電路與電子學(xué)直流電源

1、電路與電子學(xué)信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院第十章 直流電源源第1頁第1頁第第10章章 直流電源直流電源電電源源變變壓壓器器交交流流電電源源 整整流流電電路路 濾濾波波電電路路 穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電路路負負載載圖圖10.1 直流電源框圖直流電源框圖第十章 直流電源源第2頁第2頁10.1串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源（以下簡稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電源）串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源（以下簡稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電源）的基本電路如圖的基本電路如圖10.2所示。所示。D3D2D1+UREFCTu1u2D4AR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uEuB圖圖10.2 串聯(lián)型線性調(diào)

2、整式直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源UO_整流整流濾波濾波穩(wěn)壓穩(wěn)壓第十章 直流電源源第3頁第3頁整流與濾波：整流與濾波：D1D4與與C組成橋式整流（組成橋式整流（Bridge Rectifier）電容濾波電路，其電容濾波電路，其作用是把來自變壓器副側(cè)的交流電壓變成直流電壓；作用是把來自變壓器副側(cè)的交流電壓變成直流電壓；+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -D3D2D1Cu1u2D4uEuB圖圖10.2 串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源UO_第十章 直流電源源第4頁第4頁穩(wěn)壓：虛線右半部分為穩(wěn)壓電路，其作用是為穩(wěn)壓：虛線右半部分為穩(wěn)壓電路，其作

3、用是為負載提供一個穩(wěn)定的直流電壓。負載提供一個穩(wěn)定的直流電壓。D3D2D1Cu1u2D4uE+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uB圖圖10.2 串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源UO_第十章 直流電源源第5頁第5頁10.1.1 橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路 在橋式整流電路基礎(chǔ)上，為了減小輸出電壓的的脈動，在在橋式整流電路基礎(chǔ)上，為了減小輸出電壓的的脈動，在RL兩端并聯(lián)一個兩端并聯(lián)一個濾波電容濾波電容C，這就構(gòu)成了橋式整流、電容濾波電路如圖這就構(gòu)成了橋式整流、電容濾波電路如圖10.3（a）所示。所示。u1圖圖10.3 單相橋式整流電容濾波

4、電路及波形單相橋式整流電容濾波電路及波形a2U2(b)波形圖波形圖uOuCbUO0tt 2 2 u2D4D1D3D2C(a) 電路圖電路圖RLuO+_第十章 直流電源源第6頁第6頁其輸出電壓波形如圖其輸出電壓波形如圖 10.3(b)所示。圖中虛所示。圖中虛線為無電容時整流輸出電壓波形。線為無電容時整流輸出電壓波形。u1圖圖10.3 單相橋式整流電容濾波電路及波形單相橋式整流電容濾波電路及波形a2U2(b)波形圖波形圖uOuCbUO0tt 2 2 u2D4D1D3D2C(a) 電路圖電路圖RLuO+_第十章 直流電源源第7頁第7頁采用電容濾波的基本思想采用電容濾波的基本思想電容是一個儲存電荷的元

5、件。要改變電容兩端的電壓，就必須改變電容是一個儲存電荷的元件。要改變電容兩端的電壓，就必須改變其上的電荷，而電荷的改變速度決定于電容充放電時間常數(shù)。其上的電荷，而電荷的改變速度決定于電容充放電時間常數(shù)。充放電時間常數(shù)越大，電荷改變的速度就越慢，電容上的電壓變化充放電時間常數(shù)越大，電荷改變的速度就越慢，電容上的電壓變化也就越慢，即交流分量就越小。也就越慢，即交流分量就越小。第十章 直流電源源第8頁第8頁工作過程工作過程由圖由圖10.3（b）可見，這個輸出電壓波形比沒有濾波電容時的輸出電可見，這個輸出電壓波形比沒有濾波電容時的輸出電壓波形要平滑得多。輸出電壓的平均值，即直流輸出電壓通常為：壓波形要

6、平滑得多。輸出電壓的平均值，即直流輸出電壓通常為：UO=(1.11.4)U2 圖圖10.3 單相橋式整流電容濾波電路及波形單相橋式整流電容濾波電路及波形a2U2(b)波形圖波形圖uOuCbUO0tt 2 2 u1u2D4D1D3D2C(a) 電路圖電路圖RLuO+_第十章 直流電源源第9頁第9頁具體數(shù)值要視具體數(shù)值要視RLC的大小而定。當(dāng)?shù)拇笮《?。?dāng)RL開路時，開路時，UO1.4U2。在工程上，一般在有負載的情況下選取濾波電容在工程上，一般在有負載的情況下選取濾波電容C，使使UO為為1.2U2就可以了。其中就可以了。其中U2為為u2的有效值。的有效值。u1圖圖10.3 單相橋式整流電容濾波電

7、路及波形單相橋式整流電容濾波電路及波形a2U2(b)波形圖波形圖uOuCbUO0tt 2 2 u2D4D1D3D2C(a) 電路圖電路圖RLuO+_第十章 直流電源源第10頁第10頁10.1.2 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路交流電壓經(jīng)整流濾波后，輸出較平滑的直流電壓。但這個直流電壓交流電壓經(jīng)整流濾波后，輸出較平滑的直流電壓。但這個直流電壓是不穩(wěn)定的。是不穩(wěn)定的。造成直流電壓不穩(wěn)的原因有兩個造成直流電壓不穩(wěn)的原因有兩個交流電網(wǎng)電壓波動交流電網(wǎng)電壓波動負載改變時，整流濾波電路內(nèi)阻壓降的影響。負載改變時，整流濾波電路內(nèi)阻壓降的影響。在有交流穩(wěn)壓裝置的供電系統(tǒng)中，整流濾波電路內(nèi)阻是造成輸出直在有交流穩(wěn)壓裝置的供電

8、系統(tǒng)中，整流濾波電路內(nèi)阻是造成輸出直流電壓不穩(wěn)定的主要原因。為使輸出電壓穩(wěn)定就必須采取穩(wěn)壓措施。流電壓不穩(wěn)定的主要原因。為使輸出電壓穩(wěn)定就必須采取穩(wěn)壓措施。第十章 直流電源源第11頁第11頁1.電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路是目前常用的一種穩(wěn)壓電路，其原理圖如圖串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路是目前常用的一種穩(wěn)壓電路，其原理圖如圖10.4所示。所示。+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uB- - -+UOUI10.4 串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路整流濾整流濾波電路波電路的輸出的輸出取樣取樣電路電路比較放比較放大器大器第十章 直流電源源第12頁第12頁

9、各部分功能及作用各部分功能及作用UI來自整流濾波電路的輸出，圖來自整流濾波電路的輸出，圖10.4中中T稱作調(diào)整管（稱作調(diào)整管（Regulating Device)，其其作用是通過電路自動調(diào)整作用是通過電路自動調(diào)整T集電極集電極發(fā)射極之間的電壓發(fā)射極之間的電壓UCE，使輸出電壓使輸出電壓UO穩(wěn)穩(wěn)定。定。+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uB- - -+UOUI10.4 串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路第十章 直流電源源第13頁第13頁R1和和R2為取樣電路，為取樣電路，其作用是把輸出電壓其作用是把輸出電壓的變化量通過的變化量通過R1和和R2分壓取出，然后送

10、入分壓取出，然后送入比較放大器比較放大器A的反向的反向輸入端，輸入端，R3和穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓管DZ構(gòu)成基準電壓使放構(gòu)成基準電壓使放大器的同相端電位固大器的同相端電位固定。定。+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uB- - -+UOUI10.4 串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路第十章 直流電源源第14頁第14頁A為比較放大器，其為比較放大器，其作用是把取樣電路取作用是把取樣電路取出的信號進行放大，出的信號進行放大，以控制調(diào)整管以控制調(diào)整管IB的變的變化，進而調(diào)整化，進而調(diào)整UCE的的值。值。+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uB- - -

11、+UOUI10.4 串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路第十章 直流電源源第15頁第15頁采用多級放大器提高穩(wěn)定性采用多級放大器提高穩(wěn)定性串聯(lián)型晶體管直流串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路根據(jù)對穩(wěn)穩(wěn)壓電路根據(jù)對穩(wěn)定程度不同要求而定程度不同要求而有簡有繁，例如可有簡有繁，例如可采用多級放大器來采用多級放大器來提高穩(wěn)壓性能，但提高穩(wěn)壓性能，但基本環(huán)節(jié)是相同的，基本環(huán)節(jié)是相同的，其框圖如圖其框圖如圖10.5所所示。示。+_比較放大比較放大基準電壓基準電壓調(diào)整元件調(diào)整元件取取樣樣回回路路UIUO+圖圖10.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電源方框圖串聯(lián)型穩(wěn)壓電源方框圖第十章 直流電源源第16頁第16頁2. .穩(wěn)壓過程穩(wěn)

12、壓過程穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓過程實質(zhì)就是負反饋的自動調(diào)節(jié)過程。穩(wěn)壓過程如下：穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓過程實質(zhì)就是負反饋的自動調(diào)節(jié)過程。穩(wěn)壓過程如下：如果外部因素如果外部因素(電網(wǎng)電壓波動；負載變化電網(wǎng)電壓波動；負載變化)使使UO有減小的趨勢，則穩(wěn)壓電路有減小的趨勢，則穩(wěn)壓電路內(nèi)部的調(diào)節(jié)過程就使內(nèi)部的調(diào)節(jié)過程就使UO有增加的趨勢。由于這兩種趨勢恰好相反，于是有增加的趨勢。由于這兩種趨勢恰好相反，于是使使UO基本維持不變?；揪S持不變。同理，若外部因素使同理，若外部因素使UO有增加的趨勢，也會通過穩(wěn)壓電路內(nèi)部的自動調(diào)有增加的趨勢，也會通過穩(wěn)壓電路內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)，使節(jié)，使UO基本保持不變?；颈３植蛔?。第十章 直流電

13、源源第17頁第17頁10.1.3 輸出電壓的大小與調(diào)節(jié)方法輸出電壓的大小與調(diào)節(jié)方法忽略放大器輸入端電流。忽略放大器輸入端電流。O212AURRRUZ221A221OURRRURRRU+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uB- - -+UOUI第十章 直流電源源第18頁第18頁Z22w1OminURRRRRUw改變電位計滑動端的位置就可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。圖改變電位計滑動端的位置就可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。圖10.6所示電路的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍是：所示電路的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍是： Z22W1OmaxURRRRUUI10.6 輸出電壓可調(diào)的輸出電壓可調(diào)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

14、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路+UREFTAR3DZ+- -R2R1RLUZuA+- -uB- - -+RWU0第十章 直流電源源第19頁第19頁10.2 線性集成穩(wěn)壓器線性集成穩(wěn)壓器將串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電路及其保護電路等制作在一塊芯片將串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電路及其保護電路等制作在一塊芯片上就構(gòu)成了線性集成穩(wěn)壓器。上就構(gòu)成了線性集成穩(wěn)壓器。按外部引腳的數(shù)量，線性集成穩(wěn)壓器可以分為多端集成穩(wěn)壓器和三按外部引腳的數(shù)量，線性集成穩(wěn)壓器可以分為多端集成穩(wěn)壓器和三端集成穩(wěn)壓器兩類。端集成穩(wěn)壓器兩類。目前使用的多為三端式集成穩(wěn)壓器。目前使用的多為三端式集成穩(wěn)壓器。第十章 直流電源源第20頁第20頁10.2.1

15、三三端集成穩(wěn)壓器外型、符號及主要參數(shù)端集成穩(wěn)壓器外型、符號及主要參數(shù)三端式集成穩(wěn)壓器因只有輸入端、輸出端及公共端三三端式集成穩(wěn)壓器因只有輸入端、輸出端及公共端三個引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。個引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。目 前 常 用 約 有 最 大 輸 出 電 流目 前 常 用 約 有 最 大 輸 出 電 流 IO M= 1 0 0 m A 的的W78L(W79L)系列，系列，IO M=500mA的的W78M(W79M)系列和系列和IO M=1.5A的的W78(W79)系列。系列。型號中，型號中，78表示輸出為正電壓，表示輸出為正電壓，79表示輸出為負電壓；表示輸出為負電壓；型號中最

16、后兩位數(shù)表示輸出電壓值。例如型號中最后兩位數(shù)表示輸出電壓值。例如W7806表示表示輸出電壓為輸出電壓為+6V。W78系列外形及電路符號如圖系列外形及電路符號如圖10.7所示。所示。第十章 直流電源源第21頁第21頁( (a a) ) 外型圖外型圖W78W78公共端公共端輸入端輸入端輸出端輸出端1 13 32 2 ( (b b) ) 電路符號電路符號圖圖10.7 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器1 13 32 2第十章 直流電源源第22頁第22頁集成穩(wěn)壓器主要參數(shù)有：集成穩(wěn)壓器主要參數(shù)有：輸出電壓輸出電壓UO：表示集成穩(wěn)壓器可能輸出穩(wěn)定電壓的范圍。表示集成穩(wěn)壓器可能輸出穩(wěn)定電壓的范圍。最小電壓差最小

17、電壓差(UI-UO)min：為維持穩(wěn)壓所需要的為維持穩(wěn)壓所需要的UI與與UO之差的最小之差的最小值。值。容許輸入電壓的最大值容許輸入電壓的最大值UIM。容許最大輸出電流值容許最大輸出電流值IOM。容許最大功耗容許最大功耗PCM。電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率SJ： 第十章 直流電源源第23頁第23頁表示輸入電壓變化表示輸入電壓變化1V時，時，UO的相對變化率。的相對變化率。輸出電阻輸出電阻RO。 IOOJUUUS第十章 直流電源源第24頁第24頁10.2.2 三端集成穩(wěn)壓器的典型用法三端集成穩(wěn)壓器的典型用法圖圖10.8所示電路是固定輸所示電路是固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路，其輸出電壓的穩(wěn)壓電路，其輸出電壓出電

18、壓UO即為三端式穩(wěn)壓即為三端式穩(wěn)壓器標稱值器標稱值。UIC1_W78UORLC20.33F1F+圖圖10.8 固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路132第十章 直流電源源第25頁第25頁UIC1_W78UORLC20.33F1F+圖圖10.8 固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路132圖中電容圖中電容C1可以進一步可以進一步減小輸入電減小輸入電壓的紋波，壓的紋波，并能清除自并能清除自激振蕩。激振蕩。電容電容C2可以可以消除輸出高消除輸出高頻噪聲。頻噪聲。第十章 直流電源源第26頁第26頁如何選擇穩(wěn)壓器如何選擇穩(wěn)壓器1.在選擇三端穩(wěn)壓器時，應(yīng)根據(jù)所設(shè)計的輸出電在選擇三端穩(wěn)壓器時，

19、應(yīng)根據(jù)所設(shè)計的輸出電流選擇穩(wěn)壓器系列。流選擇穩(wěn)壓器系列。例如，輸出電流小于例如，輸出電流小于100mA時可選用時可選用W78L系列；系列；輸出電流小于輸出電流小于500mA時可選用時可選用W78M系列；系列；輸出電流小于輸出電流小于1.5A時可選用時可選用W78系列。系列。2.根據(jù)輸出電壓要求選擇合適型號的三端穩(wěn)壓器。根據(jù)輸出電壓要求選擇合適型號的三端穩(wěn)壓器。例如例如:穩(wěn)壓電源設(shè)計要求為穩(wěn)壓電源設(shè)計要求為+12V，1.2A，可選用可選用W7812三端穩(wěn)壓器。三端穩(wěn)壓器。第十章 直流電源源第27頁第27頁3.當(dāng)所設(shè)計的穩(wěn)壓電當(dāng)所設(shè)計的穩(wěn)壓電路輸出電壓為負值時，路輸出電壓為負值時，可選用負壓輸出的

20、集可選用負壓輸出的集成 穩(wěn) 壓 器成 穩(wěn) 壓 器 ( 例 如例 如W79系列系列)，接，接線方式與圖線方式與圖10.8相同。相同。UIC1_W78UORLC20.33F1F+圖圖10.8 固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路132第十章 直流電源源第28頁第28頁4.當(dāng)同時需要正、負電壓輸出時，可同時選擇當(dāng)同時需要正、負電壓輸出時，可同時選擇W78和和W79兩兩個穩(wěn)壓器按圖個穩(wěn)壓器按圖10.9接線即可。接線即可。W78M18W79M18220V44V C0C1C1C2C2UO(+18V)UO(-18V)2312圖圖10.9 具有正負兩路輸出穩(wěn)壓電路具有正負兩路輸出穩(wěn)壓電路13第十章 直

21、流電源源第29頁第29頁10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器的擴展用法三端集成穩(wěn)壓器的擴展用法提高輸出電壓的方法提高輸出電壓的方法輸出電壓為：輸出電壓為： UO=UO+UZ_UZ+W78132R1UOUOUI_+_I1圖圖10.10 提高輸出電壓的方法提高輸出電壓的方法提高輸出電壓的電路，如圖提高輸出電壓的電路，如圖10.10所示。所示。第十章 直流電源源第30頁第30頁輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路，如圖輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路，如圖10.11所示。所示。運放輸入電壓就是運放輸入電壓就是UO與穩(wěn)壓器標稱電與穩(wěn)壓器標稱電壓壓UO之差。之差。O1321Omax URRRRUO21321Omin URRRRRU輸出

22、電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路UI_圖圖10.11 輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路R2W78UOUOUO+_CR1R3RL+_+_+_該穩(wěn)壓電路的電壓調(diào)節(jié)范該穩(wěn)壓電路的電壓調(diào)節(jié)范圍為圍為第十章 直流電源源第31頁第31頁輸出電流擴展電路，輸出電流擴展電路，如圖如圖10.12所示。所示。 輸出電流擴展電路輸出電流擴展電路UIR1圖圖10.1210.12 擴大輸出電流的穩(wěn)壓電路擴大輸出電流的穩(wěn)壓電路C2IEIC+_W78R2DIDTIIIDILC1RLUO132+_第十章 直流電源源第32頁第32頁 在三極管發(fā)射結(jié)壓降與二極管正向壓降相等的情況下，有在三極管發(fā)射結(jié)壓降與二極

23、管正向壓降相等的情況下，有I IE ER R1 1= =I IO OR R2 2，所以所以D12EIRRI l圖圖10.1210.12 擴大輸出電流的穩(wěn)壓電路擴大輸出電流的穩(wěn)壓電路lC2lIElICl+l_lW78lR2lDlIDlTlIIlIDlILlC1lRLlUOl1l3l2l+l_第十章 直流電源源第33頁第33頁D12DEDCL)1 (IRRIIIIIn在忽略三極管基極電流和流出云端穩(wěn)壓器公共端在忽略三極管基極電流和流出云端穩(wěn)壓器公共端電流情況下，可得穩(wěn)壓電源輸出電流為：電流情況下，可得穩(wěn)壓電源輸出電流為： n由式可知：由式可知：I IL L I ID D。只要適當(dāng)選擇只要適當(dāng)選擇R

24、 R1 1，R R2 2的值就可獲得所需要的負載電流。的值就可獲得所需要的負載電流。第十章 直流電源源第34頁第34頁10.3開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路1. 開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點效率高。開關(guān)型穩(wěn)壓電路中的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，通過改變效率高。開關(guān)型穩(wěn)壓電路中的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，通過改變調(diào)整管導(dǎo)通時間實現(xiàn)穩(wěn)壓。由于調(diào)整管主要工作在截止和飽和兩種調(diào)整管導(dǎo)通時間實現(xiàn)穩(wěn)壓。由于調(diào)整管主要工作在截止和飽和兩種狀態(tài)，管耗很小，開關(guān)型穩(wěn)壓電路效率較高，可達狀態(tài)，管耗很小，開關(guān)型穩(wěn)壓電路效率較高，可達8090%。體積小重量輕。大多數(shù)開關(guān)型穩(wěn)壓電路不使用體積小重量輕。大多數(shù)開關(guān)型穩(wěn)壓電

25、路不使用50Hz工頻變壓器，工頻變壓器，而且開關(guān)頻率在幾十幾百千赫，使濾波電感和電容的容量減??；而且開關(guān)頻率在幾十幾百千赫，使濾波電感和電容的容量減??；因調(diào)整管的功耗小，散熱器也隨之減小。因調(diào)整管的功耗小，散熱器也隨之減小。10.3.1開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點和類型開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點和類型第十章 直流電源源第35頁第35頁1、開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點、開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點對輸入直流電壓要求不高。由于開關(guān)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓與對輸入直流電壓要求不高。由于開關(guān)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓與調(diào)整管高通與截止時間的比例有關(guān)，而輸入直流電壓的幅度變化調(diào)整管高通與截止時間的比例有關(guān)，而輸入直流電壓的幅度變化對其影響很小

26、。對其影響很小。調(diào)整管的控制電路復(fù)雜。為了使調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，需要調(diào)整管的控制電路復(fù)雜。為了使調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，需要增加復(fù)雜的控制電路。增加復(fù)雜的控制電路。輸出電壓中紋波和噪聲較大。因調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，將產(chǎn)輸出電壓中紋波和噪聲較大。因調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，將產(chǎn)生尖峰干擾和諧波信號，雖然經(jīng)過整流濾波，輸出電壓中的紋波生尖峰干擾和諧波信號，雖然經(jīng)過整流濾波，輸出電壓中的紋波和噪聲仍比線性穩(wěn)壓電路大。和噪聲仍比線性穩(wěn)壓電路大。10.3.1開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點和類型開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點和類型第十章 直流電源源第36頁第36頁10.3.1開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點和類型開關(guān)型穩(wěn)壓電路的特點和類型2

27、、開關(guān)型穩(wěn)壓電路的分類、開關(guān)型穩(wěn)壓電路的分類開關(guān)型穩(wěn)壓電路種類很多，可以按不同方式來分類。開關(guān)型穩(wěn)壓電路種類很多，可以按不同方式來分類。按調(diào)整管與負載連接方式可分為串聯(lián)型和并聯(lián)型。按調(diào)整管與負載連接方式可分為串聯(lián)型和并聯(lián)型。在串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負載串聯(lián)，輸在串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負載串聯(lián)，輸出電壓總是小于輸入電壓，故稱為降壓型穩(wěn)壓電路。出電壓總是小于輸入電壓，故稱為降壓型穩(wěn)壓電路。在并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負載并聯(lián)，具在并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負載并聯(lián)，具有升壓功能，故稱為升壓型穩(wěn)壓電路。按穩(wěn)壓的控有升壓功能，故稱為升壓型穩(wěn)壓電路。按穩(wěn)壓的控制方式可分為脈沖寬度

28、調(diào)制制方式可分為脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulated，PWM)、脈沖頻率調(diào)制型、脈沖頻率調(diào)制型(Pulse Frequency Modulated, PFM)和混合調(diào)制，其中脈沖寬度調(diào)制和混合調(diào)制，其中脈沖寬度調(diào)制PWM用得較多。按調(diào)整管是否參與振蕩可分為自激用得較多。按調(diào)整管是否參與振蕩可分為自激式和他激式。按所用開關(guān)管的種類分雙極性三極管、式和他激式。按所用開關(guān)管的種類分雙極性三極管、MOS場效應(yīng)管和晶閘管等。場效應(yīng)管和晶閘管等。第十章 直流電源源第37頁第37頁1. 串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路，調(diào)整管與負載是串聯(lián)的，因此輸串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓

29、電路，調(diào)整管與負載是串聯(lián)的，因此輸出電壓小于輸入電壓，也稱為降壓式變換器出電壓小于輸入電壓，也稱為降壓式變換器(Step-Down Regulator)，或者，或者Buck變換器變換器(Buck Regulator)。在圖。在圖10-13中，中，VT為調(diào)整管為調(diào)整管(也稱開關(guān)管也稱開關(guān)管)，VD為續(xù)流二極管，為續(xù)流二極管，L、C構(gòu)成濾波器。當(dāng)構(gòu)成濾波器。當(dāng)uB為高電平時，調(diào)整管為高電平時，調(diào)整管VT飽和導(dǎo)飽和導(dǎo)通，輸入電壓通，輸入電壓UI經(jīng)濾波電感經(jīng)濾波電感L加在濾波電容加在濾波電容C和負載和負載RL兩端；在此期間，兩端；在此期間，iL增大，增大，L和和C儲能，續(xù)流二極管儲能，續(xù)流二極管VD反

30、偏截止。當(dāng)反偏截止。當(dāng)uB為低電平時，調(diào)整管為低電平時，調(diào)整管VT由導(dǎo)通變?yōu)榻赜蓪?dǎo)通變?yōu)榻刂梗姼须娏髦?，電感電流iL不能突變，不能突變，iL經(jīng)經(jīng)RL和續(xù)流二極管和續(xù)流二極管VD衰衰減而釋放能量，此時減而釋放能量，此時C也向也向RL放電，因此放電，因此RL兩端仍能兩端仍能獲得連續(xù)的輸出電壓。獲得連續(xù)的輸出電壓。l10.3.2開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理第十章 直流電源源第38頁第38頁 調(diào)整管調(diào)整管VT驅(qū)動電壓驅(qū)動電壓uB一般為一般為PWM(Pulse Width Modulation, 脈寬調(diào)脈寬調(diào)制制)信號，周期為信號，周期為T，頻率為，頻率為f=1/T，導(dǎo)通時間為，導(dǎo)

31、通時間為ton，截止時間為，截止時間為toff，則，則周期周期T=ton+toff，占空比，占空比q= ton/T。通常。通常PWM信號頻率信號頻率f在在20kHz以上，以上，頻率越高，所用的儲能元件頻率越高，所用的儲能元件L、C的值越小，穩(wěn)壓電源的尺寸和重量將會的值越小，穩(wěn)壓電源的尺寸和重量將會減小，成本降低；但是頻率增加將使開關(guān)管在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)換次數(shù)增加。減小，成本降低；但是頻率增加將使開關(guān)管在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)換次數(shù)增加。10.3.2開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理1. 串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：U0UIton(-UVD)toffTUItonTqUI 由此可見，如

32、果由此可見，如果UI值不變，通過調(diào)節(jié)占空值不變，通過調(diào)節(jié)占空比比q即可調(diào)節(jié)輸出電壓即可調(diào)節(jié)輸出電壓U0。第十章 直流電源源第39頁第39頁l10.3.2開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理1. 串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路： 若保持控制信號的脈寬不變，只改變信號的周期若保持控制信號的脈寬不變，只改變信號的周期T，同樣也能使，同樣也能使輸出電壓輸出電壓U0發(fā)生變化，這就是脈沖頻率調(diào)制型發(fā)生變化，這就是脈沖頻率調(diào)制型(PFM)開關(guān)穩(wěn)壓電路；開關(guān)穩(wěn)壓電路；若同時改變導(dǎo)通時間若同時改變導(dǎo)通時間ton和周期和周期T，稱為混合調(diào)制型開關(guān)穩(wěn)壓電路。，稱為混合調(diào)制型開關(guān)穩(wěn)壓電路。圖圖10

33、-13 串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電源原理框圖串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電源原理框圖第十章 直流電源源第40頁第40頁10.3.2開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理2. 并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路： 并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路，調(diào)整管與負載是并聯(lián)的，因此輸出并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路，調(diào)整管與負載是并聯(lián)的，因此輸出電壓大于輸入電壓，也稱為升壓式變換器電壓大于輸入電壓，也稱為升壓式變換器(Step-Up Regulator)，或者或者Boost變換器變換器(Boost Regulator)。在圖。在圖10-15中中，VT為調(diào)整管為調(diào)整管(也稱開關(guān)管也稱開關(guān)管)，VD為續(xù)流二極管，為續(xù)流二極管，L、C構(gòu)成濾波器

34、。當(dāng)構(gòu)成濾波器。當(dāng)uB為高為高電平時，調(diào)整管電平時，調(diào)整管VT飽和導(dǎo)通，使二極管飽和導(dǎo)通，使二極管VD反偏而截止，輸入電反偏而截止，輸入電壓壓UI經(jīng)電感經(jīng)電感L和調(diào)整管和調(diào)整管VT形成回路，通過電感形成回路，通過電感L中的電流中的電流iL在電在電感中儲能；同時電容感中儲能；同時電容C對負載放電，供給負載對負載放電，供給負載RL電流。當(dāng)電流。當(dāng)uB為為低電平時，調(diào)整管低電平時，調(diào)整管VT截止，由于電感電流截止，由于電感電流iL不能突變而產(chǎn)生反不能突變而產(chǎn)生反極性的自感電動勢，使二極管極性的自感電動勢，使二極管VD導(dǎo)通，電感電流導(dǎo)通，電感電流iL經(jīng)續(xù)流二極經(jīng)續(xù)流二極管管VD向電容向電容C充電，同時

35、給負載充電，同時給負載RL供電。因此，在輸出端能獲供電。因此，在輸出端能獲得平穩(wěn)的直流輸出電壓。得平穩(wěn)的直流輸出電壓。第十章 直流電源源第41頁第41頁10.3.2開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理2. 并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路： 圖圖10-16給出了開關(guān)管電壓給出了開關(guān)管電壓uB、開關(guān)管電流、開關(guān)管電流iVT、二極管電流、二極管電流iVD、電感電流電感電流iL的波形。開關(guān)管的波形。開關(guān)管VT導(dǎo)通時間越長，向電感導(dǎo)通時間越長，向電感L儲能越多，當(dāng)開儲能越多，當(dāng)開關(guān)管截止時，關(guān)管截止時，L向負載釋放的能量越多，輸出電壓越大。可以證明，并向負載釋放的能量越多，輸出電壓越

36、大?？梢宰C明，并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓平均值為聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓平均值為11oIUUq-式中，調(diào)整管式中，調(diào)整管VT驅(qū)動電壓驅(qū)動電壓uB信號周期為信號周期為T，導(dǎo)通時間為，導(dǎo)通時間為ton，截止時間，截止時間為為toff，則周期，則周期T=ton+toff，占空比，占空比q= ton/T。由于占空比由于占空比q總是小于總是小于1，則，則UO總是大于總是大于UI。第十章 直流電源源第42頁第42頁10.3.2開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理2. 并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路：圖圖10-15并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電源原理框圖并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電源原理框圖圖圖10-16 B

37、oost變換器的工作波形變換器的工作波形第十章 直流電源源第43頁第43頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器 目前，開關(guān)穩(wěn)壓電源所用的集成電路分為兩類，一類是將脈目前，開關(guān)穩(wěn)壓電源所用的集成電路分為兩類，一類是將脈沖產(chǎn)生、脈寬調(diào)制等控制電路集成在一個芯片上，稱為開關(guān)穩(wěn)壓沖產(chǎn)生、脈寬調(diào)制等控制電路集成在一個芯片上，稱為開關(guān)穩(wěn)壓控制器，一般需要外接開關(guān)功率調(diào)整管和快速恢復(fù)功率二極管，控制器，一般需要外接開關(guān)功率調(diào)整管和快速恢復(fù)功率二極管，主要用于自行設(shè)計制作的電路復(fù)雜、功能齊全的大型開關(guān)穩(wěn)壓電主要用于自行設(shè)計制作的電路復(fù)雜、功能齊全的大型開關(guān)穩(wěn)壓電路系統(tǒng)；例如，路系統(tǒng)；例如，UC3846、

38、UC3907等。另一類是將脈沖產(chǎn)生、脈等。另一類是將脈沖產(chǎn)生、脈寬調(diào)制、調(diào)整管等集成在一個芯片上，用戶只需外接二極管、電寬調(diào)制、調(diào)整管等集成在一個芯片上，用戶只需外接二極管、電感、電容和電阻就可以構(gòu)成開關(guān)穩(wěn)壓電源，稱為開關(guān)穩(wěn)壓器。開感、電容和電阻就可以構(gòu)成開關(guān)穩(wěn)壓電源，稱為開關(guān)穩(wěn)壓器。開關(guān)穩(wěn)壓器種類很多，有串聯(lián)型關(guān)穩(wěn)壓器種類很多，有串聯(lián)型(降壓型降壓型)開關(guān)穩(wěn)壓器、并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓器、并聯(lián)型(升壓升壓型型)開關(guān)穩(wěn)壓器、輸出電壓極性倒換型等。在降壓型穩(wěn)壓器中，開關(guān)穩(wěn)壓器、輸出電壓極性倒換型等。在降壓型穩(wěn)壓器中，常用的有常用的有LM2575(輸出電流輸出電流1A，工作頻率，工作頻率52kHz)、LM

39、2576(輸輸出電流出電流3A，工作頻率，工作頻率52kHz)、LM2596(輸出電流輸出電流3A，工作頻率工作頻率150kHz)等。等。第十章 直流電源源第44頁第44頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器 在升壓型穩(wěn)壓器中，常用的有在升壓型穩(wěn)壓器中，常用的有LM2577(輸出電流輸出電流3A，工作頻工作頻率率52kHz)、LT1110(輸出電流輸出電流1A，工作頻率，工作頻率70kHz)、LM3478(輸輸出電流出電流1A，可調(diào)頻率可調(diào)頻率100kHz1MHz)等。輸出電壓極性倒換型常等。輸出電壓極性倒換型常用的有用的有ICL7660(輸入電壓輸入電壓1.5V10V，輸出電壓輸出電壓

40、-1.5V-10V)、MAX764(輸出電壓輸出電壓-5V)、MAX765(輸出電壓輸出電壓-12V)、MAX766(輸輸出電壓出電壓-15V)。下面介紹幾種常用的開關(guān)穩(wěn)壓器。下面介紹幾種常用的開關(guān)穩(wěn)壓器。第十章 直流電源源第45頁第45頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器1. LM2576 Buck變換器及應(yīng)用變換器及應(yīng)用 LM2576系列是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的系列是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，也稱關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，也稱Buck變換器。它內(nèi)含固定頻率振蕩器變換器。它內(nèi)含固定頻率振蕩器(52kHz)和基準電壓和基準電壓(1.23V)，并

41、具有完善的保護電路，有電流限制、，并具有完善的保護電路，有電流限制、熱關(guān)斷電路等，如圖熱關(guān)斷電路等，如圖10-17所示，所示，LM2576只需極少的外圍器件便可只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。LM2576系列包括系列包括LM2576和和LM2576HV二個二個系列，其中系列，其中LM2576最高輸入電壓是最高輸入電壓是40V，LM2576HV最高輸入電最高輸入電壓是壓是60V。各系列產(chǎn)品均提供有各系列產(chǎn)品均提供有3.3V、5V、12V、15V及可調(diào)及可調(diào)(ADJ)等多個電壓檔次產(chǎn)品。等多個電壓檔次產(chǎn)品。第十章 直流電源源第46頁第46頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成

42、開關(guān)穩(wěn)壓器1. LM2576 Buck變換器及應(yīng)用變換器及應(yīng)用LM2576系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性是：系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性是：最大輸出電流：最大輸出電流：3A；最高輸入電壓：最高輸入電壓：LM2576為為40V，LM2576HV為為60V；輸出電壓：輸出電壓：3.3V、5V、12V、15V和和ADJ(可調(diào)可調(diào))等等可選；可選；振蕩頻率：振蕩頻率：52kHz；轉(zhuǎn)換效率：轉(zhuǎn)換效率：7588 (不同電壓輸出時的效率不同不同電壓輸出時的效率不同)；控制方式：控制方式：PWM；工作溫度范圍：工作溫度范圍：-40C+125C；封裝形式：封裝形式：TO-220(圖圖10-18)或或TO-26

43、3。第十章 直流電源源第47頁第47頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器圖圖10-17 LM2576內(nèi)部框圖和內(nèi)部框圖和5V固定輸出應(yīng)用固定輸出應(yīng)用圖圖10-18 TO-220封裝的封裝的LM2576引腳圖引腳圖第十章 直流電源源第48頁第48頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器 LM2576的的5V固定輸出應(yīng)用電路如圖固定輸出應(yīng)用電路如圖10-17所示，其中所示，其中IN5822是開關(guān)是開關(guān)特性好的肖特基二極管?？烧{(diào)輸出應(yīng)用電路如圖特性好的肖特基二極管。可調(diào)輸出應(yīng)用電路如圖10-19所示，要求輸入電所示，要求輸入電壓高于輸出電壓。輸出電壓與取樣電阻之間的關(guān)系如下：壓高于輸出電

44、壓。輸出電壓與取樣電阻之間的關(guān)系如下：UO1.23(1R1R2)第十章 直流電源源第49頁第49頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器2. LM2577 Boost變換器及應(yīng)用變換器及應(yīng)用 LM2577系列是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的系列是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出升壓開電流輸出升壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，也稱關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，也稱Boost變換器。它內(nèi)含固定頻率振蕩器變換器。它內(nèi)含固定頻率振蕩器(52kHz)和基準電壓和基準電壓(1.23V)，邏輯電路、軟啟動、并具有完善的保，邏輯電路、軟啟動、并具有完善的保護電路等，如圖護電路等，如圖10-20所示。該系列產(chǎn)品有所示。該系列產(chǎn)品有

45、12V、15V及可調(diào)及可調(diào)(ADJ)等等多個電壓檔次產(chǎn)品，使用時要求輸出電壓高于輸入電壓。多個電壓檔次產(chǎn)品，使用時要求輸出電壓高于輸入電壓。LM2577系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性是：系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性是：最大輸出電流：最大輸出電流：3A；輸出電壓：輸出電壓：12V、15V和和ADJ(可調(diào)可調(diào))；振振蕩頻率：蕩頻率：52kHz；工作溫度范圍：工作溫度范圍：-40C+125C；封裝形式：封裝形式：TO-220(圖圖10-21)、TO-263、TO-3等。等。第十章 直流電源源第50頁第50頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器圖圖10-20 LM2577內(nèi)部框圖內(nèi)部框圖圖圖1

46、0-21 TO-220封裝的封裝的LM2577引腳圖引腳圖第十章 直流電源源第51頁第51頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器 LM2577的的12V固定輸出應(yīng)用電路如圖固定輸出應(yīng)用電路如圖10-22(a)所示，可調(diào)輸出應(yīng)用電路如圖所示，可調(diào)輸出應(yīng)用電路如圖10-22(b)所示，其中所示，其中IN5821是開關(guān)特性好的肖特基二是開關(guān)特性好的肖特基二極管。輸出電壓與取樣電阻之間的關(guān)系如下：極管。輸出電壓與取樣電阻之間的關(guān)系如下：UO1.23(1R1R2)第十章 直流電源源第52頁第52頁10.3.3 集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器 (a)固定輸出固定輸出 (b)可調(diào)輸出可調(diào)輸出圖圖10-2

47、2 LM2577應(yīng)用電路應(yīng)用電路第十章 直流電源源第53頁第53頁10.4 無工頻變壓器開關(guān)電源無工頻變壓器開關(guān)電源 無工頻變壓器開關(guān)電源是直流變換型開關(guān)電源的一種。直流變換型開無工頻變壓器開關(guān)電源是直流變換型開關(guān)電源的一種。直流變換型開關(guān)電源由直流變換器、控制電路以及整流、濾波電路組成，如圖關(guān)電源由直流變換器、控制電路以及整流、濾波電路組成，如圖10-22所示。所示。 直流變換型開關(guān)電源可以將一種直流電壓轉(zhuǎn)換為各種不同的直流電壓。直流變換型開關(guān)電源可以將一種直流電壓轉(zhuǎn)換為各種不同的直流電壓。圖圖10-22 直流變換型開關(guān)電源組成框圖直流變換型開關(guān)電源組成框圖第十章 直流電源源第54頁第54頁

48、 無工頻變壓器開關(guān)電源的組成框圖如圖無工頻變壓器開關(guān)電源的組成框圖如圖10-23所示。它是由電網(wǎng)濾波所示。它是由電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、直流變換器、輸出整流濾波電路、控制電路、保器、輸入整流濾波器、直流變換器、輸出整流濾波電路、控制電路、保護電路及輔助電源等部分組成。護電路及輔助電源等部分組成。10.4.1無工頻變壓器開關(guān)電源結(jié)構(gòu)無工頻變壓器開關(guān)電源結(jié)構(gòu)圖圖10-23 無工頻變壓器開關(guān)電源組成框圖無工頻變壓器開關(guān)電源組成框圖第十章 直流電源源第55頁第55頁l10.4.2 直流變換器工作原理直流變換器工作原理 直流變換器又稱逆變器，其作用是把輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成高直流變換器又稱逆變器，其作

49、用是把輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻脈沖電壓。它是無工頻變壓器開關(guān)電源的核心部分。按工作方式頻脈沖電壓。它是無工頻變壓器開關(guān)電源的核心部分。按工作方式分類，直流變換器可分為自激式直流變換器和他激式直流變換器兩分類，直流變換器可分為自激式直流變換器和他激式直流變換器兩種。下面簡要介紹其工作原理。種。下面簡要介紹其工作原理。1、自激式直流變換器、自激式直流變換器 自激式直流變換器又分為單管自激式變換器和推免自激式變換自激式直流變換器又分為單管自激式變換器和推免自激式變換器?，F(xiàn)以單管自激式變換器為例介紹它的工作原理。單管自激式變器?，F(xiàn)以單管自激式變換器為例介紹它的工作原理。單管自激式變換器電路如圖換器電路

50、如圖10-24（a）所示。）所示。第十章 直流電源源第56頁第56頁l10.4.2 直流變換器工作原理直流變換器工作原理l圖圖10-24 單管自激式直流變換器單管自激式直流變換器第十章 直流電源源第57頁第57頁10.4.2 直流變換器工作原理直流變換器工作原理 單管自激式變換器工作原理：當(dāng)整流濾波電路接通后，單管自激式變換器工作原理：當(dāng)整流濾波電路接通后，U1經(jīng)電阻經(jīng)電阻R1電容電容CB充電，使得三極管的基充電，使得三極管的基-射極之間加上正向偏置，三極管開射極之間加上正向偏置，三極管開始導(dǎo)通。集電極電流經(jīng)過變壓器的初級繞組始導(dǎo)通。集電極電流經(jīng)過變壓器的初級繞組NP,在在NP 兩端感應(yīng)出電壓

51、，兩端感應(yīng)出電壓，通過變壓器耦合使基極電位增高，于是通過變壓器耦合使基極電位增高，于是i進一步增大，流過進一步增大，流過NP 的電流的電流也進一步增大，使也進一步增大，使NP 兩端電壓也隨之增大，經(jīng)兩端電壓也隨之增大，經(jīng)NB耦合使得耦合使得uB進一步進一步增大，這個正反饋過程使得三極管迅速飽和。三極管飽和期間，集電增大，這個正反饋過程使得三極管迅速飽和。三極管飽和期間，集電極電流極電流iC繼續(xù)線性增大而維持繼續(xù)線性增大而維持NP上電壓近似等于輸入電壓上電壓近似等于輸入電壓U1不變。不變。NB兩端電壓為兩端電壓為U1*(nB/nP)，其方向為下正上負。電容，其方向為下正上負。電容CB通過通過NB充電。充電。隨著隨著CB的不斷充電，的不斷充電，A點電位逐漸下降，點電位逐漸下降，iB逐漸減少。逐漸減少。第十章 直流電源源第58頁第58頁l10.4.2 直流變換器工作原理直流變換器工作原理 當(dāng)當(dāng)iB減小到減小到iC= 時，三極管脫離飽和而進入放大區(qū)，于是時，三極管脫離飽和而進入放大區(qū)，于是uC增大，增大，uC增大使增大使NP兩端電壓減小，通過變壓器耦合使兩端電壓減小，通過變壓器耦合使uB減小，減小，uB減小又使減小又使uC進一步增大。這一正反饋過程使三極管迅速由導(dǎo)通進一步增大。