第九章、集成稳压电源.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、直流稳压电源的组成和功能,二、单相整流电路,三、滤波电路,四、稳压电路,五、集成稳压电源,第九章,集成直流稳压电源,电源变压器,:将交流电网电压,u,1,变为合适的交流电压,u,2,。,整流电路,:将交流电压,u,2,变为脉动的直流电压,u,3,。,滤波电路,:将脉动直流电压,u,3,转,变为平滑的直流电压,u,4,。,稳,压电路,:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压,u,o,的稳定。,直流稳压电源的组成和功能,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,u,1,u,2,u,3,u,4,u,o,8.1,单相整流滤波电路,1,、半波整流电路,二极管导通，忽略二极管正向压降，,u,o,=,u,2,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,二极管截止,u,o,=0,+,i,o,+,u,2,0,时:,u,2,0,时,D,1,D,4,导通,D,2,D,3,截止,电流通路:,a,D,1,R,L,D,4,b,u,2,0,时,D,2,D,3,导通,D,1,D,4,截止,电流通路:,b,D,2,R,L,D,4,a,单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形,u,2,D,3,D,2,D,1,D,4,R,L,u,o,a,b,整流输出电压平均值：,Uo,=0.9U,2,负载电流平均值:,I,o,=,U,o,/R,L,=0.9 U,2,/R,L,二极管平均电流：,I,D,=I,o,/2,二极管最大反向电压：,RM,2,2,U,U,=,u,2,u,D,2,u,D,3,u,D,1,u,D,4,u,o,集 成 硅 整 流 桥,u,2,u,o,+,+-,+,o,D,I,I,2,1,=,例如：,在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流,I,D,是负载平均电流的一半。,二极管截止时两端承受的最大反向电压：,选择整流管的主要依据,：,平均电流,(,I,D,),与反向峰值电压,(,U,RM,),。,（选购时：二极管额定电流,2,I,D,),（选购时：,最大反向电压,2,U,RM,),二、滤波电路,滤波电路的结构特点:,电容与负载,R,L,并联，或电感与负载,R,L,串联。,交流,电压,脉动,直流电压,整流,滤波,直流,电压,R,L,L,R,L,C,1.电容滤波电路,以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。,(1)电容滤波原理,a,桥式整流电容滤波电路,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,R,L,接入（且,R,L,C,较大）时,(忽略整流电路内阻),u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,u,2,t,u,ot,无滤波电容,时的波形,加入滤波电容,时的波形,近似估算:,U,o,=1.2,U,2,I,o,=,U,o,/,R,L,(,b),流过二极管瞬时电流很大,R,L,C,越大,U,o,越高,负载电流的平均值越大;,整流管导电时间越短,i,D,的峰值电流越大,电容滤波电路的特点,(,a),输出电压平均值,U,o,与时间常数,R,L,C,有关,R,L,C,愈大,电容器放电愈慢,U,o,(,平均值)愈大,(,c),二极管承受的最高反向电压,一般取,),5,3,(,T,C,R,L,-,=,(,T,:,电源电压的周期),2,2、其它形式滤波电路,：电感滤波电路,电路结构:,在桥式整流电路与负载间串入一电感L,就构成了电感滤波电路。,u,2,u,1,R,L,L,u,o,电感滤波原理,对谐波分量:,f,越高，,X,L,越大,电压大部分降在,X,L,上。,因此，,在输出端得到比较平滑的直流电压。,U,o,=0.9,U,2,当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：,u,2,u,1,R,L,L,u,o,对直流分量:,X,L,=0,相当于短路,电压大部分降在,R,L,上,RC,型,滤波器：,改善滤波特性的方法：,采取多级滤波,u,o,R,u,2,u,1,C,1,C,2,u,o,1,R,L,RC,型,滤波器,将,RC,型,滤波器中的电阻换为电感，变为,LC,型,滤波器,稳压电路的作用:,交流,电压,脉动,直流电压,整流,滤波,有波纹的,直流电压,稳压,直流,电压,8.2 线性集成稳压器,一、硅稳压管稳压电路,1、稳压电路：,利用稳压二极管的反向击穿特性。,2.稳压原理,稳压过程：,（1）负载,R,L,值不变，交流电网电压波动时：,（2）电网电压不变，负载电流变化时：,由于负载值变，而造成负载电流变：,稳压电阻,稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻,R,的阻值大小有关。,稳压二极管的动态电阻越小，稳,压电阻,R,越大,，稳压性能越好。,稳压电阻,R,的作用,将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化，,从而起到调节作用，同时,R,也是限流电阻。,显然,R,的数值越大，较小,I,Z,的变化就可引起足够大的,V,R,变化，就可达到足够的稳压效果。但,R,的数值越大，就需要较大的输入电压,V,I,值，损耗就要加大。,二、串联型稳压电源,稳压思路为：,利用,U,R,来实现,U,o,基本不变。,即：当 （自动）,当 （自动）,问题关键：用什么来代替,R,实现自动调整呢？,串联型晶体管稳压电路：,1,2,3,4,+,R4,T1,T2,U,Z,R1,R2,R1,R2,R,L,R3,C,E,U,u,R,U,o,2,CE1,P,/,/,+,-,整流,滤波,稳压,负载（输出）,+,U,I,取,样,电,路,调整管,比较放大电路,基准电压,由,R,1,R,2,R,p,组成了分压器。（,R,p,可分为,R,1,和,R,2,）,作用：,将,U,0,分压后的一部份取出送到,T,2,晶体管的输入基极端。,采样大小为：,当,U,0,变化时,U,f,也随之变化。,分析：,（1）,采样电路：,1,2,3,4,+,R4,T1,T2,U,Z,R1,R2,R1,R2,R,L,R3,C,E,U,u,R,U,o,2,CE1,P,/,/,+,-,整流,滤波,稳压,负载（输出）,（2）基准电压电路：,R,3,与,D,Z,首先是电路的简单稳压电路。故,U,Z,是不变的，称为基准电压。,1,2,3,4,+,R4,T1,T2,U,Z,R1,R2,R1,R2,R,L,R3,C,E,U,u,RU,o,2,CE1,P,/,/,+,-,整流,滤波,稳压,负载（输出）,（3）比较放大电路：,由电路知,U,BE2,=,U,f,U,Z,并且,U,BE2,变化是随着,U,0,变化的。,由于,U,BE2,变化非常小,，,所以再利用,T,2,放大后的,U,CE2,送往,T,1,管的基极。,1,2,3,4,+,R4,T1,T2,U,Z,R1,R2,R1,R2,R,L,R3,C,E,U,u,R,U,o,2,CE1,P,/,/,+,-,整流,滤波,稳压,负载（输出）,（4）,调整电路：,即自动电压调整电路。,调整过程：,当,8,+,U,o,+,U,I,R,L,V,1,+,U,CE,U,Z,U,F,串联型稳压电路：,常用的集成三端稳压器的类型,类型：,W7800,系列 稳定正电压,W7805,输出+5,V,W7809,输出+9,V,W7812,输出+12,V,W7815,输出+15,V,W7900,系列 稳定负电压,W7905,输出-5,V,W7909,输出-9,V,W7912,输出-12,V,W7915,输出-15,V,三、集成三端稳压器,1,端:输入端,2,端:公共端,3,端:输出端,W7800,系列稳压器外形及典型接线图,1,2,3,+,_,W7805,U,I,+,_,U,o,1,3,2,C,I,0.11,F,C,o,1,F,+10,V,+5,V,注意：,输入与输出端,之间的电压不,得低于3,V！,1,端:公共端,2,端:输入端,3,端:输出端,W7900,系列稳压器外形及典型接线图,1,2,3,+,W7905,U,I,+,U,o,2,3,1,C,I,0.11,F,C,o,1,F,-10,V,-5,V,应用电路：输出正、负电压的稳压电路,I,Q,R1,R2,输出电压可调的稳压电路,I,1,I,2,如何消除,I,Q,的影响呢？,作恒流源使用,