第8章 直流穩(wěn)壓電源PPT學習教案

1、會計學1第第8章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源8.1.1 單相整流電路單相整流電路一、半波整流一、半波整流)sin(222tUu tO 2 3 u222U tO 2 3 uO22U 0 2O)(d)sin(221ttUU 245. 0U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 2RM2UU L2OD45. 0RUII RL220 V+ uu2iD+ uD第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第1頁/共31頁V3RLV4V2V1u1u2+uo ioRLV4V3V2V1+uo u2u1二、橋式整流二、橋式整流輸入正半周輸入正半周1. 1. 工作原理工作原理2. 波形波形輸入負半

2、周輸入負半周 tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD= iO22U22UU2+uo 單相橋式整流電路第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第2頁/共31頁3. 參數(shù)估算參數(shù)估算1) ) 整流輸出電壓平均值整流輸出電壓平均值)(d)sin(21 0 OttUU 229 . 022UU 2) ) 二極管平均電流二極管平均電流LOOD221RUII L245. 0RU 3) ) 二極管最大反向壓二極管最大反向壓2RM2UU to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD = iO22U22UU2第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電

3、源章集成直流穩(wěn)壓電源第3頁/共31頁4. 簡化畫法簡化畫法+uo RLio+u2 5. 整流橋整流橋把四只二極管封裝把四只二極管封裝在一起稱為整流橋在一起稱為整流橋 第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第4頁/共31頁io + uo= uc RLV1V4V3V2+u 8.1.2 濾波電路濾波電路一、電容濾波一、電容濾波V 導通時給導通時給 C 充電，充電，V 截止時截止時 C 向向 RL 放電放電；1. 電路和工作原理電路和工作原理濾波后濾波后 uo 的波形變得平緩，平均值提高。的波形變得平緩，平均值提高。電容電容充電充電電容電容放電放電C電容濾波電路第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集

4、成直流穩(wěn)壓電源第5頁/共31頁2. 波形及輸出電壓波形及輸出電壓2O2U U 當當 RL = 時：時：O tuO 2 22U當當 RL 為有限值時：為有限值時：2O229 . 0UUU 通常取通常取 UO = 1.2U2RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL = 為獲得良好濾波效果，一般?。簽楂@得良好濾波效果，一般?。? (T 為輸入交流電壓的周期為輸入交流電壓的周期) )第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第6頁/共31頁 例例 8.1.1 單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率 f = 50 Hz，負載電阻負載電阻 RL = 40 ，

5、要求直流輸出電壓，要求直流輸出電壓 UO = 20 V，選擇，選擇整整流二極管流二極管及及濾波電容。濾波電容。 解解 1. 選二極管選二極管V 172 . 1202 . 1O2 UU2RM2UU 選二極管應滿足選二極管應滿足：IF (2 3) ID可選：可選：2CZ55C( (IF = 1 A，URM = 100 V) )或或 1 A、100 V 整整流橋流橋電流平均值：電流平均值： A0.2540 20212121LOOD RUII承受最高反壓承受最高反壓：V 2422RM UU2. 選濾波電容選濾波電容s 02. 05011 fTs 04. 024 L TCR取取F 0001 40s 0.

6、04 C可選可選： 1 000 F，耐壓，耐壓 50 V 的電解電容的電解電容。第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第7頁/共31頁二、其他形式濾波二、其他形式濾波1. 電感濾波電感濾波RLL+u2 整流后的輸出電壓：整流后的輸出電壓：直流分量直流分量被電感被電感 L 短路短路交流分量交流分量主要主要降在降在 L 上上電感越大，濾波效果越好電感越大，濾波效果越好2. 型濾波型濾波L C1RL+u2 C2C1、C2 對交流對交流容抗小容抗小L 對交流對交流感抗感抗很很大大負載電流小時負載電流小時第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第8頁/共31頁8.2線性集成穩(wěn)壓線性集成穩(wěn)壓

7、器器三端固定集成穩(wěn)壓器三端固定集成穩(wěn)壓器串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第9頁/共31頁8+Uo +UI RLV1+UCE 并聯(lián)型并聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 調整管與負載并聯(lián)調整管與負載并聯(lián)串聯(lián)型串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 調整管與負載串聯(lián)調整管與負載串聯(lián)8.2.1 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理+UI 取取樣樣電電路路調整管調整管比較放比較放大電路大電路基準電壓基準電壓UZUF 一、結構和穩(wěn)壓原理一、結構和穩(wěn)壓原理 穩(wěn)壓的實質：穩(wěn)壓的實質：UCE 的自動調節(jié)使輸出電壓恒定的自動調節(jié)使輸出電壓恒定串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路第第 8

8、 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第10頁/共31頁二、輸出電壓的調節(jié)范圍二、輸出電壓的調節(jié)范圍8+Uo +UI R 2RLR 1R1UFUZR2RPZp212OFURRRRUU Z2p21OURRRRU Zp2p21minOURRRRRU Z2p21maxOURRRRU 第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第11頁/共31頁8.2.2 三端固定集成穩(wěn)壓器三端固定集成穩(wěn)壓器CW7800 系列系列( (正電源正電源) )CW7900 系列系列( (負電源負電源) )5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V一、一、78、79 系列的型號命名系列的型號

9、命名輸出電流輸出電流78L / 79L 輸出電流輸出電流 100 mA78M / 9M 輸出電流輸出電流 500 mA78 / 79 輸出電流輸出電流 1.5 A輸出電壓輸出電壓例如：例如：CW7805 輸出輸出 5 V，最大電流，最大電流 1.5 ACW78M05 輸出輸出 5 V，最大電流，最大電流 0.5 ACW78L05 輸出輸出 5 V，最大電流，最大電流 0.1 A第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第12頁/共31頁封裝封裝CW78051 2 3UIUOGNDCW79051 2 3UIUOGND符號符號CW7800+213CW790013_2_塑料封裝塑料封裝金屬封裝金

10、屬封裝312第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第13頁/共31頁二、二、CW7800 的內部結構和基本應用電路的內部結構和基本應用電路內部內部結構結構+UI 取樣電路調整電路保護電電路路基準電壓比較放大啟動電路+UO 基本應基本應用電路用電路Uo = 12VW7812123C2+UiC1C30.33 F0.1 F 100 FRL防止輸入端短路時防止輸入端短路時 C3反向放電損壞穩(wěn)壓器反向放電損壞穩(wěn)壓器抵消輸入抵消輸入長接線的長接線的電感效應，電感效應，防止自激防止自激改善負載改善負載的瞬態(tài)響的瞬態(tài)響應，消除應，消除高頻噪聲高頻噪聲第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第14

11、頁/共31頁提高輸出電壓電路提高輸出電壓電路W78132 Ci C2+UO +UI +U R1R2IQI1I2靜態(tài)電流靜態(tài)電流5 8 mA要求要求Q115IRUI 2Q1O)(RIIUU 2Q1)(RIRUU URR)1(12輸出電壓輸出電壓 UO U 第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第15頁/共31頁輸出電壓可輸出電壓可調穩(wěn)壓電路調穩(wěn)壓電路W78 C1 C2+UI + U +UO R1R2R3R48 UU( (虛短虛短) )O211433URRRURRR URRRRRU43312O)1(可產生可產生小于小于 U 的的輸出電壓輸出電壓 UO第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)

12、壓電源第16頁/共31頁輸出正、負輸出正、負電壓的電路電壓的電路24V24V220VW7815W79151 000 F 220 F 0.33 F0.33 F0.1 F+1 000 F 0.1 F220 F 恒流源電路恒流源電路+UI = 10V W7805+UO RRLIQIO0.1 F0.33 F10 Q23OIRUI A5 . 0 第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第17頁/共31頁8.2.3 三端可調輸出集成穩(wěn)壓器三端可調輸出集成穩(wěn)壓器一、典型產品型號命名一、典型產品型號命名CW117/217/317系列系列( (正電源正電源) )CW137/237/337系列系列( (負電

13、源負電源) )工作溫度工作溫度CW117( (137) ) - -55 150 CCW217( (237) ) - -25 150 CCW317( (337) ) 0 125 C基準電壓基準電壓1.25 V輸出電流輸出電流L 型型 輸出電流輸出電流 100 mAM 型型 輸出電流輸出電流 500 mA第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第18頁/共31頁二、二、CW117 內部結構和基本應用電路內部結構和基本應用電路內部內部結構結構調整電路基準電路誤差放大啟動電路偏置電路電路保護電路電路IREFUIUOADJ外形外形引腳引腳CW1171 2 3UIUOADJCW1371 2 3UIU

14、OADJ 50 A第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第19頁/共31頁基本應基本應用電路用電路Uo CW3173C2+UiC1C30.1 F10 F33 FR1R2C4I REF0.1 FV1V2V1 防止輸入端短路時防止輸入端短路時C4 反向放電損壞穩(wěn)壓器反向放電損壞穩(wěn)壓器V2 防止輸出端短路時防止輸出端短路時C2 通通過調整端放電損壞穩(wěn)壓器過調整端放電損壞穩(wěn)壓器UREF = 1.25 V使使 UREF 很穩(wěn)定很穩(wěn)定2REF211REFO)(RIRRRUU )/1(25. 112RR R1 = UREF/ IQ = 125 靜態(tài)電流靜態(tài)電流 IQ( (約約10 mA) )從輸出端

15、流出，從輸出端流出，RL 開路時流過開路時流過 R1R2 = 0 2.2 k 時，時，I REF 50 AUO = 1.25 24 V第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第20頁/共31頁0 30 V 連續(xù)連續(xù)可調電路可調電路Uo CW3173+UiC10.33 F10 FR1R2C31 FVC2R3+ 3 k 120 680 +32 V10 VAUA = 1.25 V當當 R2 = 0 時，時，UO= 0 V第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第21頁/共31頁8.3開關集成開關集成 穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源 引言引言 8.3.1 開關穩(wěn)壓電源的基本工作原開關穩(wěn)壓電源的基本工作原

16、理理 8.3.2 集成開關穩(wěn)壓器及其應用集成開關穩(wěn)壓器及其應用第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第22頁/共31頁線性穩(wěn)壓電路的缺點：線性穩(wěn)壓電路的缺點：調整管調整管管耗大管耗大電源電源效率低效率低( (40% 60%) )改進思路：改進思路：使調整管使調整管截止截止( (電流小電流小) ) 飽和飽和( (管壓降小管壓降小) )開關穩(wěn)壓電路的優(yōu)點：開關穩(wěn)壓電路的優(yōu)點：效率高效率高( (80% 90%) )體積小、重量輕體積小、重量輕穩(wěn)壓范圍寬穩(wěn)壓范圍寬開關穩(wěn)壓電路的缺點：開關穩(wěn)壓電路的缺點：電路電路復雜復雜對電網要求不高對電網要求不高對電子設備對電子設備干擾較大干擾較大輸出電壓含輸

17、出電壓含較大紋波較大紋波第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第23頁/共31頁一、一、 串聯(lián)型開關穩(wěn)壓電路串聯(lián)型開關穩(wěn)壓電路8.3.1 開關穩(wěn)壓電源的基本工作原理開關穩(wěn)壓電源的基本工作原理調整管調整管取樣取樣電路電路開關調整管控制開關調整管控制組成框圖組成框圖濾波濾波+UI +Uo RLV18A8C基準電壓三角波發(fā)生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO頻率固定的三角波頻率固定的三角波誤差放大誤差放大續(xù)流續(xù)流第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第24頁/共31頁工作波形工作波形onIOtTUU +UI V1LuEIO+Uo RL8A8CV2C+UREFuF

18、uAuTuBiL= DUITtDon 占空比占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脈寬調制式脈寬調制式 ( (PWM) )第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第25頁/共31頁+UI +Uo RLV18A8CR1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理UIUOuFuA占空比占空比 UOD = 50 %當當 uF = UREF ，uA = 0，UO 為預定標稱值為預定標稱值第第 8 章集成直流穩(wěn)壓電源章集成直流穩(wěn)壓電源第26頁/共31頁小小 結結第第 8 章章第27頁/共31頁一、整流濾波電路的參數(shù)關系一、整流濾波電路的參數(shù)關系輸出電壓輸出電壓均值均值UO流過二極管流過二極管電流均值電流均值 ID二極管二極管最高反壓最高反壓 URM半波整流半波整流0.45U2IO全波整流全波整流0.9U20.5IO橋式整流橋式整流0.9U20.5IO整流整流電容濾波電容濾波2)53(LTCR UO 1.2U222U222U22U第第 8 章小結章小結第28頁/共31頁二、分立元件穩(wěn)壓電路二、分立元件穩(wěn)壓電路1. 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓穩(wěn)壓管穩(wěn)壓適合于負載電流小，適合