線性穩(wěn)壓電源

線性穩(wěn)壓電源第1頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓電源的組成及主要技術(shù)指標(biāo)直流穩(wěn)壓電源的組成2電源變壓器變壓＋隔離整流器交流電壓變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)電壓濾波器脈動(dòng)直流平波處理穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)直流電壓第2頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓電源的組成及主要技術(shù)指標(biāo)3極限指標(biāo)特性指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)最大輸出電流直流穩(wěn)壓電源的主要指標(biāo)輸出電壓范圍最大輸入-輸出電壓差電壓調(diào)整率SV最小輸入-輸出電壓差輸出負(fù)載電流范圍紋波抑制比SR溫度穩(wěn)定性K最大輸入電壓電流調(diào)整率SI第3頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整流電路——單向半波整流電路工作原理4u2的正半周，D導(dǎo)通，A→D→RL→B，uO=u2

。u2的負(fù)半周，D截止，承受反向電壓，為u2；uO=0。第4頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整流電路——單向半波整流電路UO（AV）和IL（AV）的估算已知變壓器副邊電壓有效值為U25第5頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整流電路——單向半波整流電路二極管的選擇6

考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為±10％，二極管的極限參數(shù)應(yīng)滿足：第6頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整流電路——單向橋式整流電路工作原理7u2的正半周

A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的負(fù)半周

B→D2→RL→D4→A，uO=-u2

集成的橋式整流電路稱為整流堆。第7頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整流電路——單向橋式整流電路UO（AV）和IL（AV）的估算8第8頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整流電路——單向橋式整流電路二極管的選擇9

考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為±10％，二極管的極限參數(shù)應(yīng)滿足：第9頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月濾波電路——電容濾波電路工作原理10充電放電速度與正弦波下降速度相似按指數(shù)規(guī)律下降濾波后，輸出電壓平均值增大，脈動(dòng)變小。第10頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月濾波電路——電容濾波電路工作原理考慮變壓器和整流電路的內(nèi)阻11C越大，RL越大，τ放電將越大，曲線越平滑，脈動(dòng)越小。內(nèi)阻使第11頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月濾波電路——電容濾波電路二極管的導(dǎo)通角12導(dǎo)通角

無(wú)濾波電容時(shí)θ＝π。有濾波電容時(shí)θ<π，且二極管平均電流增大，故其峰值很大！θ小到一定程度，難于選擇二極管！第12頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月濾波電路——電容濾波電路電容的選擇及UO（AV）的估算13若負(fù)載開(kāi)路UO（AV）＝？電容濾波電路，簡(jiǎn)單易行，UO（AV）高，C足夠大時(shí)交流分量較??；不適于大電流負(fù)載。第13頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月濾波電路——電感濾波電路14

當(dāng)回路電流減小時(shí)，感生電動(dòng)勢(shì)的方向阻止電流的減小，從而增大二極管的導(dǎo)通角。電感對(duì)直流分量的電抗為線圈電阻，對(duì)交流分量的感抗為ωL。適于大電流負(fù)載！第14頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月濾波電路——復(fù)式濾波電路15為獲得更好的濾波效果，可采用復(fù)式濾波電路。電感應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)，電容應(yīng)與負(fù)載并聯(lián)。第15頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路——穩(wěn)壓管的伏安特性及主要參數(shù)16伏安特性符號(hào)等效電路穩(wěn)定電壓：穩(wěn)壓管的擊穿電壓穩(wěn)定電流：使穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的最小電流動(dòng)態(tài)電阻：rz＝ΔU/ΔI最大耗散功率：PZM=IZM

UZ穩(wěn)壓管二極管工作狀態(tài)反向擊穿正向電壓反向擊穿電壓超過(guò)工作電壓UZ40V以上，甚至更高動(dòng)態(tài)電阻?。ǚ蔡匦郧€陡）大（伏安特性曲線不陡）可用作穩(wěn)壓器、電壓基準(zhǔn)、過(guò)壓保護(hù)、電平轉(zhuǎn)換第16頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路——穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理電網(wǎng)電壓波動(dòng)負(fù)載變化17第17頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

簡(jiǎn)單易行，穩(wěn)壓性能好。適用于輸出電壓固定、輸出電流變化范圍較小的場(chǎng)合。穩(wěn)壓電路特點(diǎn)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路——穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo)穩(wěn)壓系數(shù)輸出電阻18第18頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月UI的選擇UI＝（2～3）UZ穩(wěn)壓管的選擇UZ＝UOIZM－IZ>ILmax－ILmin限流電阻的選擇選擇原則：保證穩(wěn)壓管既穩(wěn)壓又不損壞即穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路——穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)19第19頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月限流電阻的選擇電網(wǎng)電壓最低且負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最小電網(wǎng)電壓最高且負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最大穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路——穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)20第20頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月依次選擇穩(wěn)壓管、UI、R、C、U2、二極管1.輸出電壓、負(fù)載電流→穩(wěn)壓管2.輸出電壓→UI3.輸出電壓、負(fù)載電流、穩(wěn)壓管電流、UI→R4.UI

、R→濾波電路的等效負(fù)載電阻→C5.UI→U26.U2、R中電流→整流二極管

已知輸出電壓為6V，負(fù)載電流為0～30mA。試求圖示電路的參數(shù)。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路——穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)討論21第21頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路晶體管放大區(qū)工作特性22基極電流iB↑

→

集射電壓VCE

↓第22頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基本原理23第23頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——基本調(diào)整管電路為了使穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出大電流，需要加晶體管放大24電路引入電壓負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓。穩(wěn)壓原理第24頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——基本調(diào)整管電路不管什么原因引起UO變化，都將通過(guò)UCE的調(diào)節(jié)使UO穩(wěn)定，故稱晶體管為調(diào)整管。

若要提高電路的穩(wěn)壓性能，則應(yīng)加深電路負(fù)反饋，即提高放大電路的放大倍數(shù)。25第25頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)整管取樣電阻調(diào)整管：是電路的核心，UCE隨UI和負(fù)載產(chǎn)生變化以穩(wěn)定UO。比較放大基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓：是UO的參考電壓。取樣電阻：對(duì)UO

的取樣，與基準(zhǔn)電壓共同決定UO

。比較放大：將UO

的取樣電壓與基準(zhǔn)電壓比較后放大，決定電路的穩(wěn)壓性能。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路26第26頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）穩(wěn)壓原理：若由于某種原因使UO增大（2）輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍同相比例運(yùn)算電路則UO↑→UN↑→UB↓→UO↓串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路27第27頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)整管的選擇根據(jù)極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO、PCM選擇調(diào)整管！應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流的變化！IEmax＝IR1＋I(xiàn)Lmax≈ILmax<ICMUCEmax＝UImax－UOmin<U(BR)CEO

PTmax＝IEmaxUCEmax<PCM串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路28第28頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.若電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10％，UI為28V，UO為10V～20V；晶體管的電流放大系數(shù)為50，PCM＝5W，ICM＝1A；集成運(yùn)放最大輸出電流為10mA，則最大負(fù)載電流約為多少？1.若UO為10V～20V，R1＝R3＝1kΩ，則R2和UZ各為多少？2.若電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10％，UO為10V～20V，UCES＝3V，UI至少選取多少伏？串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——討論對(duì)于基本串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論29第29頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端；2.電路由哪些部分組成？基本工作原理是怎么樣的？3.UI＝21V，R1＝R2＝R3＝300Ω，UZ＝6V，UCES＝3V，UO＝？如何選取R’和R？取樣電阻的取值應(yīng)大些還是小些，為什么？限流型過(guò)流保護(hù)電路輸出電流取樣電阻串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——討論關(guān)于實(shí)用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論30第30頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路W7800系列簡(jiǎn)介31輸出電壓：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V輸出電流：1.5A（W7800）、0.5A（W78M00）、0.1A（W78L00）表示輸出電壓值第31頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路原理框圖32第32頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路基本應(yīng)用將輸入端接整流濾波電路的輸出，將輸出端接負(fù)載電阻，構(gòu)成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。33消除高頻噪聲使Co不通過(guò)穩(wěn)壓器放電抵銷(xiāo)長(zhǎng)線電感效應(yīng)，消除自激振蕩第33頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路輸出電流擴(kuò)展電路為使負(fù)載電流大于三端穩(wěn)壓器的輸出電流，可采用射極輸出器進(jìn)行電流放大。34很小三端穩(wěn)壓器的輸出電壓若UBE=UD，則二極管的作用：消除UBE對(duì)UO的影響。第34頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路輸出電壓擴(kuò)展電路35IW為幾mA，UO與三端穩(wěn)壓器參數(shù)有關(guān)。隔離作用基準(zhǔn)電壓電路復(fù)雜第35頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路應(yīng)用實(shí)例36第36頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路可調(diào)式三端穩(wěn)壓器W117簡(jiǎn)介37輸出電流：1.5A（W117）、0.5A（W117M）、0.1A（W117L）UREF＝1.25V，調(diào)整端電流只有幾微安。第37頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路說(shuō)明基準(zhǔn)電壓UREF是1.2～1.3V中的某一個(gè)值，在一般分析計(jì)算時(shí)可取典型值1.25VW117,W217和W317的輸出端和輸入端電壓之差為3～40V。外接取樣電阻必不可少，根據(jù)最小輸出電流Iomin可以求出R1的最大值。調(diào)整端電流很小，且變化也很小。在電網(wǎng)電壓波動(dòng)和電阻變化時(shí)，輸出電壓非常穩(wěn)定。38第38頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路基準(zhǔn)電壓源電路39輸出電壓UREF＝1.25V，調(diào)整端電流只有幾微安。輸入端輸出端調(diào)整端實(shí)際電阻值可取小點(diǎn)，如240Ω第39頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路典型應(yīng)用40減小紋波電壓保護(hù)穩(wěn)壓器第40頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.R1的上限值為多少？2.UO可能的最大值為多少？3.輸出電壓最小值為多少？4.UOmax＝30V，選取R1、R2；5.已知電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10％，輸出電壓最大值為30V，UI至少取多少伏？決定于IOmin兩種情況：1.已知UI2.自己選取UI決定于W117的輸出輸入電壓最低、輸出電壓最高時(shí)，UI－UO＞3V。根據(jù)輸出電壓表達(dá)式串聯(lián)型穩(wěn)壓電路——集成穩(wěn)壓電路討論41第41頁(yè)，課件共46頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓電源的組成及主要技術(shù)指標(biāo)特性指標(biāo)輸出電壓范圍：符合直流穩(wěn)壓電源工作條件