電子與電路第10章課件

第10章直流電源電源變壓器交流電源整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路負載圖10.1直流電源框圖10.1串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源（以下簡稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電源）的基本電路如圖10.2所示。D3D2D1+UREFCT~u1u2D4AR3DZ+-R2R1RLUZuA+-uEuB圖10.2串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源UO_整流濾波穩(wěn)壓整流與濾波：D1~D4與C組成橋式整流（BridgeRectifier）電容濾波電路，其作用是把來自變壓器副側(cè)的交流電壓變成直流電壓；+UREFTAR3DZ+-R2R1RLUZuA+-D3D2D1C~u1u2D4uEuB圖10.2串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電源UO_10.1.1橋式整流電容濾波電路在橋式整流電路基礎(chǔ)上，為了減小輸出電壓的的脈動，在RL兩端并聯(lián)一個濾波電容C，這就構(gòu)成了橋式整流、電容濾波電路如圖10.3（a）所示。~u1圖10.3單相橋式整流電容濾波電路及波形a√2U2(b)波形圖uOuCbUO0ωtπ

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u2D4D1D3D2C(a)電路圖RLuO+_其輸出電壓波形如圖

10.3(b)所示。圖中虛線為無電容時整流輸出電壓波形。~u1圖10.3單相橋式整流電容濾波電路及波形a√2U2(b)波形圖uOuCbUO0ωtπ

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u2D4D1D3D2C(a)電路圖RLuO+_采用電容濾波的基本思想電容是一個儲存電荷的元件。要改變電容兩端的電壓，就必須改變其上的電荷，而電荷的改變速度決定于電容充放電時間常數(shù)。充放電時間常數(shù)越大，電荷改變的速度就越慢，電容上的電壓變化也就越慢，即交流分量就越小。具體數(shù)值要視RLC的大小而定。當(dāng)RL開路時，UO≈1.4U2。在工程上，一般在有負載的情況下選取濾波電容C，使UO為1.2U2就可以了。其中U2為u2的有效值。~u1圖10.3單相橋式整流電容濾波電路及波形a√2U2(b)波形圖uOuCbUO0ωtπ

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u2D4D1D3D2C(a)電路圖RLuO+_10.1.2穩(wěn)壓電路交流電壓經(jīng)整流濾波后，輸出較平滑的直流電壓。但這個直流電壓是不穩(wěn)定的。造成直流電壓不穩(wěn)的原因有兩個交流電網(wǎng)電壓波動負載改變時，整流濾波電路內(nèi)阻壓降的影響。在有交流穩(wěn)壓裝置的供電系統(tǒng)中，整流濾波電路內(nèi)阻是造成輸出直流電壓不穩(wěn)定的主要原因。為使輸出電壓穩(wěn)定就必須采取穩(wěn)壓措施。1.電路結(jié)構(gòu)串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路是目前常用的一種穩(wěn)壓電路，其原理圖如圖10.4所示。+UREFTAR3DZ+-R2R1RLUZuA+-uB--+UOUI10.4串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路整流濾波電路的輸出取樣電路比較放大器R1和R2為取樣電路，其作用是把輸出電壓的變化量通過R1和R2分壓取出，然后送入比較放大器A的反向輸入端，R3和穩(wěn)壓管DZ構(gòu)成基準電壓使放大器的同相端電位固定。+UREFTAR3DZ+-R2R1RLUZuA+-uB--+UOUI10.4串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路A為比較放大器，其作用是把取樣電路取出的信號進行放大，以控制調(diào)整管IB的變化，進而調(diào)整UCE的值。+UREFTAR3DZ+-R2R1RLUZuA+-uB--+UOUI10.4串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路采用多級放大器提高穩(wěn)定性串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路根據(jù)對穩(wěn)定程度不同要求而有簡有繁，例如可采用多級放大器來提高穩(wěn)壓性能，但基本環(huán)節(jié)是相同的，其框圖如圖10.5所示。+__比較放大基準電壓調(diào)整元件取樣回路UIUO+圖10.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電源方框圖10.1.3輸出電壓的大小與調(diào)節(jié)方法忽略放大器輸入端電流。改變電位計滑動端的位置就可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。圖10.6所示電路的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍是：

UI10.6輸出電壓可調(diào)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路+UREFTAR3DZ+-R2R1RLUZuA+-uB--+RWU010.2線性集成穩(wěn)壓器將串聯(lián)型線性調(diào)整式直流穩(wěn)壓電路及其保護電路等制作在一塊芯片上就構(gòu)成了線性集成穩(wěn)壓器。按外部引腳的數(shù)量，線性集成穩(wěn)壓器可以分為多端集成穩(wěn)壓器和三端集成穩(wěn)壓器兩類。目前使用的多為三端式集成穩(wěn)壓器。(a)外型圖W78××公共端輸入端輸出端123(b)電路符號圖10.7三端集成穩(wěn)壓器123集成穩(wěn)壓器主要參數(shù)有：⒈輸出電壓UO：表示集成穩(wěn)壓器可能輸出穩(wěn)定電壓的范圍。⒉最小電壓差(UI-UO)min：為維持穩(wěn)壓所需要的UI與UO之差的最小值。⒊容許輸入電壓的最大值UIM。⒋容許最大輸出電流值IOM。⒌容許最大功耗PCM。⒍電壓調(diào)整率SJ：

表示輸入電壓變化1V時，UO的相對變化率。⒎輸出電阻RO。

UIC1__W78××UORLC20.33μF1μF++圖10.8固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路123圖中電容C1可以進一步減小輸入電壓的紋波，并能清除自激振蕩。電容C2可以消除輸出高頻噪聲。如何選擇穩(wěn)壓器1.在選擇三端穩(wěn)壓器時，應(yīng)根據(jù)所設(shè)計的輸出電流選擇穩(wěn)壓器系列。例如，輸出電流小于100mA時可選用W78L××系列；輸出電流小于500mA時可選用W78M××系列；輸出電流小于1.5A時可選用W78××系列。2.根據(jù)輸出電壓要求選擇合適型號的三端穩(wěn)壓器。例如:穩(wěn)壓電源設(shè)計要求為+12V，1.2A，可選用W7812三端穩(wěn)壓器。3.當(dāng)所設(shè)計的穩(wěn)壓電路輸出電壓為負值時，可選用負壓輸出的集成穩(wěn)壓器(例如W79××系列)，接線方式與圖10.8相同。UIC1__W78××UORLC20.33μF1μF++圖10.8固定輸出電壓的穩(wěn)壓電路12310.2.3三端集成穩(wěn)壓器的擴展用法⒈提高輸出電壓的方法輸出電壓為：UO=U’O+UZ_UZ+++W78××123R1UOU’OUI_+_I1圖10.10提高輸出電壓的方法提高輸出電壓的電路，如圖10.10所示。輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路，如圖10.11所示。運放輸入電壓就是UO與穩(wěn)壓器標稱電壓U'O之差。⒉輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路UI_圖10.11輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路R2W78××UOU’OU’O+_CR1R3RL++_+_3+_該穩(wěn)壓電路的電壓調(diào)節(jié)范圍為輸出電流擴展電路，如圖10.12所示。

⒊輸出電流擴展電路UIR1圖10.12擴大輸出電流的穩(wěn)壓電路C2IEIC+_W78××R2DIDTIIIDILC1RLUO123+_

在三極管發(fā)射結(jié)壓降與二極管正向壓降相等的情況下，有IER1=IOR2