電子電路第五章.

1、計算機(jī)電路與電子技術(shù)授課人：張家季郵箱：電話五章 直流穩(wěn)壓電路n本章要點(diǎn)n1.半波整流、全波整流和橋式整流n2.濾波電路n3.線性串聯(lián)穩(wěn)壓管.n4.開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路 概述概述 直流電源直流電源將將220220V V的交流市電轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)的直流電，即轉(zhuǎn)換成接近理的交流市電轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)的直流電，即轉(zhuǎn)換成接近理想的想的直流電壓源直流電壓源直流穩(wěn)壓電源的組成和功能直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路u1u2u3u4uou1u2u3u4uou1u2u3u4uoRL5.1 電源變壓器電源變壓器電源變壓器: : 將交流電網(wǎng)電壓將交

2、流電網(wǎng)電壓u u1 1變?yōu)楹线m的交流電壓變?yōu)楹线m的交流電壓u u2 2整流電路整流電路: : 將交流電壓將交流電壓u u2 2變?yōu)槊}動的直流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓u u3 3濾波電路濾波電路: : 將脈動直流電壓將脈動直流電壓u u3 3轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷鹤優(yōu)槠交闹绷麟妷簎 u4 4穩(wěn)穩(wěn)壓電路壓電路: : 減小電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響減小電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響, ,保持輸出電壓保持輸出電壓 u uo o的穩(wěn)定的穩(wěn)定直流穩(wěn)壓電源的組成和功能直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路u1u2u3u4uou1u2u3u4uou1u2u3u4uo

3、RL5.1 電源變壓器理想變壓器特性理想變壓器特性 一、二次線圈繞組電壓比等于匝數(shù)比一、二次線圈繞組電壓比等于匝數(shù)比 一、二次線圈繞組電流比等于匝數(shù)比的倒數(shù)一、二次線圈繞組電流比等于匝數(shù)比的倒數(shù) 一、二次阻抗比等于匝數(shù)比的平方一、二次阻抗比等于匝數(shù)比的平方 5.1 電源變壓器任務(wù)：任務(wù)：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓常見的小功率整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等常見的小功率整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等為分析簡單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)姙榉治龊唵纹鹨?，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無

4、窮大。阻為零，反向電阻為無窮大。 整流電路整流電路5.2 整流電路1.單相半波整流電路u2 0 時時: 二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通 uL=u2u20 時時D1,D3導(dǎo)通導(dǎo)通D2,D4截止截止電流通路電流通路: :A D1RLD3Bu20 時時D2,D4導(dǎo)通導(dǎo)通D1,D3截止截止電流通路電流通路: :B D2RLD4A輸出是脈動的直流電壓輸出是脈動的直流電壓u2tt橋式整流電路輸出波形及二極管電壓波形橋式整流電路輸出波形及二極管電壓波形uD4,uD2uD3,uD1tuou2D4D2D1D3RLuoAB5.2 整流電路常見的硅整流橋外形常見的硅整流橋外形+ A C -+- + - 5.2 整流電路整流電

5、路的主要參數(shù)整流電路的主要參數(shù) 輸出電壓平均值：輸出電壓平均值：Uo=0.9u2輸出電流平均值輸出電流平均值: : IL= Uo/RL =0.9 u2 / RL 流過二極管的平均電流流過二極管的平均電流：ID=Io/2u2ttuo二極管承受的最大反向電壓二極管承受的最大反向電壓：URM=22u2+43DuuDDL21LDR-5.2 整流電路S 定義：定義：整流輸出電壓的基波峰值整流輸出電壓的基波峰值Uo1m與平均值與平均值Uo之比之比脈動系數(shù)脈動系數(shù)用傅氏級數(shù)對全波整流的輸出用傅氏級數(shù)對全波整流的輸出 uo 分解后可得分解后可得: :整流電路的主要參數(shù)整流電路的主要參數(shù) 2244(cos4co

6、s6)14co25s3532outttuu0 2 0 t22120.6724 2323oomuuSUU5.2 整流電路平均電流平均電流(ID)與反向峰值電壓與反向峰值電壓(URM)是整流管的主要參數(shù)是整流管的主要參數(shù)LoDRU.II24502122UURM在橋式整流電路中在橋式整流電路中, ,每個二極管導(dǎo)通半周每個二極管導(dǎo)通半周, ,因此因此, ,流過每流過每只整流二極管的平均電流只整流二極管的平均電流 ID是負(fù)載平均電流的一半是負(fù)載平均電流的一半二極管截止時兩端承受的最大反向電壓二極管截止時兩端承受的最大反向電壓平均電流與反向峰值電壓平均電流與反向峰值電壓整流電路的主要參數(shù)整流電路的主要參數(shù)

7、 5.2 整流電路濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): : 電容與負(fù)載電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，或電感與負(fù)載并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)串聯(lián)交流交流電壓電壓脈動脈動直流電壓直流電壓整流整流濾波濾波直流直流電壓電壓濾波電路原理：濾波電路原理： 利用儲能元件利用儲能元件電容電容兩端的電壓兩端的電壓( (或通過或通過電感電感中的電流中的電流) )不能突變的特性不能突變的特性, , 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的5.3 濾波電路以單以單相相橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析橋式整流電容濾波

8、為例進(jìn)行分析一、濾波原理一、濾波原理au1u2u1bD4D2DDuS+u1u12SC+u1u113RLoS+5.3 濾波電路RL 未接入時未接入時( (忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻) )u2tuot 設(shè)設(shè)t t1 1時刻時刻 接通電源接通電源t1 整流電路為整流電路為 電容充電電容充電充電結(jié)束充電結(jié)束無電容時輸出波形無電容時輸出波形au1u2u1bD4D2DDuS+u1u12SC+u1u113RLoS+思考：充電結(jié)束后，整流橋思考：充電結(jié)束后，整流橋中的二極管還能夠?qū)▎?？中的二極管還能夠?qū)▎幔?.3 濾波電路RL接入（接入（且且RLC較大較大）時）時( (忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)

9、阻) )u2tuot 當(dāng)當(dāng)整流電路電壓整流電路電壓小于小于電容電電容電壓壓時，時，二極管截止二極管截止，整流電路，整流電路不為電容充電，不為電容充電， 電容通過電容通過RL放放電，電，uo會逐漸下降會逐漸下降au1u2u1bD4D2DDuS+u1u12SC+u1u113RLoS+5.3 濾波電路u2tuot 只有整流電路輸出電壓大只有整流電路輸出電壓大于于uo時，才有充電電流時，才有充電電流iD ,因因此整流電路的輸出電流是脈此整流電路的輸出電流是脈沖波。沖波。 整流電路的輸出電流整流電路的輸出電流 iDiD可見：采用電容濾波整流管可見：采用電容濾波整流管的導(dǎo)通角較小的導(dǎo)通角較小au1u2u1

10、bD4D2DDuS+u1u12SC+u1u113RLoS+5.3 濾波電路u2tuot電容充電時，電容電壓滯后于電容充電時，電容電壓滯后于u2RLC越小，輸出電壓越低越小，輸出電壓越低RL接入接入(且且RLC較大較大)時時( (考慮整流電路內(nèi)阻考慮整流電路內(nèi)阻) )au1u2u1bD4D2DDuS+u1u12SC+u1u113RLoS+ 整流電路的輸出電流整流電路的輸出電流 iD5.3 濾波電路一般取一般取2)53(TCRLd( (T:電源電壓的周期電源電壓的周期) )近似估算近似估算:Uo=1.2U2(2) 流過二極管瞬時電流很大流過二極管瞬時電流很大RLC 越大越大 Uo越高越高 負(fù)載電流

11、的平均值越大負(fù)載電流的平均值越大 ; ; 整流管導(dǎo)電時間越短整流管導(dǎo)電時間越短 iD的峰值電流越大的峰值電流越大故一般選管時，取故一般選管時，取LoLDFRUII21)32(2)32(二、電容濾波電路的特點(diǎn)二、電容濾波電路的特點(diǎn)(1) 輸出電壓輸出電壓 Uo與放電時間常數(shù)與放電時間常數(shù) RLC 有關(guān)有關(guān)RLC 愈大愈大 電容器放電愈慢電容器放電愈慢 Uo( (平均值平均值) )愈大愈大5.3 濾波電路輸出波形隨負(fù)載電阻輸出波形隨負(fù)載電阻 RL 或或 C 變化而改變變化而改變, Uo 和和S 也隨之改變也隨之改變RL 愈小愈小( IL 越大越大), Uo下降多下降多, S 增大增大結(jié)論：結(jié)論：

12、電容濾波電路適用于輸出電壓較高，電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流較小負(fù)載電流較小且且負(fù)載變動不大的場合負(fù)載變動不大的場合(3) (3) 輸出特性輸出特性( (外特性外特性) )uo電容濾波電容濾波純電阻負(fù)載純電阻負(fù)載1.4U20.9U20IL負(fù)載負(fù)載RL 過小，要滿足過小，要滿足RL C=(35)T/2，必然要增加，必然要增加C，C的容量大，的容量大，UO大，整大，整流管的導(dǎo)通時間減小，電流沖擊增大，對整流管壽命不利流管的導(dǎo)通時間減小，電流沖擊增大，對整流管壽命不利5.3 濾波電路1) 1) 電感濾波電感濾波電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu): : 在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感在橋式整流電路與負(fù)載間

13、串入一電感L就構(gòu)成就構(gòu)成 電感濾波電路電感濾波電路電感濾波電路電感濾波電路其他形式的濾波電路其他形式的濾波電路u2u1RLLuo5.3 濾波電路一、濾波原理一、濾波原理對直流分量對直流分量: : XL=0 相當(dāng)于短路相當(dāng)于短路, ,電壓大部分降在電壓大部分降在RL上上對諧波分量對諧波分量: : f 越高，越高，XL 越大越大, ,電壓大部分降在電壓大部分降在XL上上 因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓Uo=0.9U2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：u2u1RLLuo1) 1) 電感濾波電感濾波5.

14、3 濾波電路二、電感濾波的特點(diǎn)二、電感濾波的特點(diǎn)整流管導(dǎo)電角較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，適用于低電壓整流管導(dǎo)電角較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，適用于低電壓大電流大電流( (RL較小較小) )的場合的場合, ,缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾u2u1RLLuo1) 1) 電感濾波電感濾波5.3 濾波電路其他形式的濾波電路其他形式的濾波電路改善濾波特性的方法：改善濾波特性的方法：采取多級濾波采取多級濾波,如：如：L-C 型濾波電路：型濾波電路：在電感濾波后面再接一電容在電感濾波后面再接一電容RC 型濾波電路：型濾波電路：在電容濾

15、波后再接一級在電容濾波后再接一級RC濾波電路濾波電路 性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似LC 型濾波電路：型濾波電路：在電容濾波后面再接在電容濾波后面再接L-C 型濾波電路型濾波電路5.3 濾波電路2) 2) RC 型濾波電路型濾波電路設(shè)設(shè)uo1的直流分量為的直流分量為U O 交流分量的基波幅值為交流分量的基波幅值為U O1m則則： uo的直流分量的直流分量：oLLoURRRU+uou21Cuo1RLuoRu2u1C2uo1RL5.3 濾波電路uo 的交流分量的基波的幅值：的交流分量的基波的幅值：moCLCLmoUjXRRjXRU1221)/(

16、)/(+moLLLmoUCRRCRRRU122221)1()/(1+2) 2) RC 型濾波電路型濾波電路uou21Cuo1RLuoRu2u1C2uo1RL5.3 濾波電路通常選擇濾波元件的參數(shù)使得：通常選擇濾波元件的參數(shù)使得：)/(12LRRCmoLLLmoURRCRRRU121)/(1+moLLLmoUCRRCRRRU122221)1()/(1+uo的脈動系數(shù)的脈動系數(shù)S與與uo1的脈動系數(shù)的脈動系數(shù)S 的關(guān)系的關(guān)系：SRRCUURRCUUSLomoLomo)/(1)/(121212) 2) RC 型濾波電路型濾波電路5.3 濾波電路3) L-C 型濾波電路型濾波電路u2u1LuoCRLu

17、o1設(shè)設(shè)uo1的直流分量為的直流分量為U O，交流分量的基波的幅值為，交流分量的基波的幅值為U O1m，：，：29 . 0 UUUoo67. 0SmoCLLCLmoUXRXXRU11)j/(j)j/(+5.3 濾波電路moCLLCLmoUXRXXRU11)j/(j)j/(+通常選擇濾波元件的參數(shù)使得：通常選擇濾波元件的參數(shù)使得：LRC1momoCLCmoULCUXXXU121111jjjuo的脈動系數(shù)的脈動系數(shù)S與與uo1的脈動系數(shù)的脈動系數(shù)S 的關(guān)系：的關(guān)系：SLCUULCUUSomoomo212111115.3 濾波電路4) LC 型濾波電路型濾波電路u2u1LuoC2RLuo1C1顯然，

18、顯然， LC 型濾波電路輸出電壓的脈動系數(shù)比只有型濾波電路輸出電壓的脈動系數(shù)比只有LC濾波時更小，濾波時更小，波形更加平滑波形更加平滑；由于在輸入端接入了電容，因而較只有；由于在輸入端接入了電容，因而較只有LC濾波時，濾波時，提提高了輸出電壓高了輸出電壓。5.3 濾波電路倍壓整流電路 利用濾波電容的充放電作用，將多個電容和二極管組合可獲得倍數(shù)于變壓器利用濾波電容的充放電作用，將多個電容和二極管組合可獲得倍數(shù)于變壓器附邊電壓的輸出電壓。附邊電壓的輸出電壓。1、二倍壓整流電路、二倍壓整流電路u2的正半周時：的正半周時：D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止，理想截止，理想情況下，電容情況下，電容C1的電壓：的電

19、壓：21CU2U u2的負(fù)半周時：的負(fù)半周時：D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D1截止，理想截止，理想情況下，電容情況下，電容C2的電壓：的電壓：21C22CU22UUU + + 輸出端的電壓：輸出端的電壓：22COU22UU 即二倍壓電壓。即二倍壓電壓。5.3 濾波電路+22U2、多倍壓整流電路、多倍壓整流電路+222Uu2的第一個正半周：的第一個正半周：u2、C1、D1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，C1充電到：充電到：22Uu2的第一個負(fù)半周：的第一個負(fù)半周：u2、C2、D2 、C1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，C2充電到：充電到：222UC1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C65.3 濾波電路+22U+22

20、2U+222U+222U+222U+222UC1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二個正半周：的第二個正半周：u2、C1、C3 、D3 、C2構(gòu)成回路，構(gòu)成回路， C1補(bǔ)充電荷，補(bǔ)充電荷，C3充電充電到：到：222Uu2的第二個負(fù)半周：的第二個負(fù)半周： u2、C2、C4、D4、C3 、C1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路， C2補(bǔ)充電荷，補(bǔ)充電荷， C4充電到：充電到：222U把電容接在相應(yīng)電容組的兩端，即可獲得所需的多倍壓把電容接在相應(yīng)電容組的兩端，即可獲得所需的多倍壓直流輸出。直流輸出。5.3 濾波電路交流交流電壓電壓脈動脈動直流電壓直流電壓整流整流濾波濾波有波紋的有波紋的直流

21、電壓直流電壓穩(wěn)壓穩(wěn)壓直流直流電壓電壓穩(wěn)壓的含義：穩(wěn)壓的含義：v 電網(wǎng)波動電網(wǎng)波動，輸出電壓輸出電壓基本穩(wěn)定不變基本穩(wěn)定不變v 負(fù)載變化負(fù)載變化，輸出電壓輸出電壓基本穩(wěn)定不變基本穩(wěn)定不變5.4 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)a、穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù) Sr穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)Sr反映電網(wǎng)電壓波動時對穩(wěn)壓電路的影響，定義為當(dāng)負(fù)載固定反映電網(wǎng)電壓波動時對穩(wěn)壓電路的影響，定義為當(dāng)負(fù)載固定時，輸出電壓的相對變化量與輸入電壓的相對變化量之比時，輸出電壓的相對變化量與輸入電壓的相對變化量之比b、輸出電阻輸出電阻Ro輸出電阻用來反映穩(wěn)壓電路受負(fù)載變化的影響。定義為當(dāng)輸入電壓固定時輸出電阻用來反映穩(wěn)

22、壓電路受負(fù)載變化的影響。定義為當(dāng)輸入電壓固定時輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。它實(shí)際上就是電源戴維南等效電路的輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。它實(shí)際上就是電源戴維南等效電路的內(nèi)阻內(nèi)阻IOo0OUURIIIOOrUUUUS 5.4 穩(wěn)壓電路以下主要討論線性以下主要討論線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路電路最簡單，帶負(fù)載能電路最簡單，帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用電壓，不作為電源使用 效率較高效率較高 使用較多使用較多開關(guān)型開關(guān)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路( (小功率設(shè)備小功率設(shè)備) )穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路線性線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路5.4 穩(wěn)壓電

23、路二二. . 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1. 1. 穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性 由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化iuUZIUIzminIzmaxUDziLRz-oU-+RUIZILI5.4 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理ZL+=IIIRiZO=UUUU1 1、當(dāng)輸入電壓變化時、當(dāng)輸入電壓變化時UiUZUoUoURIIZIRU i由圖知：由圖知：5.4 穩(wěn)壓電路2 2、當(dāng)負(fù)載電流變化時、當(dāng)負(fù)載電流變化時穩(wěn)壓過程穩(wěn)壓過程 ILUoURUoIZIRUDziLRz-oU-+RUIZILI5

24、.4 穩(wěn)壓電路3 3、限流電阻的計算、限流電阻的計算 1 1) )、當(dāng)輸入電壓最小，負(fù)載電流最大時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最小。當(dāng)輸入電壓最小，負(fù)載電流最大時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最小。此此時時IZ不應(yīng)小于不應(yīng)小于IZmin，由此可計算出由此可計算出穩(wěn)壓電阻的最大值穩(wěn)壓電阻的最大值。LmaxZminZIminmaxIIUU=R+ + UDziLRz-oU-+RUIZILI 2 2) )、當(dāng)輸入電壓最大，負(fù)載電流最小時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最大。當(dāng)輸入電壓最大，負(fù)載電流最小時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最大。此此時時IZ不應(yīng)超過不應(yīng)超過IZmax，由此可計算出由此可計算出穩(wěn)壓電阻的最小值穩(wěn)壓電阻的最小值

25、LminZmaxZImaxmin=IIUUR+ + minmaxRRR5.4 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn) 1 1、帶負(fù)載能力差、帶負(fù)載能力差 2 2、輸出電壓不可調(diào)、輸出電壓不可調(diào)改進(jìn)：改進(jìn)： 1 1、提高帶負(fù)載能力、提高帶負(fù)載能力在輸出端加一射極輸出器在輸出端加一射極輸出器UO=UZ - 0.7VTU+-+UzDz-LiRURo5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路改進(jìn)：改進(jìn)： 2 2、使輸出電壓可調(diào)、使輸出電壓可調(diào)在射極輸出器前加一帶有負(fù)反饋的放大器，調(diào)節(jié)反在射極輸出器前加一帶有負(fù)反饋的放大器，調(diào)節(jié)反饋系數(shù)即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)饋系數(shù)即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)UO=AUFUZ-0.7V為了進(jìn)一步

26、穩(wěn)定輸出電壓，將反饋元件接到輸出端為了進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電壓，將反饋元件接到輸出端 DzT+-A+U-ioU-+UfUzR1R2LRR5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)式穩(wěn)壓電源串聯(lián)式穩(wěn)壓電源由四部分組成由四部分組成基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電壓、放大比較環(huán)節(jié)放大比較環(huán)節(jié)、調(diào)整管、取樣電路、調(diào)整管、取樣電路基準(zhǔn)電壓調(diào)整管取樣電路放 大 比 較 環(huán) 節(jié)DzzUR+-AR2UURRf1-+L+oT-+-iU5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路調(diào)整管調(diào)整管： 與負(fù)載串聯(lián)與負(fù)載串聯(lián), ,通過全部負(fù)載電流通過全部負(fù)載電流, ,可以是單個功率管可以是單個功率管, ,復(fù)復(fù)合管或用幾個功率管并聯(lián)合管或用幾個功率管并聯(lián)比較放大器：比較放大器

27、： 可以是可以是單管放大電路單管放大電路，差動放大電路差動放大電路，集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓： 可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成, ,取樣電路取出輸出電壓取樣電路取出輸出電壓UO的的部分和基準(zhǔn)電壓相比較部分和基準(zhǔn)電壓相比較OFUORL-_UIU比較放大比較放大基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓電電壓壓取取樣樣UR調(diào)整管調(diào)整管+串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式，為深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，故稱因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式，為深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，故稱之為之為串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路OFUORL-_UIU比較放大

28、比較放大基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓電電壓壓取取樣樣UR調(diào)整管調(diào)整管+5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1 1、輸入電壓變化時、輸入電壓變化時穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理( (實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)) )：電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋UiUfUoUoUo1UCEDzzUR+-AR2UURRf1-+L+oT-+-iUUo1穩(wěn)壓過程穩(wěn)壓過程5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路2 2、負(fù)載電流變化時、負(fù)載電流變化時ILUo1UoUCEUoUfDzzUR+-AR2UURRf1-+L+oT-+-iUUo1穩(wěn)壓過程穩(wěn)壓過程5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路3.3.輸出電壓的計算輸出電壓的計算12Oufrefrefref21=uRRUA UUUFR+調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R1或或R2可以改變

29、輸出電壓可以改變輸出電壓用負(fù)反饋的理論計算用負(fù)反饋的理論計算f2uo12=URFURR+DzrefUR+-AR2UURRf1-+L+oT-+-iUUo15.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路舉例：舉例：分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源基準(zhǔn)電壓取樣電路調(diào)整管放大比較環(huán)節(jié)12.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIU5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理UoUB3UBE3=（UB3-UZ）UC3 （UB2 ）Uo當(dāng)當(dāng) Ui 增加或輸出電流減小使增加或輸出電流減小使 Uo升高時升高時12.7V1kR12R3RRP4RT2T

30、3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIU5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍OP434BE3ZURRRRUU+ + + + +因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?P43BE3ZO)(RRRRUUU+ + + + 所以：所以：12.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIU5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路將參數(shù)代入，將參數(shù)代入，求出輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍求出輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍V77.34 .322022024)(4p43BE3ZOmin + + + + + + RRRRUUUV8.94.322033022024)(

31、4p43BE3ZOmax + + + + + + + RRRRUUU12.7V1kR12R3RRP4RT2T3DZ1T+-+-1k24330220UB1UB2B3UZUOUIU5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路過流保護(hù)過流保護(hù)T1RoT1IL1 1、限流型：、限流型：當(dāng)調(diào)整管的電流超過額定值時，對調(diào)整管的基極電流進(jìn)行分流，當(dāng)調(diào)整管的電流超過額定值時，對調(diào)整管的基極電流進(jìn)行分流，使發(fā)射極電流不至于過大使發(fā)射極電流不至于過大當(dāng)當(dāng)IL不超過額定值時，不超過額定值時，T1截止；當(dāng)截止；當(dāng)IL超過額定值時，超過額定值時， T1導(dǎo)通，其集導(dǎo)通，其集電極從電極從T1的基極分流的基極分流Ro 為一小電阻，用于檢測負(fù)載

32、電流為一小電阻，用于檢測負(fù)載電流 為為避免避免使用中使用中輸出短路輸出短路或或過載過載導(dǎo)致導(dǎo)致調(diào)整管調(diào)整管因過流而燒壞，故需要快速因過流而燒壞，故需要快速保護(hù)措施，保護(hù)措施，需要解決需要解決對輸出電流的檢測和對輸出電流的控制對輸出電流的檢測和對輸出電流的控制5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路限流型過流保護(hù)限流型過流保護(hù)過流保護(hù)過流保護(hù)5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路2. 2. 截流型截流型: : 過流時使調(diào)整管截止或接近截止過流時使調(diào)整管截止或接近截止輸出電流在額定值以內(nèi)時：輸出電流在額定值以內(nèi)時：三極管三極管T2截止，這時，電壓負(fù)反饋保證截止，這時，電壓負(fù)反饋保證電路正常工作電路正常工作UO U+ UO

33、UB1 過流保護(hù)過流保護(hù)T1T2UO+UI+_R2R1R3R4T2RLUO+_+UI+_R2R1R3R45.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電流超出額定值時：輸出電流超出額定值時：因輸出電壓降低，三極管因輸出電壓降低，三極管T2逐漸導(dǎo)通，逐漸導(dǎo)通，U+ ，穩(wěn)壓管截止，電壓負(fù)反饋被穩(wěn)壓管截止，電壓負(fù)反饋被切斷。這樣切斷。這樣U+ UB1 UC1 (=UO) UB2 IC2 U+ 最終最終UO降低到降低到零。零。T1T2UO+UI+_R2R1R3R4T2RLUO+_+UI+_R2R1R3R4過流保護(hù)過流保護(hù)5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路缺點(diǎn)串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路缺點(diǎn)損耗損耗 (P=UCE IL

34、) 大大電源的效率電源的效率 ( =Po/Pi=UoIL/UiIi) 較低較低為了提高效率，可采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源為了提高效率，可采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源調(diào)整管工作在線性放大區(qū)，當(dāng)負(fù)載電流較大時調(diào)整管工作在線性放大區(qū)，當(dāng)負(fù)載電流較大時: :5.5 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電源集成穩(wěn)壓電源隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有體積小，可靠性高，使用靈活，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。本節(jié)主要介紹常用的本節(jié)主要介紹常用的W7800W7800系列系列三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。管穩(wěn)壓電路。該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)該組件的外形