1、 第第第第1 1章章章章.功率电子线路教案功率电子线路教案功率电子线路教案功率电子线路教案一一一一.学时安排学时安排学时安排学时安排 1616学时授课学时授课学时授课学时授课 4 4学时实验学时实验学时实验学时实验1 1功率电子线路概述功率电子线路概述2 2学时学时2 2率放大器的电路组成和工作特性率放大器的电路组成和工作特性2 2学时学时3 3乙类推挽功率放大电路乙类推挽功率放大电路2 2学时学时4 4功率合成技术功率合成技术5 5学时学时5 5整流与稳压电路整流与稳压电路3 3学时学时6 6习题课习题课2 2学时学时7 7实验仪器仪表介绍实验仪器仪表介绍2 2学时学时8 8低频功率放大器实
2、验低频功率放大器实验2 2学时学时二二二二.授课方式授课方式授课方式授课方式:课堂教学、讨论课、实验课课堂教学、讨论课、实验课课堂教学、讨论课、实验课课堂教学、讨论课、实验课 三三三三.重点、难点重点、难点重点、难点重点、难点 1 1甲类、乙类放大器的组成及其功率特性性能;甲类、乙类放大器的组成及其功率特性性能;2 2乙类互补推挽功率放大电路;乙类互补推挽功率放大电路;3 3功率合成技术,整流与稳压电路。功率合成技术,整流与稳压电路。四教学内容及要求四教学内容及要求四教学内容及要求四教学内容及要求要求学生掌握功率放大器的电路组成、工作原要求学生掌握功率放大器的电路组成、工作原理、性能特点。重点
3、讨论乙类推挽功率放大电路,理、性能特点。重点讨论乙类推挽功率放大电路,基本掌握魔基本掌握魔T T混合网络实现功率合成及功率分配的混合网络实现功率合成及功率分配的原理,了解三种基本整流电路的工作原理,了解稳原理,了解三种基本整流电路的工作原理,了解稳压器的工作原理。压器的工作原理。五教学方法五教学方法1功率放大器部分首先介绍功率放大器的性能要求,功率管的运用特点以及功率器件的特殊问题,然后介绍功率放大器的电路组成和工作特性。重点讨论甲类变压器耦合功率放大器,乙类推挽放大器输出功率,集电极功率效率。难点:乙类互补推挽功率放大器的交叉失真问题。以LM380为例介绍集成功率放大器的内部简化电路及其外接
4、电路。2 2功率合成技术功率合成技术首先介绍输入变压器的工作原理及其功能,首先介绍输入变压器的工作原理及其功能,然后重点讨论用传输线变压器构成的魔然后重点讨论用传输线变压器构成的魔T T混合网混合网络实现功率合成及功率分配的原理。络实现功率合成及功率分配的原理。3 3整流及稳压电路整流及稳压电路 在在讨讨论论三三种种基基本本整整流流电电路路:半半波波、全全波波、桥桥式式整整流流电电路路的的基基础础上上,简简单单介介绍绍半半联联型型、开开关关型型稳稳压压器的工作原理及稳压性能。器的工作原理及稳压性能。4 4为了开设实验内容,首先进行相关实验仪器、仪表为了开设实验内容,首先进行相关实验仪器、仪表的
5、介绍,并让学生初步学会使用及进行简单操作,的介绍,并让学生初步学会使用及进行简单操作,然后安排然后安排2 2学时的实验课。学时的实验课。1.1.1功率放大器(Power Amplifier)一分类一分类1 1直接藕荷功率放大电路直接藕荷功率放大电路2 2变压器耦合功率放大电路变压器耦合功率放大电路3.3.其他类型的功率放大电路其他类型的功率放大电路 二功率放大器的性能要求二功率放大器的性能要求 1 1最最主主要要的的要要求求是是:安安全全、高高效效率率和和不不失失真真(失失真真可可在在允允许许的范围内)地输出信号功率。的范围内)地输出信号功率。2 2最重要的性能指标是:集成电极效率最重要的性能
6、指标是:集成电极效率(1-1-11-1-1)式中:式中:3 3功功率率放放大大器器的的本本质质是是:在在输输入入信信号号作作用用下下,将将直直流流电电源源的的直直流流功功率率转转换换为为输输出出信信号号功功率率,所所以以用用 来来评评价价这这种种转转换换能能力。力。三功率管的运用特性三功率管的运用特性1 1 甲类、功率管在一个周期内导通;甲类、功率管在一个周期内导通;图图1-1-11-1-122乙类、功率管在半个周期内导通;乙类、功率管在半个周期内导通;3 3甲甲乙乙类类、介介于于甲甲类类乙乙类类之之间间,大大于于半半个个周周期期小小于于一一个周期内导通;个周期内导通;4 4丙类、小于半个周期
7、内导通;丙类、小于半个周期内导通;5 5丁丁类类、半半个个周周期期饱饱和和导导通通,半半个个周周期期截截止止,管管子子处处于开关状态。于开关状态。目目的的:减减小小管管耗耗,提提高高效效率率,带带来来的的问问题题,非非线线形形失失真越来越严重,真越来越严重,1.1.21.1.2电源变换电路电源变换电路电源变换电路电源变换电路一一整整流流器器将将电电网网提提供供的的50Hz50Hz的的交交流流电电能能变变换换成成直直流流电能。电能。二二直直流流、直直流流变变换换器器(斩斩波波器器)将将一一种种电电压压数数值值的的直流电能直流电能 另一种电压数值或极性的直流电能。另一种电压数值或极性的直流电能。三
8、三逆逆变变器器将将直直流流电电能能变变换换成成不不同同幅幅度度和和频频率率的的交交流流电能。电能。四四交交流流交交流流变变换换器器将将一一50Hz50Hz交交流流电电能能不不同同幅幅值值或或频频率的交流电能。率的交流电能。1.1.3.功率器件功率器件一功率管散热和相应的。1术语术语热热平平衡衡集集电电结结产产生生的的热热量量恰恰好好等等于于散散发发到到空空气中的热增量,使结温在某一温度平衡的状态。气中的热增量,使结温在某一温度平衡的状态。热崩热崩结温升高结温升高硅管硅管2.等效电路热传导过程用电流传输过程模拟。(p15图1-1-2)(1-1-2)式中热源温度周围空气温度热阻当为定值时,集电结与
9、周围空气之间的温差直接取决于值,且随成正比地增大。当为定值时,集电结与周围空气之间的温差直接取决于值,且随成正比地增大。(1-1-4)周围空气温度注:实际工作中,必须根据最高室温,确定功率管能够承受的最大允许管耗。二二次击穿11什么叫二次击穿可逆击穿:由于而引起的击穿,只要限制击穿电流,管子不会损坏,当后,管子恢复正常工作。二次击穿:若电流不加以限制,则管子未发烫就已损坏,是不可逆的。12产生二次击穿的原因及过程原因:管内结面不均匀,晶格缺陷等。过程:结面某些薄弱点电流密度功率管尚未发烫就已损坏。二次击穿是在高压低电流时发生的,相应的功率用表示。3功率管的安全工作区。图1-1-5三思考题:1功
10、率放大器分为那几类?2如何计算集电极效率?3画出功率管的安全工作区。1-2功率放大器的功率组成和工作特性功率放大器的功率组成和工作特性1.2.1基本放大电路极其分析基本放大电路极其分析图1-1-2一静态工作点选在负载线的中点。设集电极饱和压降 ,反向饱和电流 ,.图图1-2-1 图解分析图解分析二.输出集电极电流和电压式中,三.讨论1集电极效率仅有25%,一部分消耗在管子上,大部分50%作为直流功率消耗在管子中。所以要提高效率;选择管子的运行状态减少管耗;力求避免管外电路中无谓地消耗直流功率;2充分激励时变化对功率性能的影响。当 一定,位于负载线中点时,减小总之,充分激励相应的负载称为匹配负载
11、。注意:匹配的含义与线形部分的区别。.图图图图1-2-2 1-2-2 充分激励时变化对功率性能的影响充分激励时变化对功率性能的影响充分激励时变化对功率性能的影响充分激励时变化对功率性能的影响 结论:功率放大器在电路组成上,必须采用避免管外电路无谓地消耗直流功率的电路结构。在工作特性上,输出负载、输入激励和静态工作点是相互牵制的,要高效率地输出所需信号功率,二者必须有一最佳配置。1.2.2甲甲类类、乙乙类类功功率率放放大大器器的的电电路路组组成成及及其其功功率性能。率性能。一.甲类变压器耦合功率放大器图1-2-31原理电路设变压器变比为,等效负载电阻2性能分析静态分析图1-2-3(b)交流动态分
12、析交流负载线如图1-2-4 若 则有 式中功率讨论(1-2-4)(1-2-5)(1-2-6)(1-2-7)3.保证管子安全工作的条件在充分激励,且保持 点处于交流负载中点的条件下,,但要在管子安全工作的范围内:因为当 时,所以,即即又因为所以 (1-2-8a)(1-2-8b)注:要同时满足上面两个条件,取其中的小值。要保证管子安全工作,还应检查管子的动态点是否落在二次击穿的安全区内。二乙类推挽功率放大电路二乙类推挽功率放大电路 图图1-2-51变压器耦合电路工作原理:输入变压器将输入信号变换成和和分别加到同类型管,是其轮流导通,输出变压器隔断中的平均分量,并利用初级绕组的中间抽头将的基波分量在
13、中叠加,输出完整正弦波。.图图1-2-5 乙类推挽功率放大电路原理乙类推挽功率放大电路原理 (a)变压器耦合变压器耦合 (a)互补推挽)互补推挽2互补推挽电路分析原理:、为两个特性配对的互补功率管,两管轮流导通,合成完整正弦波。性能分析a)静态分析:设:两管的负载线均为,因为,b)图解分析图1-2-6若不考虑失真:当时,当时,(1-2-9)式中 (1-2-10)功率讨论(1-2-11)为半正弦波的分量。a)当为充分激励,且令(1-2-12)(1-2-13)(1-2-14)b)若输入激励不足,则(1-2-15)称为电源电压利用系数。(1-2-16)c)、随变化的特性当在0和1之间变化时,出现非单
14、调的变化。(1-2-20)安全工作条件:或(1-2-21a)(1-2-21b)注意:上式中取其中的小值,并检验动态点是否处在二次击穿限定的安全区。1-3 乙类推挽功率放大电路乙类推挽功率放大电路要点:讨论基本电路存在的问题,研究解决的办法,给出实用电路。一.交叉失真及偏置电路P291-1-3p301-3-2产生的原因由射极输出器电路的传输特性。曲线其始段出现弯曲,将其接成乙类推挽电路时,两管合成的传输特性,在衔接处出现严重失真交叉失真。克服的办法克服的办法 图图1-3-31-3-3 为为了了克克服服交交叉叉失失真真,必必须须在在输输入入端端为为两两管管加加合合适适的的正偏电压,使他们工作在甲乙
15、类状态。正偏电压,使他们工作在甲乙类状态。2.2.二极管偏置电路二极管偏置电路 图图 1-3-41-3-4(1-3-11-3-1)式中式中:为二极管的反向饱和电流。为二极管的反向饱和电流。.图图1-3-4 二极管偏置电路二极管偏置电路3倍增偏置电路(图1-3-5)一种具有热补偿作用的高热稳定偏置电路。若足够大,(1-3-3)是的倍增值,且受、控制。温度稳定性分析:二单电源供电的互补推挽电路。图1-3-6单电源供电电路等效为和的双电源供电电路。三准互补推挽电路图1-3-7四保护电路图1-3-8过流保护电路保护管、过流取样电阻原理分析;正常工作时,上的电压不足以使导通,异常情况下,导致导通,从而分
16、流管电流,限制管的输出电流,即起保护作用,的作用与此类似。五输入激励电路p34图1-3-9图(a)为基本电路,缺点:交流负载电阻小于直流负载电阻,使电压振幅受到截止失真的限制。图(a)为自举电路,其,图中,,容量较大对交流近似短路。,、为,射极跟随器的电阻,其值较大,一般大于直流电阻()132集成功率放大器集成功率放大器一LM380集成功率放大器LM380集成功率放大器的内部简化电路及其外接电路。主 要 参 数:电 源 电 压 范 围 1222V,当 =22V,时,,非线性失真参数当时,时,V,W二功率运算电路二功率运算电路图图1-3-111-3-11功率运算放大器功率运算放大器 图图图图1-
17、3-10 1-3-10 集成功率放大器的内部简化电路集成功率放大器的内部简化电路集成功率放大器的内部简化电路集成功率放大器的内部简化电路 (a)(a)内部简化电路(内部简化电路(内部简化电路(内部简化电路(b b)外接电路)外接电路)外接电路)外接电路 .图图1-3-11 功率运算放大器功率运算放大器三、桥式功率放大器 p38图1-3-12 桥式功率放大器(同相)(反相)令,14功率合成技术1.1.41.1.4功率合成电路的作用功率合成电路的作用 p40p40图图 1-4-11-4-1功率合成是实现多个功率放大器联合工作的技术。功率合成是实现多个功率放大器联合工作的技术。1 1C C端端为为同
18、同相相功功率率合合成成端端当当ABAB两两端端输输入入等等值值同同相相功功率时,率时,C C端负载上获得两输入功率的合成,而端负载上获得两输入功率的合成,而D D端负端负载上无功率输出。载上无功率输出。2 2D D为为反反向向功功率率合合成成端端当当ABAB两两端端输输入入等等值值反反向向功功率率时时,D D端端负负载载 上上获获得得两两输输入入功功率率的的合合成成,而而C C端端负负载载上无功率输出。上无功率输出。3 3隔隔离离特特性性当当 和和 之之间间满满足足特特定定关关系系时时,ABAB两两输输入入端端彼彼此此隔隔离离,即即任任一一端端功功率率放放大大器器的的工工作作状状态态变变化化或
19、或损损坏坏时时,不不会会影影响响另另一一端端功功率率放放大大器器的的工工作作状态,并维持原输出功率。状态,并维持原输出功率。4 4功率分功能功率分功能当当时,加在时,加在D D端的功率放大端的功率放大器将其输入功率均等地分给器将其输入功率均等地分给和和,且为反相的,且为反相的,而而C C端无功率输出;加到端无功率输出;加到C C端的功率放大器将其输出端的功率放大器将其输出功率均等地分配给功率均等地分配给和和,且为同相的,而,且为同相的,而D D端端无功率输出。无功率输出。魔魔T T混合网络混合网络由无源元件组成的功率合成电路。由无源元件组成的功率合成电路。1.4.21.4.2传输线变压器传输线
20、变压器一变压器和传输线的工作频带一变压器和传输线的工作频带1 1变变压压器器 上上限限频频率率达达几几十十MHz,MHz,受受绕绕组组电电感感和和匝匝间间分分布布电电容容的的限限制制;下下限限频频率率受受到到有有限限激激磁磁电电感感量量的的限限制制,上上、下下频频率率的的比比值值可可达达几几百百,所所以以由由变变压压器构成的魔器构成的魔T T混合网络不适宜宽频带工作。混合网络不适宜宽频带工作。2 2传输线传输线连接信号源和负载的两根导线。图连接信号源和负载的两根导线。图1-4-31-4-3低频工作时,低频工作时,导线长,特性为两普通导线,。导线长,特性为两普通导线,。高频工作时,高频工作时,时
21、,在传输线是无损耗的,且它的时,在传输线是无损耗的,且它的端阻抗是匹配的,而端阻抗是匹配的,而(为为特特性性阻阻抗抗,理理想想无无损损耗耗的的传传输输线线,理理想想无无损损耗耗的传输线,的传输线,为纯电阻)为纯电阻)(1-4-1)(1-4-1)在上限频率范围内,线上电压、电流处处相等,即:在上限频率范围内,线上电压、电流处处相等,即:(1-4-21-4-2)二传输线变压器的结构及性能分析。二传输线变压器的结构及性能分析。1 1组成结构组成结构传输线变压器是一种绕在磁环上的传输线。传输线变压器是一种绕在磁环上的传输线。传传输输线线可可采采用用:同同轴轴电电缆缆,双双股股线线或或带带状状线线,磁磁
22、环环:镍锌高磁导率镍锌高磁导率()()的铁氧体。的铁氧体。2 2为什么要采用磁环构成变压器结构?为什么要采用磁环构成变压器结构?采采用用这这种种结结构构可可使使1 1、2 2间间,3 3、4 4间间的的短短路路短短线线成成为为感感抗抗较较大大的的电电感感线线圈圈,且且 ,保保证证了了传传输输线线传传输输信号功率并实现了倒相作用。信号功率并实现了倒相作用。3 3变压器工作对信号传输的影响变压器工作对信号传输的影响 传传输输线线的的下下限限频频率率为为零零,而而传传输输线线变变压压器器的的下下限限频频率率受有限激磁电感量的限制。受有限激磁电感量的限制。输输入入信信号号除除通通过过传传输输线线从从始
23、始端端传传送送到到终终端端的的i i外外,还还有有输输入入端端电电压压v v直直接接在在1212端端间间初初级级绕绕组组电电感感上上产产生生的电流的电流,即输入的信号源提供的电流为,即输入的信号源提供的电流为 分析分析:在上限频率附近在上限频率附近,可以忽略。可以忽略。所以,变压器的初级电感限制了传输线变压器的下限频率。所以,变压器的初级电感限制了传输线变压器的下限频率。结结论论:传传输输线线变变压压器器是是依依靠靠传传输输线线传传送送信信号号的的一一种种宽宽带带匹匹配配元元件件,它它的的上上限限频频率率取取决决于于传传输输线线的的长长度度,下下限限频频率率取取决决于于初级绕组电感量。初级绕组
24、电感量。三传输线变压器功能三传输线变压器功能 1 11:11:1倒相功能倒相功能 图图1-4-41-4-4(c c)对称对称不对称变换不对称变换2 2对对地地对对称称的的双双端端输输入入信信号号转转换换为为对对地地不不对对称称的的单单端端输输出出信信号。图号。图1-4-61-4-6(a a)不对称不对称对称变换对称变换.图图图图1-4-4 1:11-4-4 1:1倒相变压器倒相变压器倒相变压器倒相变压器 (a)(a)结构结构结构结构 (b)(b)传输线变压器传输线变压器传输线变压器传输线变压器 (c)(c)等效为等效为等效为等效为1:11:1倒相变压器倒相变压器倒相变压器倒相变压器 3 3对地
25、不对称的单端输入信号转换为对地对称的双端输出信对地不对称的单端输入信号转换为对地对称的双端输出信号。号。图图1-4-6(b)1-4-6(b)4 44:14:1和和1:41:4阻抗变换器阻抗变换器(指)(指)图图 1-4-71-4-74:14:1阻抗变换器:图阻抗变换器:图(a)(a)(1-4-3)(1-4-3)传输线的特性阻抗传输线的特性阻抗(1-4-41-4-4)1:41:4阻抗变换器阻抗变换器 图(图(b b)所以,所以,(1-4-51-4-5)传输线的特性阻抗为:传输线的特性阻抗为:(1-4-61-4-6)习题习题1-20 1-20 阻抗变换器阻抗变换器 9:1 1:9 16:1 1:6
26、 9:1 1:9 16:1 1:6 143用传输线变压器构成的魔T混合网络一功率合成图1-4-81电路结构,为魔T混合网络,为对称不对称变换器。2工作原理由图 即node Anode B解得:(1-4-7)(1-4-8)node C (1-4-9)分三种情况讨论:端合成端无输出,(为反向端,反相功率合成)当时由于A、B提供的功率反相,所以称为反相功率合成。此时,每个功率放大器的等效负载(1-4-10)C端合成,D端无输出(C端为同相功率合成端)当,时 两功率放大器提供等值同相功率。每个功率放大器的等效负载(1-4-11)异常条件下的隔离条件 发生在异常时 ,两功率放大器提供不等值功率。(1-4
27、-12a)(1-4-12b)若,则仅与有关,而与无关;仅与有关,而与无关;且每个功率放大器的等效负载均为或。称为A、B端间的隔离条件。二功率分配1同相功率分配功率放大器接到C端A、B端接负载电阻 ,。当时,D端无功率输出,而A、B端获得等值同相功率。又,A、B、C三端电位相同,接在C 端的等效负载即为 和 的并联后,2反相功率分配 图1-4-9(b)功率放大器接到D 端,A、B端接负载电阻 和 。.图图图图1-4-9 1-4-9 功率分配电路功率分配电路功率分配电路功率分配电路 (a)(a)同相同相同相同相 (b b)反相)反相)反相)反相 当时,C端无功率输出,A、B 端获得等值同相功率,D
28、 端等效负载 ,。注意:不论哪种功率分配电路,当 时,功率放大器的输出功率就不能均等地分配到 和 上,且另一端(C 端或D 端)也有功率输出。三另一种混合网络三另一种混合网络 p48 p48 图图1-4-101-4-10四功率合成电路实例四功率合成电路实例 图图1-4-11 1-4-11 图图1-4-121-4-12 图图图图1-4-11 1-4-11 四个功率放大器组成的功率合成电路四个功率放大器组成的功率合成电路四个功率放大器组成的功率合成电路四个功率放大器组成的功率合成电路.图图1-4-12 宽频带功率合成电路宽频带功率合成电路1-5 整流与稳压电路整流与稳压电路1 11 15 5整流电
29、路整流电路 分类:半波、全波和桥式三种类型分类:半波、全波和桥式三种类型一、半波整流电路一、半波整流电路 图图图图1-5-1 1-5-1 半波整流电路及其波形半波整流电路及其波形半波整流电路及其波形半波整流电路及其波形(a)(a)半波整流电路半波整流电路半波整流电路半波整流电路 (b b)电压波形)电压波形)电压波形)电压波形 (c c)电流波形)电流波形)电流波形)电流波形 1 1原理原理电源变换器,电源变换器,整流二极管,整流二极管,输出负载,输出负载,输出滤波电容输出滤波电容 ,当,当 时,时,通,通,经间充电(设经间充电(设起始电荷为零)起始电荷为零),当,当 时,时,截至截至经经放电
30、。放电。随充、放电进行逐渐增大随充、放电进行逐渐增大导通时间导通时间截止时间直到一个周期内。动态平衡,在 上、下接50Hz频率作锯齿波等振幅振动。整流输出电压。平衡 后是一串窄脉冲序列,整流输出电流 ,注:叠加在 上的各次谐波电流在 上产生的各次谐波电压的叠加即为 上、下的锯齿波电压。2.、对纹波的影响 一定,纹波 一定,。图1-5-3附加电源滤波器的半波整流电路。3.极限参数 整流电路为功率电路,必须保证电路中各元件 的安全。整流管反向电压 电源变压器的极限参数是伏安容量 的有效值。二全波整流电路 原理:,交替导通,正峰附近 导通 截止。经 间 充电,经 放电。即在一个周期内,经历两次充放电
31、,出现两个同极性电流脉冲,叠加在 上的锯齿波电压频率加倍(100Hz)。在同样 乘积值时,提 高了它的滤波能力,从而减小了滤波电压;同时,在相同时,和也比半波整流电流大。三桥式整流电路。图1-5-5原理分析:桥式整流电路实际上是全波整流电路的变形电路。达到动态平衡后,正峰附近,通止,经向充电。负峰附近,通止,经向充电,所以桥式电路中的与全波整流电.1-5-4 全波整流电路及其电压和电流波形全波整流电路及其电压和电流波形路相同,不过,由于两个串接二极管同时截止,反路相同,不过,由于两个串接二极管同时截止,反峰电压由两只二极管同时承担,降低了对二极管的峰电压由两只二极管同时承担,降低了对二极管的耐
32、压要求,且通过耐压要求,且通过次级的电流次级的电流是正负交替的是正负交替的脉脉冲电流,伏安量小。冲电流,伏安量小。小结:全波和桥式电路的性能比半波电路好,而桥小结:全波和桥式电路的性能比半波电路好,而桥式式 电路与全波电路比较,前者的电源变压器无中心抽电路与全波电路比较,前者的电源变压器无中心抽头,头,结构简单,且伏安容量小,因而在中小功率整流器结构简单,且伏安容量小,因而在中小功率整流器中,桥式电路应用最广。中,桥式电路应用最广。四.倍压整流电路用于要求大而小的场合。图1-5-9是二倍频整流电路。152串联型稳压器一.串联型稳压器的工作原理1.:调整管,接于输入和输出之间,受基极电压控制,即
33、受比较放大器输出电压的控制、工作于放大区。比较放大器:组成的有源负载差分放大器。为基准电压,为取样电压,比较放大器的输出电压反映了和的差值。组成框图及原理电路。2稳压分析若,即,为取样比。则比较放大器的差模电压为零,此时,输出仅是管的集电极静态电压管产生静态电压,且.(1-5-4)稳压过程:若因增大或负载增大使增加增大使加小结:串联型稳压电路是根据和的比较结果控制调整管的管压降来稳定输出电压的。二稳压性能二稳压性能一)参数一)参数1 1电压调整率(稳压系数)电压调整率(稳压系数)稳压电路对输入电压变稳压电路对输入电压变化的抑制能力。化的抑制能力。(1-5-5)(1-5-5)2.2.负载调整率(
34、电流调整率)负载调整率(电流调整率)对输出负载电流变化的对输出负载电流变化的抑制能力。抑制能力。(1-5-61-5-6)3输出电阻(1-5-7)注:与负载调整率有相同的含义,都是用来评价对的影响,不过为小信号参数,是微小变量,而是大信号参数,一般是指空载()到满负载时的变化量。工程计算式为:(1-5-8)4纹波抑制比5输出电压温度系数二)各部分电路对性能参数的影响1基准电压它的不稳定直接造成稳压器各性能参数恶化,反馈环路是无法对它进行抑制的。要求其值稳定且不受温度及电源电压变化的影响。2环路增益:增大环路增益,特别是比较放大器的增益,可提高环路的自动调整作用,改善稳定性能。3调整管值增大值,可
35、以用较小产生较大,同时可减小输出电阻(带负载能力强),采用复合管可改善稳压性能。三集成串联稳压电路分类:多端式输出电压可调。三端式输入、输出(固定)、接地端。图1-5-13基准电源电压电路。1-5-14 7800 1-5-14 7800系列三端式集成稳压系列三端式集成稳压系列三端式集成稳压系列三端式集成稳压 器的外接电路及其内部组成电路。器的外接电路及其内部组成电路。器的外接电路及其内部组成电路。器的外接电路及其内部组成电路。153开关型稳压器开关型稳压器 与串联稳压电路不同,在开关稳压电路中,调整管工作在开关状态而非大区。通过控制开关的开启时间来自动调整输出电压。一直流直流变换器(斩波器)开
36、关稳压 部分的核心部分。分类:降压型、升压型、降压升压型三种。1 1降压型变压器降压型变压器 p65p65图图1-5-151-5-15:开关,:续流二极管,低通滤波器。原理分析:设开关闭合电阻为零。1)当S闭合时,D截止,向充电,。当S断开时产生反极性感应电压导通D导通是幅值为的周期脉冲,其平均值即为通过。.即为通过低通滤波器在上产生的输出直流电压。2)(忽略的纹波电压)当S闭合时,线性上升。所以当S断开时线性下降,并经过D构成闭合回路,(故称D为续流二极管)取则当一定时,控制值,即可改变值,因为,所以。2.升压型变压器图1-5-16当S闭合时,D截止,当S断开时,D导通,要求解得.(1-5-
37、14)3.降压升压型变压器图1-5-17当S闭合时,D截止,当S断开时,,D导通,要求得.(1-5-15)当时,当时,升压型当时,降压型二开关稳压电路的工作原理p68图1-5-181构成:将电压变换电路与相应的控制电路组合成一个闭合环路,其中控制电路的作用是使开关管启闭时间受到输出电压变化的控制,而输出电压又由开关管的启闭时间调整,这样就构成了具有稳压功能的开关稳压电路。控制电路又称为脉冲宽度调制器。2原理;、为取样电阻,取样电压及加到误差放大器,其输出反映二者差值电压,将其接到比较器的反相端。振荡器产生的固定f三角波加到比较器的同相端,当时,比较器输出高电压,开关管饱和导通;当时,比较器输出低电平,截止。稳压过程:当时,误差放大器输出静态电压,经比较器使导通时间为,或占空系数为则若因某种原因,导通时间或,反之亦然。若因某种原因,导通时间或,反之亦然。四.开关型稳压控制电路举例 图图1-5-20用集成脉冲调制器构成的稳压电路。用集成脉冲调制器构成的稳压电路。
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