第十章直流穩(wěn)壓電源16.11.3019

1、 10.1 小功率整流濾波電路小功率整流濾波電路 10.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路 10.0 引言引言第十章第十章 小功率直流穩(wěn)壓電路小功率直流穩(wěn)壓電路2022-5-201引言引言直流穩(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。組成組成各部分功能各部分功能變壓器：變壓器：整流：整流：濾波：濾波：穩(wěn)壓：穩(wěn)壓：降壓降壓濾除脈動(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2022-5-20210.1 小功率

2、整流濾波電路小功率整流濾波電路10.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路10.1.3 濾波濾波電路電路10.1.1 半波整流電路半波整流電路2022-5-20310.1.1. 半波整流半波整流利用二極管的單向?qū)щ娦院透道锶~級(jí)數(shù)公式。利用二極管的單向?qū)щ娦院透道锶~級(jí)數(shù)公式。 工作原理工作原理2220o(AV)45. 02sin221UUtdtUU2022-5-2041. 工作原理工作原理10.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路利用二極管利用二極管的單向?qū)щ娦缘膯蜗驅(qū)щ娦?022-5-2051. 工作原理工作原理10.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦岳枚O

3、管的單向?qū)щ娦?022-5-20610.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路3. 紋波系數(shù)（見下頁）紋波系數(shù)（見下頁）ttVV dsin2120L2. VL和和ILLLLRVI 483. 0L2L22r VVVK222V 29 . 0 V L29 . 0RV 4. 平均整流電流平均整流電流D3D1II D4D2II L2L45. 021RVI 5. 最大反向電壓最大反向電壓2RM 2VV 2022-5-207 紋波是由于直流穩(wěn)定電源的電壓波動(dòng)而造成的一種現(xiàn)象，因?yàn)橹绷鞣€(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的

4、交流分量就稱之為紋波。紋波的成分較為復(fù)雜，它的形態(tài)一般為頻率高于工頻的類似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈沖波。紋波紋波紋波系數(shù)概念見書P4832022-5-208幾種濾波電路幾種濾波電路10.1.3 濾波濾波電路電路（a）電容濾波電路）電容濾波電路（b）電感電容濾波電路（倒）電感電容濾波電路（倒L形）形）（c） 形濾波電路形濾波電路2022-5-20910.1.3 電容濾波電容濾波電路電路假設(shè)電路接通時(shí)假設(shè)電路接通時(shí)u u2 2由負(fù)到正過零的時(shí)刻，這時(shí)二極管由負(fù)到正過零的時(shí)刻，這時(shí)二極管D導(dǎo)通，導(dǎo)通，電源電源u u2 2在向負(fù)載在向負(fù)載R RL L供電的同時(shí)又對(duì)電容供電的同時(shí)又對(duì)電容C

5、C充電。電容電壓充電。電容電壓u uC C緊緊隨輸入電壓u2按正弦規(guī)律上升至u2的最大值。然后u2繼續(xù)按正弦規(guī)律下降，且使二極管D截止，而電容C則對(duì)負(fù)載電阻RL按指數(shù)規(guī)律放電。uC降至u2大于uC時(shí)，二極管又導(dǎo)通，電容C再次充電。，CRL放電CRD充電充電放電遠(yuǎn)大于時(shí)間常數(shù)越大，電容時(shí)間常數(shù)越大，電容C C放放電越慢，輸出電壓電越慢，輸出電壓u uo o就就越平坦，平均值也越高。越平坦，平均值也越高。放電很慢，輸出電壓放電很慢，輸出電壓u uo o越平坦，平均值也越高。越平坦，平均值也越高。2022-5-2010 + C A D4 D3 D2 D1 220V 50Hz + uo - RL +

6、u2 - B O uo 23t22U2o(AV)2 . 1 UU 主要參數(shù)主要參數(shù) 元件參數(shù)選擇元件參數(shù)選擇2/)53(TCRL2Cmax21 . 1UUo(AV)F) 32(II 2Rmax21 . 1UU橋式整流電路后濾波橋式整流電路后濾波時(shí)間常數(shù)越大，輸出電壓時(shí)間常數(shù)越大，輸出電壓uo平均值也越高。平均值也越高。2022-5-201110.1.3 濾波濾波電路電路電容濾波的特點(diǎn)電容濾波的特點(diǎn)A. 二極管的導(dǎo)電角二極管的導(dǎo)電角 ，流過二極管的瞬時(shí)電流流過二極管的瞬時(shí)電流很大。很大。B. 負(fù)載直流平均電壓負(fù)載直流平均電壓 VL 升高升高 d = RLC 越大，越大， VL 越高越高C. 直流

7、電壓直流電壓 VL 隨負(fù)載電流隨負(fù)載電流 增加而減少增加而減少當(dāng)當(dāng) d （3 5） 時(shí)，時(shí)，2TVL = ( 1.1 1.2 )V22022-5-201210.1.3 濾波濾波電路電路VL 隨負(fù)載電流的變化隨負(fù)載電流的變化2022-5-201310.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路10.2.1 穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)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10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器10.2.4 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用2022-5-2014輸出電壓輸出電壓10.2.1 穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)) , ,

8、 (OIOTIVfV 輸出電壓變化量輸出電壓變化量TSIRVKVTV OoIO 輸入調(diào)整因數(shù)輸入調(diào)整因數(shù)00IOO TIVVVK電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率00IOOO %100/ TIVVVVS穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)00IIOOO / TIVVVV 輸出電阻輸出電阻00OOoI TVIVR溫度系數(shù)溫度系數(shù)00OI TVTTVS2022-5-2015 UO =（UI - UCE1） UCE1 IC1 IB1 UBE1 U UO O U UB2B2 U UBE2BE2 I IB2B2 I IC2C2 U UB1B1= =U UC2C2= = (UI-IC2RC) 1. 電路組成電路組成 工作原理工作原理 RL

9、 調(diào)整管 比較 放大 基準(zhǔn) 電壓 取 樣 電 路 + UI - + UO - RL R3 R2 R1 T2 T1 + Dz IURc + OUR 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)壓電路的工作原理調(diào)整管取樣電路基準(zhǔn)電壓2022-5-20161. 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2022-5-201710.2.2 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2. 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)載電流變化輸出電輸出電壓變化壓變化 OV)(REFF不不變變VV BV OV電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋

10、所以輸出電壓所以輸出電壓)1(21REFORRVV 滿足深度負(fù)反饋，根據(jù)滿足深度負(fù)反饋，根據(jù)虛短虛短和和虛斷虛斷有有(+)(+)(+)(+)212OFRRRVV REFFVV 原理：為負(fù)反饋電路，輸出增加后，負(fù)反饋增加，使最終的輸出不變原理：為負(fù)反饋電路，輸出增加后，負(fù)反饋增加，使最終的輸出不變2022-5-2018直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 1三端固定式集成穩(wěn)壓器外形及管腳排三端固定式集成穩(wěn)壓器外形及管腳排列列 三端固定式集成穩(wěn)壓器的外形和管腳排列如圖所示。由于它只有輸入、輸出和公共地端三個(gè)端子,故稱為三端穩(wěn)壓器。10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)

11、壓器2022-5-2019直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源78XX13223INOUTGND312IN132 OUTGND79XXIN132 OUTGNDINOUTGND312GNDOUTINGNDOUT132IN1132圖 三端固定式集成穩(wěn)壓器外形及管腳排列2022-5-202010.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器1. 輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器 （正電壓（正電壓 78 、負(fù)電壓、負(fù)電壓 79 ）2022-5-2021直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 2三端固定式集成穩(wěn)壓器的型號(hào)組成及其意義三端固定式集成穩(wěn)壓器的型號(hào)組成及其意義 三端固定式集成穩(wěn)壓器的型號(hào)組成及其意義見圖

12、9.7。 XXL78(79)WC用數(shù)字表示輸出電壓值最大輸出電流：L為0.1 A,M為0.5 A,無字母表示1.5 A(帶散熱片)78: 輸出固定正電壓79: 輸出固定負(fù)電壓國標(biāo)穩(wěn)壓器 圖 三端固定式集成穩(wěn)壓器型號(hào)組成及其意義 2022-5-2022直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 具體參數(shù)見附錄十一。 國產(chǎn)的三端固定集成穩(wěn)壓器有CW78XX系列（正電壓輸出）和CW79XX系列(負(fù)電壓輸出),其輸出電壓有5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V,最大輸出電流有0.1A、0.5A、1A、1.5A、2.0A等。2022-5-202310.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器2. 可調(diào)式三端集

13、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 ）輸出電壓輸出電壓)1(12REFORRVV 2022-5-202410.2.4 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用2. 可調(diào)式應(yīng)用舉例可調(diào)式應(yīng)用舉例2022-5-2025 例題：下圖穩(wěn)壓電路中，已知IQ = 9 mA，電路的輸入電壓為16 V，求電路的輸出電壓UO I IR1R1=5/130=38mA=5/130=38mAI IR2R2=38+9=47mA =38+9=47mA ， U UO O=5+47=5+47* *0.082=8.854V0.082=8.854V。2022-5-2026 10.1 小

14、功率整流濾波電路小功率整流濾波電路 10.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路 10.0 引言引言本章復(fù)習(xí)本章復(fù)習(xí) 小功率直流穩(wěn)壓電路小功率直流穩(wěn)壓電路2022-5-2027引言引言直流穩(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。組成組成各部分功能各部分功能變壓器：變壓器：整流：整流：濾波：濾波：穩(wěn)壓：穩(wěn)壓：降壓降壓濾除脈動(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2022-5-202810.1 小功率整流濾

15、波電路小功率整流濾波電路10.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路10.1.1 半波整流電路半波整流電路 D 220V 50Hz + uo - RL + u2 - 2220o(AV)45. 02sin221UUtdtUUttVV dsin2120L222V 29 . 0 V 2022-5-2029 + C A D4 D3 D2 D1 220V 50Hz + uo - RL + u2 - B O uo 23t22U2o(AV)2 . 1 UU 主要參數(shù)主要參數(shù) 元件參數(shù)選擇元件參數(shù)選擇2/)53(TCRL2Cmax21 . 1UUo(AV)F) 32(II 2Rmax21 . 1UU10.1.3濾波電路濾波電路時(shí)間常數(shù)越大，輸出電壓時(shí)間常數(shù)越大，輸出電壓uo平均值也越高。平均值也越高。2022-5-2030 UO =（UI - UCE1） UCE1 IC1 IB1 UBE1 U UO O U UB2B2 U UBE2BE2 I IB2B2 I IC2C2 U UB1B1= =U UC2C2= = (UI-IC2RC) 1. 電路組成電路組成 工作原理工作原理 RL 調(diào)整管 比較 放大 基準(zhǔn) 電壓 取 樣 電 路 + UI - + UO - RL R3 R2 R1 T2 T1 + Dz IURc + OUR 10.