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1、第十章第十章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源10.1 10.1 小功率整流濾波電路小功率整流濾波電路10.2 10.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路 第1頁(yè)/共75頁(yè)電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓v1變?yōu)楹线m的交流電壓v2。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v1v2v3v4vo整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路整流電路: 將交流電壓v2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓v3。濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓v3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簐4。穩(wěn)壓電路: 清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓vo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第2

2、頁(yè)/共75頁(yè)整流電路的任務(wù)：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。10.1 小功率整流濾波電路小功率整流濾波電路常見(jiàn)的小功率整流電路，有單相半波、全波、常見(jiàn)的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。橋式和倍壓整流等。為分析簡(jiǎn)單起見(jiàn)，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(wú)窮大。10.1.1 單相整流電路單相整流電路第3頁(yè)/共75頁(yè)10.1.1單相半波整流電路的工作原理單相半波整流電路的工作原理v2 0 時(shí)，二極管時(shí)，二極管導(dǎo)通。導(dǎo)通。iLv1v2aTbDRLvo忽略二極管正向壓降： vo=v2v1v2aTbDRLvoiL=0v20 時(shí)時(shí)D1,D3導(dǎo)通導(dǎo)通D2,D

3、4截止截止電流通路電流通路:A D1RLD3Bv20 時(shí)時(shí)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(dòng)的直流電壓！輸出是脈動(dòng)的直流電壓！v2tt橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形vD4,vD2vD3,vD1tvov2D4D2D1D3RLvoAB第9頁(yè)/共75頁(yè)幾種常見(jiàn)的硅整流橋外形：幾種常見(jiàn)的硅整流橋外形：+ A C -+- + - 第10頁(yè)/共75頁(yè)1. 整流輸出電壓平均值（整流輸出電壓平均值（Vo）全波整流時(shí)，負(fù)載電壓全波整流時(shí)，負(fù)載電壓 Vo的平均值為的平均值為:負(fù)載上的負(fù)載上的(平均平均)電流電流:一、整流

4、輸出電壓的平均值與脈動(dòng)系數(shù)一、整流輸出電壓的平均值與脈動(dòng)系數(shù)整流輸出電壓的平均值整流輸出電壓的平均值Vo和輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)和輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)S是是衡量整流電路性能的兩個(gè)主要指標(biāo)。衡量整流電路性能的兩個(gè)主要指標(biāo)。( )=ooV.tdvV2029021LLRV.I290=2.負(fù)載上的直流電壓負(fù)載上的直流電壓VL和直流電流和直流電流IL的計(jì)算的計(jì)算第11頁(yè)/共75頁(yè) S定義：整流輸出電壓的基波峰值Vo1m與平均值Vo之比。脈動(dòng)系數(shù)用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)全波整流的輸出用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)全波整流的輸出 vo 分解后可得分解后可得:)6cos3544cos1542cos342(22LtttVvoppp-=670322

5、2324221.VVVVSomo=第12頁(yè)/共75頁(yè)平均電流平均電流(ID)與反向峰值電壓與反向峰值電壓(VRM)是選擇整流管的是選擇整流管的主要依據(jù)。主要依據(jù)。例如： 在橋式整流電路中，每個(gè)二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過(guò)每只整流二極管的平均電流 ID 是負(fù)載平均電流的一半。 二極管截止時(shí)兩端承受的最大反向電壓：3.整流元件參數(shù)的計(jì)算LoDRV.II245021=22VVRM=第13頁(yè)/共75頁(yè)10.1.2 10.1.2 濾波電路濾波電路濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流整流濾波濾波直流電壓原理：利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過(guò)電感中

6、的電流)不能突變的特性, 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。第14頁(yè)/共75頁(yè)1.1.電容濾波電路以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。一、濾波原理一、濾波原理橋式整流、電容濾波電路橋式整流、電容濾波電路av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第15頁(yè)/共75頁(yè)(1). RL未接入時(shí)未接入時(shí)(忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻)v2tvot設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒(méi)有電容時(shí)的輸出波形av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第16頁(yè)/共75頁(yè)(2). RL接入（且接入（且RLC較大）時(shí)較大）時(shí) (忽略整流

7、電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻)v2tvot電容通過(guò)電容通過(guò)RL放電，放電，在整流電路電壓小在整流電路電壓小于電容電壓時(shí)，二于電容電壓時(shí)，二極管截止，整流電極管截止，整流電路不為電容充電，路不為電容充電，vo會(huì)逐漸下降。會(huì)逐漸下降。av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第17頁(yè)/共75頁(yè)v2tvot只有整流電路輸出只有整流電路輸出電壓大于電壓大于vo時(shí)，才時(shí)，才有充電電流有充電電流iD 。因。因此整流電路的輸出此整流電路的輸出電流是脈沖波。電流是脈沖波。整流電路的輸出電流iDav1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+iD可見(jiàn)，采用電容濾可見(jiàn)，采用電容濾波時(shí)，整流管的導(dǎo)波時(shí)，整流管的導(dǎo)通角

8、較小。通角較小。第18頁(yè)/共75頁(yè)v2tvot電容充電時(shí)，電容電容充電時(shí)，電容電壓滯后于電壓滯后于v2。整流電路的整流電路的輸出電流輸出電流RLC越小，輸出電越小，輸出電壓越低。壓越低。(3). RL接入（且接入（且RLC較小）時(shí)較?。r(shí) (考慮整流電路內(nèi)阻考慮整流電路內(nèi)阻)av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第19頁(yè)/共75頁(yè)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:Vo=1.2V2。(1) 流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大。流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大。故一般選管時(shí)，取故一般選管時(shí)，取3.3.電容濾波電路的特點(diǎn)電容濾波電路的特點(diǎn)(2) 輸出電壓輸出

9、電壓 Vo與放電時(shí)間常數(shù)與放電時(shí)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 Vo(平均值平均值)愈大愈大LoLDFRVII21)43(2)43(=第20頁(yè)/共75頁(yè)輸出波形隨負(fù)載電阻輸出波形隨負(fù)載電阻 RL 或或 C 的變化而改變的變化而改變, Vo 和和S 也隨之改變。也隨之改變。如如: RL 愈小愈小( IL 越大越大), Vo下降多下降多, S 增大。增大。結(jié)論：結(jié)論：電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。(3) 輸出特性輸出特性(外特性外特性)vo電容濾波電容濾

10、波純電阻負(fù)載純電阻負(fù)載1.4V20.9V20IL第21頁(yè)/共75頁(yè)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(jí)濾波。如：采取多級(jí)濾波。如：L-C 型濾波電路：在電感濾波后面再接一電容。RCp p 型濾波電路：型濾波電路：在電容濾波后再接一級(jí)在電容濾波后再接一級(jí)RC濾濾波電路。波電路。 性能及應(yīng)用場(chǎng)合分別與電容濾波和電感濾波相似。性能及應(yīng)用場(chǎng)合分別與電容濾波和電感濾波相似。LC p p 型濾波電路：在電容濾波后面再接L-C 型濾波電路。第22頁(yè)/共75頁(yè)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)載間串入一電

11、感L就構(gòu)成了電感濾波電路。就構(gòu)成了電感濾波電路。電感濾波電路電感濾波電路v2v1RLLvo第23頁(yè)/共75頁(yè)一、濾波原理對(duì)直流分量對(duì)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(duì)諧波分量對(duì)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。Vo=0.9V2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓約為：約為：v2v1RLLvo第24頁(yè)/共75頁(yè)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

12、，輸出特整流管導(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性比較平坦，適用于低電壓大電流(RL較小較小)的場(chǎng)的場(chǎng)合。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁合。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。干擾。v2v1RLLvo第25頁(yè)/共75頁(yè)voRv2v1C1C2vo1 RL2) RCp p 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V O，交流分量的基波的幅，交流分量的基波的幅值為值為V O1m，則：，則：vo的直流分量：的直流分量：oLLoURRRU=第26頁(yè)/共75頁(yè)voRv2v1C1C2vo1 RLuo的交流分量的基波的幅值：的交流分量的基波的幅值：mo

13、CLCLmoUjXRRjXRU1221)/()/(-=moLLLmoUCRRCRRRU122221)1()/(1=第27頁(yè)/共75頁(yè)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)/(1moLLLmoUCRRCRRRU122221)1()/(1=uo的脈動(dòng)系數(shù)的脈動(dòng)系數(shù)S與與uo1的脈動(dòng)系數(shù)的脈動(dòng)系數(shù)S 的關(guān)系：的關(guān)系：SRRCUURRCUUSLomoLomo)/(1)/(12121=第28頁(yè)/共75頁(yè)3) L-C 型濾波電路型濾波電路u2u1LuoCRLuo1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，交流分量

14、的基波的幅值為值為U O1m，：，：29 . 0 UUUoo=67. 0=SmoCLLCLmoUjXRjXjXRU11)/()/(-=第29頁(yè)/共75頁(yè)moCLLCLmoUjXRjXjXRU11)/()/(-=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：LRC1momoCLCmoULCUjXjXjXU121111-=-uo的脈動(dòng)系數(shù)的脈動(dòng)系數(shù)S與與uo1的脈動(dòng)系數(shù)的脈動(dòng)系數(shù)S 的關(guān)系：的關(guān)系：SLCUULCUUSomoomo21211111-=-=第30頁(yè)/共75頁(yè)4) LC p p 型濾波電路型濾波電路v2v1LvoC2RLvo1C1顯然，顯然， LC p p 型濾波電路輸出電壓

15、的脈動(dòng)系型濾波電路輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)比只有數(shù)比只有LC濾波時(shí)更小，濾波時(shí)更小，波形更加平滑波形更加平滑；由；由于在輸入端接入了電容，因而較只有于在輸入端接入了電容，因而較只有LC濾波濾波時(shí)，時(shí)，提高了輸出電壓提高了輸出電壓。請(qǐng)自行分析請(qǐng)自行分析LC p p 型濾波電路的輸出電壓和脈動(dòng)系型濾波電路的輸出電壓和脈動(dòng)系數(shù)等基本參數(shù)。數(shù)等基本參數(shù)。第31頁(yè)/共75頁(yè)10.3.110.3.1倍壓整流電路的工作原理倍壓整流電路的工作原理1.1.二倍壓整流電路二倍壓整流電路負(fù)載上的電壓：負(fù)載上的電壓：+v1v2+D1C2C1D2voRLv2的正半周時(shí)：的正半周時(shí)：D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止，理截止，理想情況下

16、，電容想情況下，電容C1的電壓充到：的電壓充到：22Vv2的負(fù)半周時(shí)：的負(fù)半周時(shí)：D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D1截止，理截止，理想情況下，電容想情況下，電容C2的電壓充到：的電壓充到：22V222Vvo=第32頁(yè)/共75頁(yè)+22U2.2.多倍壓整流電路多倍壓整流電路+222UC1v1v2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6v2的第一個(gè)正半周：的第一個(gè)正半周：v2、C1、D1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，C1充充電到：電到：22Vv2的第一個(gè)負(fù)半周：的第一個(gè)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：222V第33頁(yè)/共75頁(yè)+22U+222U+222U+222U+222U+22

17、2UC1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二個(gè)正半周：的第二個(gè)正半周：u2、C1、C3 、D3 、C2構(gòu)成回構(gòu)成回路，路， C1補(bǔ)充電荷，補(bǔ)充電荷，C3充電到：充電到：222Uu2的第二個(gè)負(fù)半周：的第二個(gè)負(fù)半周： u2、C2、C4、D4、C3 、C1構(gòu)構(gòu)成回路，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。得所需的多倍壓直流輸出。第34頁(yè)/共75頁(yè)VIVO電路：電路：(1) (1) 輸入電壓變化時(shí)輸入電壓變化時(shí)(2) (2) 負(fù)載電流變化時(shí)負(fù)載電流變化時(shí) IL

18、IRVRVZ（VO）IZIRVRVOVOVRIRIZVZ硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路V Vo oI IZ ZDZRI IL LRLI IR R+ +- -V VR R+ +- -+ +- -V VI I第35頁(yè)/共75頁(yè)穩(wěn)壓電阻的計(jì)算穩(wěn)壓電阻的計(jì)算穩(wěn)壓性能與穩(wěn)壓性能與動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻、穩(wěn)壓電阻穩(wěn)壓電阻R有關(guān)有關(guān)穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓電阻R越大，穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓電阻穩(wěn)壓電阻R 的作用的作用電壓調(diào)節(jié)、限流V Vo oI IZ ZDZRI IL LRLI IR R+ +- -V VR R+ +- -+ +- -V VI I第36頁(yè)/共75頁(yè)穩(wěn)壓電阻穩(wěn)壓電阻的計(jì)算如的計(jì)算如下：下： I Iz

19、minzmin：當(dāng)當(dāng)輸入電壓最小輸入電壓最小，負(fù)載電流最大負(fù)載電流最大時(shí)時(shí)LmaxZminZIminmax=IIVVR- I Izmaxzmax：當(dāng)當(dāng)輸入電壓最大輸入電壓最大，負(fù)載電流最小負(fù)載電流最小時(shí)時(shí)LminZmaxZImaxmin=IIVVR-maxminRRR(1)(1)(2)(2)V Vo oI IZ ZDZRI IL LRLI IR R+ +- -V VR R+ +- -+ +- -V VI I第37頁(yè)/共75頁(yè)基準(zhǔn)源基準(zhǔn)源基準(zhǔn)源基準(zhǔn)源 一般是指擊穿電壓十分穩(wěn)定，電壓溫度系數(shù)經(jīng)過(guò)補(bǔ)償了的穩(wěn)壓管。也稱為參考源典 型 的 基 準(zhǔn) 源典 型 的 基 準(zhǔn) 源 型號(hào)型號(hào) 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓(V

20、) 工作電流工作電流(mA) 電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù)(10 -6/ ) MC1403 2.51 1.2 10100 . LM136/236/336 2.5 10 30 5.0 10 30 . TL431 2.536 0.4100 50 . LM3999 6.955 10 5 . AD2710K/L 10.0001mV 10 2/1 . MAX676 4.0960.01 5 1 677 5.0000.01 5 1 678 10.0000.01 5 1 .第38頁(yè)/共75頁(yè)av1v2v1bD4D2D1D3RLvoSC+第39頁(yè)/共75頁(yè)10.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路

21、開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路( (小功率設(shè)備) )以下主要討論線性穩(wěn)壓電路。電路最簡(jiǎn)單，電路最簡(jiǎn)單，但是帶負(fù)載能但是帶負(fù)載能力差，一般只力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使不作為電源使用。用。效率較高，效率較高，目前用的也目前用的也比較多，但比較多，但因?qū)W時(shí)有限，因?qū)W時(shí)有限，這里不做介這里不做介紹。紹。第40頁(yè)/共75頁(yè)10.2.1 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路一、電路結(jié)構(gòu)的一般形式1. 串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路的基本形式串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路的基本形式負(fù)載電流的變化量可以比穩(wěn)壓管工作電流的變負(fù)載電流的變化量可以比穩(wěn)壓管工作電流的變化量擴(kuò)大（化量擴(kuò)大（1+ ）倍。）倍。

22、TVORL+VZVIiRiZiL實(shí)際上是射極輸出實(shí)際上是射極輸出器，器，Vo=VZ-VBE 。但帶負(fù)載的能力比但帶負(fù)載的能力比穩(wěn)壓管強(qiáng)。穩(wěn)壓管強(qiáng)。BZRiii=, 0BELiii=)1 (第41頁(yè)/共75頁(yè)TVORL+VZVIiRiZiL串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路的基本形式串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路的基本形式兩個(gè)主要缺點(diǎn)：兩個(gè)主要缺點(diǎn)：(1) 穩(wěn)壓效果不好。穩(wěn)壓效果不好。 Vo=VZ VBE(2) 輸出電壓不可調(diào)。輸出電壓不可調(diào)。改進(jìn)的方法：改進(jìn)的方法：在穩(wěn)壓電路中引入帶電壓負(fù)在穩(wěn)壓電路中引入帶電壓負(fù)反饋的放大環(huán)節(jié)。反饋的放大環(huán)節(jié)。第42頁(yè)/共75頁(yè)串聯(lián)式穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分

23、組成。T+_VIVO比較放大基 準(zhǔn)取 樣VRFVO+_C2RL調(diào)整元件調(diào)整元件+2. 具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路第43頁(yè)/共75頁(yè)T+_VIVO比較放大基 準(zhǔn)取 樣VRFVO+_C2RL調(diào)整元件調(diào)整元件+調(diào)整元件T：與負(fù)載串聯(lián)，通過(guò)全部負(fù)載電流?？梢允菃蝹€(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)。比較放大器：可以是單管放大電路，差動(dòng)放大電路，集成運(yùn)算放大器?；鶞?zhǔn)電壓：可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取樣電路: 取出輸出電壓取出輸出電壓VO的一部分和基準(zhǔn)電壓相的一部分和基準(zhǔn)電壓相比較。比較。第44頁(yè)/共75頁(yè)T+_VIVO比較放大基 準(zhǔn)取 樣VRFVO+_C2RL調(diào)整元件調(diào)

24、整元件+ 因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式，為深度串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱之為串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。第45頁(yè)/共75頁(yè)典型實(shí)際電路組成部分：調(diào)整管取樣環(huán)節(jié)比較放大環(huán)節(jié)（誤差放大器）基準(zhǔn)電壓源電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路方框圖串聯(lián)型穩(wěn)壓電路方框圖A- -+ +第46頁(yè)/共75頁(yè)一種實(shí)際的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源二二 、穩(wěn)壓原理、穩(wěn)壓原理VoVB2VBE2( = VB2-VZ）VC2Vo當(dāng)當(dāng) VI 增加或輸出電流減小使增加或輸出電流減小使 Vo升高時(shí)升高時(shí)R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2第47頁(yè)/共75頁(yè)三三 、輸出電壓的確定和調(diào)節(jié)范圍、輸出電壓的確定和調(diào)節(jié)范圍R3T1

25、T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2( () )22221BEZWWOVVRRRRRV = =( () )2221maxBEZWOVVRRRRV = =( () )2221minBEZWWOVVRRRRRV = =第48頁(yè)/共75頁(yè)四四 、影響穩(wěn)壓特性的主要因素、影響穩(wěn)壓特性的主要因素 2. 流過(guò)穩(wěn)壓管的電壓隨流過(guò)穩(wěn)壓管的電壓隨 VI 波動(dòng)，使波動(dòng)，使VZ 不穩(wěn)定，不穩(wěn)定，降低了穩(wěn)壓精度。降低了穩(wěn)壓精度。1. 電路對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)抑制能力較差。例：電路對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)抑制能力較差。例：VIVC2 Vo R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2

26、3. 溫度變化時(shí)，溫度變化時(shí)，T2組成的放大電路產(chǎn)生零點(diǎn)組成的放大電路產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定度變差。漂移，時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定度變差。第49頁(yè)/共75頁(yè)五、改進(jìn)措施五、改進(jìn)措施在運(yùn)放理想條件下在運(yùn)放理想條件下: 1. 選用差動(dòng)放大器或運(yùn)放構(gòu)成的放大器代替T2管構(gòu)成的放大器，可以解決零點(diǎn)漂移的問(wèn)題。LoICIVVivP)(=CET-RRoVFVRRV1)1(21=串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路VITR1R2VFRLVoRWRVZ- -Av+ +第50頁(yè)/共75頁(yè)2. 采用輔助電源采用輔助電源(比較放大部分的電源比較放大部分的電源)。3. 用恒流源負(fù)載代替集電極電阻以提高增益。用恒流源負(fù)

27、載代替集電極電阻以提高增益。4. 調(diào)整管采用復(fù)合三極管以擴(kuò)大輸出電流的范圍。調(diào)整管采用復(fù)合三極管以擴(kuò)大輸出電流的范圍。R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2第51頁(yè)/共75頁(yè)*六六 、過(guò)流保護(hù)、過(guò)流保護(hù) 為避免使用中因某種原因輸出短路或過(guò)載為避免使用中因某種原因輸出短路或過(guò)載致使調(diào)整管流過(guò)很大的電流，使之燒壞故需有致使調(diào)整管流過(guò)很大的電流，使之燒壞故需有快速保護(hù)措施。常見(jiàn)保護(hù)電路有兩類快速保護(hù)措施。常見(jiàn)保護(hù)電路有兩類T1RT1IL1. 限流型：限流型：當(dāng)調(diào)整管的電流超過(guò)額定值時(shí)，對(duì)調(diào)當(dāng)調(diào)整管的電流超過(guò)額定值時(shí)，對(duì)調(diào)整管的基極電流進(jìn)行分流，使發(fā)射極電流不至整管的基極

28、電流進(jìn)行分流，使發(fā)射極電流不至于過(guò)大。于過(guò)大。當(dāng)當(dāng)IL不超過(guò)額定值不超過(guò)額定值時(shí)，時(shí)，T1截止；截止；當(dāng)當(dāng)IL超過(guò)額定值時(shí)，超過(guò)額定值時(shí)， T1導(dǎo)通，其集電極導(dǎo)通，其集電極從從T1的基極分流。的基極分流。R為一小電阻，用于檢測(cè)負(fù)載電流。為一小電阻，用于檢測(cè)負(fù)載電流。第52頁(yè)/共75頁(yè)2. 截流型: 過(guò)流時(shí)使調(diào)整管截止或接近截止。T1T2RLVO+_+VI+_R2R1R3R4輸出電流在額定值以內(nèi)時(shí)：輸出電流在額定值以內(nèi)時(shí)：三極管三極管T2截止，截止，這時(shí)，電壓負(fù)反這時(shí)，電壓負(fù)反饋保證電路正常饋保證電路正常工作。工作。VO V+ VO VB1 第53頁(yè)/共75頁(yè)輸出電流超出額定值時(shí)：輸出電流超出額

29、定值時(shí)：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，V+ ，穩(wěn)，穩(wěn)壓管截止，電壓負(fù)反饋被切斷。這樣壓管截止，電壓負(fù)反饋被切斷。這樣V+ VB1 VC1 (=VO) VB2 IC2 V+ T1T2RLUO+_+UI+_R2R1R3R4最終最終VO降降低到零。低到零。第54頁(yè)/共75頁(yè)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)一、穩(wěn)壓系數(shù)一、穩(wěn)壓系數(shù) S 穩(wěn)壓系數(shù)S反映電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響。定義為當(dāng)負(fù)載固定時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化量與輸入電壓的相對(duì)變化量之比。二、輸出電阻二、輸出電阻Ro 輸出電阻用來(lái)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(shí)輸出電壓變化

30、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。IIooVVVVS=第55頁(yè)/共75頁(yè)10.2.3 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)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，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(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電使用靈活，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)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。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W7800系列系列三端集成穩(wěn)壓三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型

31、晶體管穩(wěn)壓電路。器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(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)部附有短路和過(guò)熱保護(hù)通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過(guò)熱保護(hù)環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。第56頁(yè)/共75頁(yè)1端端: 輸入端輸入端2端端: 公共端公共端3端端: 輸出端輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1231端端: 公共端公共端2端端: 輸入端輸入端3端端: 輸出端輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形123第57頁(yè)/共75頁(yè)注：注：型號(hào)后型號(hào)后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值兩位數(shù)字代表輸出電壓值輸出電壓額定電壓值有輸出電壓額定電壓值有:5

32、V、9V、12V 、18V、 24V等等 。三端集成三端集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器固定式固定式可調(diào)式可調(diào)式正穩(wěn)壓正穩(wěn)壓W78XX負(fù)穩(wěn)壓負(fù)穩(wěn)壓W79XX1) 集成穩(wěn)壓電源的分類集成穩(wěn)壓電源的分類第58頁(yè)/共75頁(yè)1. 輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器 （正電壓 78 、負(fù)電壓 79 ）恒流源基準(zhǔn)電壓電路調(diào)整電路比較放大減流保護(hù)過(guò)熱保護(hù)啟動(dòng)電路取樣電路 R4 T1 T4 T2 T3 T5 DZ1 DZ2 R3 R2 R1 VREF T14 T13 D2 D1 R5 R7 R6 T6 T7 T8 T9 T12 T10 T11 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 DZ3 DZ4 VF VO

33、VI 1 2 3 IO 第59頁(yè)/共75頁(yè) 一、輸出為固定電壓的電路一、輸出為固定電壓的電路2) 應(yīng)用電路應(yīng)用電路輸出為固定正壓時(shí)的接法如圖所示輸出為固定正壓時(shí)的接法如圖所示。注意：輸入與輸出端之間的電壓不得低于3V！+_W7800系列穩(wěn)壓器系列穩(wěn)壓器 基本接線圖基本接線圖CoW7800CIVI+_Vo1320.11 F1F第60頁(yè)/共75頁(yè)二 、輸出正負(fù)電壓的電路正負(fù)電壓同時(shí)輸出電路正負(fù)電壓同時(shí)輸出電路W78XXCIVI+ _VO132+ _CIW79XX13COCO2VO第61頁(yè)/共75頁(yè)COW78XXCIVI+_+_VO132VXXVZRDZVXX : 為為W78XX固定輸出電壓固定輸出

34、電壓 VO = VXX + VZ三、提高輸出電壓的電路第62頁(yè)/共75頁(yè)四、輸出電壓可調(diào)式電路用三端穩(wěn)壓器也可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，下圖是用W7805組成的730V可調(diào)式穩(wěn)壓電源。W7805132R1CICoVI76234VoR2F0070.33 33V10k0.1A+ +- -第63頁(yè)/共75頁(yè)(VXX=5V)運(yùn)算放大器作為運(yùn)算放大器作為電壓跟隨器電壓跟隨器使用使用, , 它的電源就借助于穩(wěn)它的電源就借助于穩(wěn)壓器的輸入直流電壓。由于運(yùn)放的輸入阻抗很高壓器的輸入直流電壓。由于運(yùn)放的輸入阻抗很高 , ,輸出輸出阻抗很低，可以克服穩(wěn)壓器受輸出電流變化的影響。阻抗很低，可以克服穩(wěn)壓器受輸出電流變化的影響。Vo1ooVRRRVVV2121=-XXooVVV=1)1 (12RRVVXXo=W7805132R1CICoVI76234VoR2F0070.33 33V10k0.1A+ +- -第64頁(yè)/共75頁(yè)u2u1 C1300FV1=220VV2=8VVC1=1.2 V2 =9.6VVo=5V+_CoW7805+_Vo1321FRLCI1 F實(shí)際應(yīng)用接線圖實(shí)際應(yīng)用接線圖第65頁(yè)/共75頁(yè)10.2.4 開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源 串聯(lián)型反饋式穩(wěn)壓電源用途廣泛，但存在以下兩個(gè)問(wèn)題： (1)調(diào)整管總工作在線性放大狀