1 常用功率電子器件及特性常用功率電子器件及特性 12第八章第八章 功率電路及電源管理功率電路及電源管理(4-4)濾波濾波整流整流穩(wěn)壓穩(wěn)壓變壓變壓交交流流電電源源負(fù)負(fù)載載組成框圖組成框圖直流穩(wěn)壓電源的作用直流穩(wěn)壓電源的作用 將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。作電源。變壓器：變壓器：整流：整流：濾波：濾波：穩(wěn)壓：穩(wěn)壓：降壓降

2、壓濾除脈動(dòng)濾除脈動(dòng)交流變脈動(dòng)直流交流變脈動(dòng)直流進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力 8.2 整流及線性穩(wěn)壓電路整流及線性穩(wěn)壓電路濾波濾波整流整流穩(wěn)壓穩(wěn)壓變壓變壓交交流流電電源源負(fù)負(fù)載載Otu220 VOtu合適的交流電壓合適的交流電壓Otu合適的交流電壓合適的交流電壓Otu單向脈動(dòng)電壓?jiǎn)蜗蛎}動(dòng)電壓Otu濾濾 波波Otu穩(wěn)穩(wěn) 壓壓(4-6)8.2.1 單相整流電路單相整流電路一、半波整流一、半波整流)sin(222tVv tO 2 3 v222V tO 2 3 vO22V OdVV02)()sin(221tt245. 0V tO 2 3 iD= i

3、O tO 2 3 vD22V22VVRMLODVRII245. 0RL220 V+ vv2iD+ vD(4-7)D3RLD4D2D1v1v2ioRLD4DV3D2D1+vo v2v1二、橋式整流二、橋式整流輸入正半周輸入正半周1. 1. 工作原理工作原理輸入負(fù)半周輸入負(fù)半周+uo (4-8)3. 參數(shù)估算參數(shù)估算1) ) 整流輸出電壓平均值整流輸出電壓平均值 O 01U2Usin()d()tt 222 2U0.9U 2) ) 二極管平均電流二極管平均電流ODOLU122IIR2LU0.45R3) ) 二極管最大反向壓二極管最大反向壓RM2U2U to to to to 2 3 2 3 Im 2

4、 2 3 3 vOv2vDiD = iO22U22U22U(4-9)4. 簡(jiǎn)化畫法簡(jiǎn)化畫法+uo RLio+u2 5. 整流橋整流橋把四只二極管封裝把四只二極管封裝在一起稱為整流橋在一起稱為整流橋 整流橋整流橋(4-11)io + uo= uc RLD1D4DV3D2+u 8.2.2 濾波電路濾波電路一、電容濾波一、電容濾波1. 電路和工作原理電路和工作原理C(4-12)io + uo= uc RLD1D4D3D2+u D導(dǎo)通時(shí)給導(dǎo)通時(shí)給 C 充電，充電，D截止時(shí)截止時(shí) C 向向 RL 放電放電；濾波后濾波后 Uo 的波形變得平緩，平均值提高。的波形變得平緩，平均值提高。電容電容充電充電電容電

5、容放電放電COtu(4-13)2. 波形及輸出電壓波形及輸出電壓O2U2U 當(dāng)當(dāng) RL = 時(shí)：時(shí)：O tvO 2 22U當(dāng)當(dāng) RL 為有限值時(shí)：為有限值時(shí)：2O20.9UU2U 通常取通常取RC 越大越大 UO 越大越大RL = UO = 1.2U2(4-14)RM2U2U3. 選二極管應(yīng)滿足：選二極管應(yīng)滿足：IF (2 3) ID4. 選濾波電容選濾波電容2)53(LTCR 為獲得良好濾波效果，一般取：為獲得良好濾波效果，一般?。? (T 為輸入交流電壓的周期為輸入交流電壓的周期) )(4-15)電容濾波的特點(diǎn)電容濾波的特點(diǎn)A. 電容濾波后，平均輸出電流比原來提高，而導(dǎo)電角電容濾波后，平均

6、輸出電流比原來提高，而導(dǎo)電角卻減小了，整流管在短暫的導(dǎo)電時(shí)間內(nèi)流過一個(gè)很大卻減小了，整流管在短暫的導(dǎo)電時(shí)間內(nèi)流過一個(gè)很大的沖擊電流，對(duì)管子的壽命不利，所以必須選擇較大的沖擊電流，對(duì)管子的壽命不利，所以必須選擇較大容量的整流二極管。容量的整流二極管。B. 直流電壓直流電壓 VL 隨負(fù)載電流增加而減少隨負(fù)載電流增加而減少當(dāng)當(dāng) d （3 5） 時(shí)，時(shí)，2TUL = ( 1.1 1.2 )V2ID=(2 3)(1/2)(UL/RL)C. 最大反向電壓最大反向電壓RM22 UU(4-16)二、其他形式濾波二、其他形式濾波1. 電感濾波電感濾波RLL+v2 整流后的輸出電壓：整流后的輸出電壓：直流分量直流

7、分量被電感被電感 L 短路短路交流分量交流分量主要主要降在降在 L 上上 電感越大，濾波效果越好電感越大，濾波效果越好(4-17)2. 型濾波型濾波L C1RL+v2 C2C1、C2 對(duì)交流對(duì)交流容抗小容抗小L 對(duì)交流對(duì)交流感抗感抗很很大大負(fù)載電流小時(shí)負(fù)載電流小時(shí)(4-18)2. 型濾波型濾波L C1RL+v2 C2負(fù)載電流小的情況下負(fù)載電流小的情況下L 可用阻值小的可用阻值小的R代替代替負(fù)載電流小的情況下負(fù)載電流小的情況下(4-19)8.2.3 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路1） 穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)2） 工作原理工作原理3) 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器4) 三端集成穩(wěn)壓

8、器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用(4-20)輸出電壓輸出電壓1) 穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)OIO( , , )Uf UIT輸出電壓變化量輸出電壓變化量OVIoO TUKURIST輸入調(diào)整因數(shù)輸入調(diào)整因數(shù)OOu00IITUKU 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率OOOu00I/100% ITUUSU 穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)OOO00II/ /ITUUUU 輸出電阻輸出電阻IOo00OUTURI 溫度系數(shù)溫度系數(shù)IO00 TUTUST (4-21) IZDZILRLU0UiR1. 電路組成電路組成2) 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路IZmin IZ IZmax

9、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路并聯(lián)型穩(wěn)壓電路擴(kuò)流擴(kuò)流基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路(4-22)1.電路組成電路組成2) 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路(4-23)1.電路組成電路組成2) 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理 IZDZILRLU0UiR(4-24)1.電路組成電路組成2) 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理(4-25)8Uo+UI RLV1+UCE +UI 取取樣樣電電路路調(diào)整管調(diào)整管比較放比較放大電路大電路基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電

10、壓UZUF 2.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)10.2.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理(4-26)2) 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理3. 工作原理工作原理(+)(+)(+)(+)輸入電壓波動(dòng)輸入電壓波動(dòng)負(fù)載電流變化負(fù)載電流變化輸輸出出電電壓壓變變化化OU)U(UREFF不變 UB CICEUOU電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋輸出電壓輸出電壓)1 (UU21REFORR（滿足深度負(fù)反饋（滿足深度負(fù)反饋 ）212OFUURRRFV Q uCE/V iC/mA Q 單片集成穩(wěn)壓電源優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹煞€(wěn)壓電源優(yōu)點(diǎn)： 具有體積小具有體積小, ,可靠性高可靠性高, ,使用靈活

11、使用靈活, ,價(jià)格低廉。價(jià)格低廉。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1. 分類分類兩位數(shù)字為輸出電壓值兩位數(shù)字為輸出電壓值三三端端穩(wěn)穩(wěn)壓壓器器輸出固定電壓輸出固定電壓輸出正電壓輸出正電壓78XX 輸出負(fù)電壓輸出負(fù)電壓79XX （1. 25 37 V 連續(xù)可調(diào)）連續(xù)可調(diào)）LM11/217/317和LM137/237/337(4-29)1 基本原理基本原理78系列為正輸出電壓，系列為正輸出電壓， 79系列負(fù)正輸出電壓系列負(fù)正輸出電壓 78MXX， 79MXX 為0.5 ， 78XX， 79X

12、X 為1.5 ， 78LXX， 79LXX 為0.1 。 XX表示輸出電壓的大小，XX為05V，輸出電壓有輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24V等等7檔。檔。注意：注意：輸入、輸出電壓差最小為輸入、輸出電壓差最小為23V。一、輸出固定三端集成穩(wěn)壓器一、輸出固定三端集成穩(wěn)壓器 輸出電流超過輸出電流超過 1. 5 A（加散熱器）（加散熱器） 不需要外接元件不需要外接元件 內(nèi)部有過熱保護(hù)內(nèi)部有過熱保護(hù) 內(nèi)部有過流保護(hù)內(nèi)部有過流保護(hù) 調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù) 輸出電壓容差為輸出電壓容差為 4%(4-31)調(diào)整管啟動(dòng)電路基準(zhǔn)電源采樣電路放大電路保護(hù)電路輸入輸

13、出UiUo一、輸出固定三端集成穩(wěn)壓器一、輸出固定三端集成穩(wěn)壓器(4-32)三端固定電壓式集成穩(wěn)定器 比較放大器取樣電路基準(zhǔn)電壓源調(diào)整電路UoRLUI(a)R18R4V12R5R6VZ1V14R7V13V10V5V6R15V7V1V2R3R10R8V8V9R9V11R16R2CV3V4R14R20R19公共輸出輸入R17R11R12V15V16V17R13VZ2(b)R1URW78MXX系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1輸入端輸入端3 公共端公共端2 輸出端輸出端W79MXXW79MXX系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1 公共端公共端3輸入端輸入端2 輸出端輸出端(4-34)三端固定三端固定正正輸出集成

14、穩(wěn)壓器輸出集成穩(wěn)壓器78XX的外形及管腳排列的外形及管腳排列(4-35)三端固定三端固定負(fù)負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器輸出集成穩(wěn)壓器79XX的外形及管腳排列的外形及管腳排列CoW7805CiUI+_+_Uo123Co1 0.11 F10 F 0.11 F(4-38)一.基本應(yīng)用電路10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用(4-39)932220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151CoCo 15V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F(4-43)(a)W78132UoUiR1R2UXXIQ(b)W79213UoUiR2R1UXXIQ212

15、21)1 ()(RIURRRIRUUUQXXQXXXXO忽略靜態(tài)電流IQ在電阻R2兩端的電壓降IQR2 Uo(1XXURR)12(4-44)LM78UoUiC1(c)C2ARW(4)、三端穩(wěn)壓器功能的擴(kuò)展、三端穩(wěn)壓器功能的擴(kuò)展輸出電壓可調(diào)電路輸出電壓可調(diào)電路IO= I2 + ICCoW78XXCiUI+_+_Uo123RURICI2IOT+ R 可由功率管可由功率管 T的的UBE和穩(wěn)壓器的和穩(wěn)壓器的確定確定, 即即R UBE /IiM。IiM(4-46)內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整電路基準(zhǔn)電路誤差放大啟動(dòng)電路偏置電路電路保護(hù)電路電路IREFUOADJ外外形形引引腳腳CW1171 2 3UIUOADJU

16、ICW1371 2 3UIUOADJ 50 A二、二、 三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器（正電壓可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器（正電壓LM317、負(fù)電壓、負(fù)電壓LM337 ）(4-48)基本應(yīng)用電路基本應(yīng)用電路Uo CW3173C2+UiC1C30.1 F10 F33 FR1R2C4I REF0.1 FD1D2UREF = 1.25 Vxx使使 UREF 很穩(wěn)定很穩(wěn)定I REF 50 A輸出電壓輸出電壓2REF211REFO)(UURIRRR)/1 (25. 112RRD1 防止輸入端短路時(shí)防止輸入端短路時(shí)C4 反向放電損壞穩(wěn)壓器反向放電損壞穩(wěn)壓器D2 防止輸出端短路時(shí)防止輸出端

17、短路時(shí)C2 通過通過調(diào)整端放電損壞穩(wěn)壓器調(diào)整端放電損壞穩(wěn)壓器(4-50)1、0 30 V 連續(xù)可調(diào)電路連續(xù)可調(diào)電路Uo CW3173+UiC10.33 F10 FR1R2C31 FVC2R3+ 3 k 120 680 +32 V10 VAUA = 1.25 V當(dāng)當(dāng) R2 = 0 時(shí)，時(shí)，UO= 0 V(4-51)3. 正負(fù)輸出可調(diào)式應(yīng)用正負(fù)輸出可調(diào)式應(yīng)用(4-54)4. 并聯(lián)應(yīng)用舉例并聯(lián)應(yīng)用舉例5、功率放大器、功率放大器6、恒流源電路、恒流源電路(4-61)8.4.1 開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理8.4.2 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器 8.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電源開關(guān)型穩(wěn)壓電源(4

18、-62)8.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電源開關(guān)型穩(wěn)壓電源 線性穩(wěn)壓電源具有穩(wěn)定性好、波紋小，瞬態(tài)響應(yīng)快、線路簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，然而由于功率調(diào)整器件串聯(lián)在負(fù)載回路里，而且工作在線性區(qū)，因此功率轉(zhuǎn)換效率比較低。為了提高效率，降低穩(wěn)壓電源的重量和體積，從20世紀(jì)60年代中期開始，開關(guān)穩(wěn)壓電源在國(guó)內(nèi)外得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 開關(guān)穩(wěn)壓器中調(diào)整管處于開關(guān)工作狀態(tài)，即由截止到飽和及由飽和到截止兩種狀態(tài)，大大地減小了功耗。另外，開關(guān)穩(wěn)壓器還可以將低電壓變換成穩(wěn)定的高電壓，或轉(zhuǎn)換極性等。它的主要缺點(diǎn)是輸出電壓紋波較大， 電路比較復(fù)雜。 (4-63) 7.4.1 開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理 開關(guān)穩(wěn)

19、壓電源的方框圖如圖7- 35所示。圖中50Hz市電通過輸入回路中的整流器和濾波器轉(zhuǎn)換成直流電壓輸入高頻變換器。高頻變換器把輸入的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l(20kHz)脈沖方波電壓，該脈沖方波電壓通過輸出回路中的高頻整流器和濾波器變成直流電壓供給負(fù)載。高頻變換器是開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心。它和輸出回路一起組成開關(guān)穩(wěn)壓電源的主回路。穩(wěn)定輸出電壓的任務(wù)是由控制電路來完成的?？刂齐娐穬?nèi)部包含有基準(zhǔn)電源，振蕩頻率由外接電阻RT和電容CT決定的振蕩器，比較放大器，脈寬調(diào)制器(或脈頻調(diào)制器)等。 (4-64)圖 7- 35 開關(guān)穩(wěn)壓電源方框圖高頻整流器和濾波器高頻變換器輸入整流器和濾波器電源5060 HzDC20500

20、 kHzDC脈寬或脈頻調(diào)制器振蕩器基準(zhǔn)電源比較放大器輸出負(fù)載控制電路(4-65) 控制電路穩(wěn)定輸出電壓的原理為：當(dāng)負(fù)載RL的阻值增大或輸入電網(wǎng)電壓升高而引起開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓輕微上升時(shí)，控制電路就能使高頻變換器輸出的脈沖方波的寬度變窄(或開關(guān)頻率降低)，從而使開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓下降， 起到穩(wěn)定輸出電壓的作用；反之，當(dāng)電網(wǎng)電壓下降引起輸出電壓下降時(shí)，控制電路使高頻變換器輸出的脈沖方波的寬度展寬(或開關(guān)頻率升高)，從而使輸出電壓上升。 1. 串聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路串聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路 串聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路的主要回路如圖7- 36所示。 圖中功率開關(guān)管、輸入電壓、輸出電

21、壓三者串聯(lián)，故稱串聯(lián)型。 (4-66)圖 7- 36 串聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路UIVLuLUIVDCUoRL(a)0tTTonToffUI UI0tUI Uo UouL0tIDiLILmILmtiC00tUouo(b)iCiL(4-67) 在、L、C、D均為理想元件的情況下，當(dāng)開關(guān)管基極上加有正脈沖電壓時(shí)，導(dǎo)通，此時(shí)電感L兩端的電壓為Ui-Uo，電壓極性是左正右負(fù)，D處于反偏截止，L上流過一個(gè)線性增長(zhǎng)的電流，將從最小值ILm開始增加。此電流先向負(fù)載RL輸送電流(此時(shí)電感上的電流低于負(fù)載電流，故C向RL放電)。當(dāng)電感上電流大于RL上電流時(shí)，電感上電流一方面向C充電，另一方面向RL輸送，在此期

22、間， 電感上逐步積累磁能。 當(dāng)開關(guān)管基極上無脈沖電壓或加有負(fù)脈沖電壓時(shí)，截止， L上的電壓極性發(fā)生反轉(zhuǎn)，即變?yōu)樽筘?fù)右正，導(dǎo)通，先前儲(chǔ)存在L中的磁能開始轉(zhuǎn)換成電流而釋放。 (4-68) 此電流一方面向RL提供電流以維持RL中電流的連續(xù)性； 另一方面先向電容C充電(當(dāng)電感中的電流大于負(fù)載電流時(shí))， 繼而向RL放電(當(dāng)電感中的電流小于負(fù)載電流時(shí))，此期間電感L上的電壓被鉗位于Uo。電感L及電容C上的電壓、電流波形如圖7- 36(b)所示。由uL波形得到 (Ui-Uo)Ton=UoToff即ionioffononioUKTTUTTTUU(4-69) 式中，k=Ton/T稱為時(shí)間比例系數(shù)。 改變k就能改

23、變輸出直流電壓Uo。由式(7- 27)可以看出，改變脈沖寬度Ton穩(wěn)定輸出電壓。例如因負(fù)載電流增大或電網(wǎng)電壓降低, 而使輸出電壓Uo下降時(shí)，通過控制電路使Ton增加，就可以使Uo上升到原來的穩(wěn)定值。續(xù)流二極管D電感釋放儲(chǔ)能量提供通路，使截止時(shí)負(fù)載中仍有電流流過。 2. 并聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路并聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路 并聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路的主要回路如圖7- 37所示。圖中功率開關(guān)管、輸入電壓、輸出電壓三者并聯(lián)，故稱并聯(lián)型。當(dāng)開關(guān)管基極上加有正脈沖電壓時(shí)，導(dǎo)通，集電極電位近似為零，使D反偏截止。 (4-70)圖 7- 37 并聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路 UIVDC(a)RLUoL

24、VDC(b)RLUoLUIiiVDC(c)RLUoLUI(4-71) 輸入電壓Ui通過電流ic向電感L儲(chǔ)能。這時(shí)負(fù)載電流由前幾個(gè)周期已充了電的電容C的放電電流供給， 電流方向如圖 7- 37(b)所示。當(dāng)開關(guān)管基極上沒有正向脈沖電壓或所加的是負(fù)脈沖電壓時(shí)，截止。由于電感中電流不能突變， 這時(shí)在L兩端產(chǎn)生自感電勢(shì)并通過續(xù)流二極管D向電容C充電，以補(bǔ)充放電時(shí)所消耗的電能，同時(shí)向負(fù)載RL供電，電流方向如圖 7- 37(c)。 當(dāng)開關(guān)管再次加有正脈沖電壓時(shí)，將再次重復(fù)Ui向L輸送能量的過程， 如此循環(huán)下去。 (4-72) 7.4.2 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器 常用的集成開關(guān)穩(wěn)壓器通常分為兩類。一類

25、是單片的脈寬調(diào)制器，其代表產(chǎn)品有SG1524、 TL494等。 這類脈寬調(diào)制器需要外接開關(guān)功率調(diào)整管，其電路復(fù)雜，但應(yīng)用靈活。另一類把脈寬調(diào)制器和開關(guān)功率管制作在同一芯片上，構(gòu)成單片集成開關(guān)穩(wěn)壓器， 其代表產(chǎn)品有LH1605、A78S40等。這類集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成度更高，使用方便。 1.SG152425243524 SG1524系列是采用雙極型工藝制作的模擬、數(shù)字混合集成電路， 其原理框圖及管腳圖如圖7- 38所示。(4-73)圖 7- 38SG152425243524原理框圖和管腳圖(a) 152425243524原理框圖; (b) 管腳圖81234567910111213141516151

26、6電壓基準(zhǔn)誤差放大器12945CL101 k10 k振蕩器768TQQ5V提供所有內(nèi)部電源V1V2121113143(a)(b) CL檢測(cè)3524 CL檢測(cè)RTCTGND振蕩器輸出同相輸入反相輸入U(xiǎn)refUIN發(fā)射極輸出B控制B控制A發(fā)射極輸出A關(guān)閉控制校正VRVINEBCBCAEASDCOMPCTRT CL CLOSCNIINV比較器(4-74) 外接電容C及電阻決定振溫頻率f(f1.15/(RC)。開關(guān)管1和2交替通/斷。誤差放大器根據(jù)輸出電壓控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，以保持輸出電壓恒定。 +CL與-CL之間接一電阻，其電壓為0.2 以上時(shí)就可以限制輸出電流。 SG1524部分內(nèi)部電路的波形如

27、圖7- 39所示。圖中只畫出了觸發(fā)器Q和1管的基極波形。 由該圖可以看出，由于某種原因使輸出電壓Uo升高時(shí)，取樣電阻取得的電壓將增大，誤差放大器的輸出降低（如圖中誤差放大器輸出2），導(dǎo)致比較器輸出的正脈沖變寬，基極正電壓脈沖寬度變窄，輸出電壓降低，從而達(dá)到調(diào)整輸出電壓Uo的目的。 圖7- 40示出了SG1524的幾種應(yīng)用電路。 (4-75)圖 7- 39SG1524部分內(nèi)部波形誤差放大器輸出1誤差放大器輸出2鋸齒波矩形波Q比較器 輸出V1驅(qū)動(dòng)管的基極波形(4-76) 圖 7- 40SG1524應(yīng)用電路(a) 降壓輸出正電壓; (b) 升壓擴(kuò)流輸出; (c) 倒換極性(a)5 kR1輸入5 kR

28、3 CL CL SG1524INVNIOSC CL CLRTCTGNDVRVINEBCBCAEASDCOMPC1CTRTRCL接 CL端接 CL端輸出C0LVD1RF(c)5 kCTRTC0LVDUi5 k5 kGNDUoGNDR1R2Io SG1524INVNIOSC CL CLRTCTGNDVRVINEBCBCAEASDCOMP SG1524INVNIRTCTEBCBCAEACOMPVrefVINGNDVV1V2UiUoIo15 V 0.5 A5 VR2 12 kL11 k2 k240 C5C6 500 F0.1 FGNDC46 F50 k0.001 FR42.4 kR32.4 kR12.

29、4 kRT3 kCT0.02 FC15 F0.1 FC2(b)R25 kR450 k1000 pFVD3VD2C3VD1(4-77) 圖7- 40(a)為降壓輸出正電壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，電阻R1和R2對(duì)基準(zhǔn)電壓5分壓，取出電壓2.5送至誤差放大器的同相輸入端， 取樣電阻F和R3取出輸出電壓的一部分送至誤差放大器的反相輸入端，C1和R4為相位補(bǔ)償電路，L和C0為濾波電路， 用于減小輸出的紋波電壓。 圖7- 40(b)為升壓擴(kuò)流正電壓開關(guān)穩(wěn)壓電源。該電路輸入電壓為5，輸出電壓為15，最大輸出電流為0.5A，1和2為擴(kuò)流管。 對(duì)于某些電子設(shè)備需要采用正負(fù)電源供電，但僅有一種直流電壓輸入的時(shí)候，倒換電壓極

30、性的電源就非常有用了。 (4-78) 圖7- 40(c)所示的電路就是將正電壓輸入變成穩(wěn)定的負(fù)電壓輸出的開關(guān)穩(wěn)壓電源。極性的轉(zhuǎn)換主要由擴(kuò)流管、電感L、 續(xù)流二極管D和濾波電容C0完成。其工作過程為：當(dāng)擴(kuò)流管導(dǎo)通時(shí)，二極管D截止，負(fù)載電流由C0中儲(chǔ)存的電荷提供， 輸入電壓Ui加至L兩端，L中儲(chǔ)存的磁能增加。當(dāng)擴(kuò)流管截止時(shí)，電感中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為下正上負(fù)，L中的電流提供給負(fù)載，并給C0充電，補(bǔ)充C0損失的能量。由此可見，該電路的輸出電壓為負(fù)值。 2.LH1605/1605C LH1605/1605C是混合式具有輸出大電流(5A)能力的高效開關(guān)穩(wěn)壓器，輸出電壓 3.030之間可調(diào)，其內(nèi)部電路原理圖

31、和管腳圖如圖7- 41所示。 (4-79)圖 7- 41LH1605/1605C內(nèi)部電路原理圖和管腳圖Ucc5&輸入CA基準(zhǔn)振蕩定時(shí)電容4緩沖832誤差放大器輸入輸出外殼GND2 k7續(xù)流二極管(陽極)(a)NC12345678輸入二極管輸出外殼接地NCVref放大器輸入CT(b)(4-80) 應(yīng)用時(shí)只需外接很少元件。典型應(yīng)用如圖7-42所示。圖中RS為取樣電阻， 與內(nèi)部2 k的電阻共同決定輸出電壓Uo， 輸出電壓Uo的表達(dá)式為 LC為輸出濾波電路，用于減小輸出紋波；CT為定時(shí)電容，其大小決定了片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率f。CT與振蕩頻率f之間的關(guān)系如圖7- 43所示；C2為基準(zhǔn)電壓的濾波電容，通常為10 F。 )21 ( 5 . 2KRUSO(4-81)圖 7- 42LH1605/1605C應(yīng)用電路圖UiLH1605INOUT58L3RS2C2CCT4GNDC1150 F7GNDUo外殼(4-82)圖 7- 43 定時(shí)CT與振蕩頻率