第7章 直流穩(wěn)壓電源

直流穩(wěn)壓電源第

7章7.1單相整流濾波電路7.3

開(kāi)關(guān)集成穩(wěn)壓電源第7章小結(jié)7.2線(xiàn)性集成穩(wěn)壓器7.4

直流穩(wěn)壓電源的調(diào)整與測(cè)試7.1單相整流濾波電路7.1.2濾波電路第

7

章直流穩(wěn)壓電源

引言7.1.1單相整流電路引言濾波整流穩(wěn)壓變壓交流電源負(fù)載OtuOtuOtuOtuOtu220V單向脈動(dòng)電壓合適的交流電壓濾波穩(wěn)壓組成框圖第7章直流穩(wěn)壓電源7.1.1單相整流電路一、半波整流tO

2

3

u2tO

2

3

uOtO

2

3

iD=iOtO

2

3

uDＶRL~220V+uｏ–u2iD+uD–第7章直流穩(wěn)壓電源V3RLV4V2V1u1u2+uo

ioRLV4V3V2V1+uo

u2u1二、橋式整流輸入正半周1.工作原理2.波形輸入負(fù)半周tOtOtOtO

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD=iO+uo

單相橋式整流電路第7章直流穩(wěn)壓電源3.參數(shù)估算1)

整流輸出電壓平均值2)

二極管平均電流3)

二極管最大反向電壓totototo

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD

=iO第7章直流穩(wěn)壓電源4.簡(jiǎn)化畫(huà)法+uo

RLio~+u2

5.整流橋把四只二極管封裝在一起稱(chēng)為整流橋~~第7章直流穩(wěn)壓電源io+

uo=uc

RLV1V4V3V2

+u

7.1.2濾波電路一、電容濾波V導(dǎo)通時(shí)給C充電，V截止時(shí)C向RL

放電；1.電路和工作原理濾波后

uo

的波形變得平緩，平均值提高。電容充電電容放電C電容濾波電路第7章直流穩(wěn)壓電源2.波形及輸出電壓當(dāng)RL=

時(shí)：OtuO

2

當(dāng)RL

為有限值時(shí)：通常取

UO=1.2U2RC越大UO

越大RL=

為獲得良好濾波效果，一般?。?T

為輸入交流電壓的周期)第7章直流穩(wěn)壓電源[例7.1.1]

單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=40，要求直流輸出電壓UO=20V，選擇整流二極管及濾波電容。[解]1.選二極管選二極管應(yīng)滿(mǎn)足：IF

(2

3)

ID可選：2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或1A、100V

整流橋電流平均值：承受最高反壓：2.選濾波電容可選：

1000F，耐壓50V的電解電容。第7章直流穩(wěn)壓電源二、其他形式濾波1.電感濾波RLL~+u2

整流后的輸出電壓：直流分量被電感L

短路交流分量主要降在L上電感越大，濾波效果越好2.

型濾波L

C1RL~+u2

C2C1、C2

對(duì)交流容抗小L對(duì)交流感抗很大負(fù)載電流小時(shí)第7章直流穩(wěn)壓電源7.2線(xiàn)性集成穩(wěn)壓器7.2.2三端固定輸出集成穩(wěn)壓器7.2.1串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理第7章直流穩(wěn)壓電源7.2.3三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器8+Uo

+UI

RLV1+UCE

并聯(lián)型穩(wěn)壓電路—調(diào)整管與負(fù)載并聯(lián)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路—調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)7.2.1串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理+UI

取樣電路調(diào)整管比較放大電路基準(zhǔn)電壓UZUF

一、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓的實(shí)質(zhì)：UCE

的自動(dòng)調(diào)節(jié)使輸出電壓恒定串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路第7章直流穩(wěn)壓電源二、輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍8+Uo

+UI

R

2RLR

1R1UFUZR2RP第7章直流穩(wěn)壓電源7.2.2三端固定輸出集成穩(wěn)壓器CW7800

系列(正電源)CW7900系列(負(fù)電源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、78、79系列的型號(hào)命名輸出電流78L

××/79L××—輸出電流100mA78M××/79M××—輸出電流500mA78××/79××—輸出電流1.5A輸出電壓例如：CW7805輸出5V，最大電流1.5ACW78M05輸出5V，最大電流0.5ACW78L05輸出5V，最大電流0.1A第7章直流穩(wěn)壓電源封裝CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符號(hào)CW7800++312CW790012_3_塑料封裝金屬封裝312第7章直流穩(wěn)壓電源二、CW7800的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)+UI

取樣電路調(diào)整電路保護(hù)電路基準(zhǔn)電壓比較放大啟動(dòng)電路+UO

基本應(yīng)用電路Uo=12VW7812132C2++UiC1C30.33

F0.1

F100

FRL防止輸入端短路時(shí)C3反向放電損壞穩(wěn)壓器抵消輸入長(zhǎng)接線(xiàn)的電感效應(yīng)，防止自激改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除高頻噪聲第7章直流穩(wěn)壓電源提高輸出電壓電路W78

123CiC2+UO

+UI

+U

R1R2IQI1I2靜態(tài)電流5

8mA要求輸出電壓UO>U

第7章直流穩(wěn)壓電源輸出電壓可調(diào)穩(wěn)壓電路W78

C1C2+UI

+U

+UO

R1R2R3R48(虛短)可產(chǎn)生小于U

的輸出電壓UO第7章直流穩(wěn)壓電源輸出正、負(fù)電壓的電路~24V~24V~220VW7815W79151233211000

F220

F0.33F0.33F0.1F+15V

15V++++1000

F0.1F220

F電流源電路12+UI=10V

W78053+U23

RRLIQIO0.1F0.33F10

第7章直流穩(wěn)壓電源7.2.3三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器一、典型產(chǎn)品型號(hào)命名CW117/217/317系列(正電源)CW137/237/337系列(負(fù)電源)工作溫度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C基準(zhǔn)電壓1.25V輸出電流L型—輸出電流100mAM型—輸出電流500mA未標(biāo)字母—輸出電流1.5A第7章直流穩(wěn)壓電源二、CW117內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整電路基準(zhǔn)電路誤差放大啟動(dòng)電路偏置電路保護(hù)電路IREFUIUOADJ123外形引腳CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ

50

A第7章直流穩(wěn)壓電源基本應(yīng)用電路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1

F10

F33

FR1R2C4IOIQIIREF0.1

FV1V2V1

防止輸入端短路時(shí)C4

反向放電損壞穩(wěn)壓器V2

防止輸出端短路時(shí)C2

通過(guò)調(diào)整端放電損壞穩(wěn)壓器UREF=1.25V使UREF

很穩(wěn)定R1=

UREF/

IQ=125

靜態(tài)電流IQ(約10mA)從輸出端流出，RL

開(kāi)路時(shí)流過(guò)R1R2=

02.2k

時(shí)，120IREF

50

A2.2kUO=

1.2524V第7章直流穩(wěn)壓電源0

30V連續(xù)可調(diào)電路Uo

CW317123++UiC10.33

F10

FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V當(dāng)R2=0時(shí)，UO=0V第7章直流穩(wěn)壓電源7.3開(kāi)關(guān)集成穩(wěn)壓電源引言

7.3.1

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理

7.3.2

集成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器及其應(yīng)用第7章直流穩(wěn)壓電源引言線(xiàn)性穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：調(diào)整管管耗大電源效率低(40%

60%)改進(jìn)思路：使調(diào)整管截止(電流小)

飽和(管壓降小)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的優(yōu)點(diǎn)：效率高(80%

90%)體積小、重量輕穩(wěn)壓范圍寬開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：電路復(fù)雜對(duì)電網(wǎng)要求不高對(duì)電子設(shè)備干擾較大輸出電壓含較大紋波第7章直流穩(wěn)壓電源一、串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路7.3.1

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理調(diào)整管取樣電路開(kāi)關(guān)調(diào)整管控制組成框圖濾波+UI

+Uo

RLV18A8C基準(zhǔn)電壓三角波發(fā)生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO頻率固定的三角波誤差放大續(xù)流第7章直流穩(wěn)壓電源工作波形+UI

V1LuEIO+Uo

RL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脈寬調(diào)制式(PWM)第7章直流穩(wěn)壓電源+UI

+Uo

RLV18A8C基準(zhǔn)電壓三角波發(fā)生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO穩(wěn)壓原理UIUOuFuA占空比

UOD=50%當(dāng)uF

=UREF，uA

=0，UO

為預(yù)定標(biāo)稱(chēng)值第7章直流穩(wěn)壓電源*二、并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路+UI

+Uo

RLV1R1R2LC+UREFuFuB控制電路V2+UI

+Uo

RLV1LC+uBV2+UI

+Uo

RLV1LC+uBV2iL高電平iO低電平uBtofftonT

截止截止iL第7章直流穩(wěn)壓電源單片脈寬調(diào)制式(外接開(kāi)關(guān)功率管)7.3.2

集成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器及其應(yīng)用類(lèi)型單片集成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器CW1524CW4960/4962一、CW1524/2524/3524(區(qū)別在于溫度范圍)組成：基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器、脈寬調(diào)制器、振蕩器、觸發(fā)器、2只輸出功率管、過(guò)熱保護(hù)最大輸入電壓：40V最高工作頻率：100kHz每路輸出電流：100mA內(nèi)部基準(zhǔn)電壓：5V(承受50mA電流)第7章直流穩(wěn)壓電源取樣電壓基準(zhǔn)電壓輸出方波定時(shí)電容定時(shí)電阻關(guān)閉,控制脈寬接擴(kuò)流晶體管C、E極輸入電壓振蕩/同步12345678161514131211109–IN+INUINUREF(+5V)EBCBCAEARTCTGND–限流+限流斷路補(bǔ)償CW1524系列引腳排列第7章直流穩(wěn)壓電源防止寄生振蕩外接復(fù)合管擴(kuò)流產(chǎn)生振蕩12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k

3k

5k

5k

5k

2k

50k

180

68

0.1

UIUOR00.1

F0.02

F0.01

F500

F(28

V)CW1524L0.9mHf0=1.15/R5C2=19.2kHz+5V2.5

V2.5

V+5V限流取樣電阻(1

A)第7章直流穩(wěn)壓電源二、CW4960/4962組成：基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器、脈寬調(diào)制器

開(kāi)關(guān)功率管(內(nèi)接)、軟啟動(dòng)電路、過(guò)流限制、過(guò)熱保護(hù)功能：慢起動(dòng)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)占空比可調(diào)(0

100%)最大輸入電壓：50

V輸出電壓：5.1

40

V連續(xù)可調(diào)最高工作頻率：100

kHz額定輸出電流：CW4960—2.5A(過(guò)流保護(hù)3.0

4.5A)CW4960—1.5A(過(guò)流保護(hù)2.5

3.5A)小散熱片不用散熱片第7章直流穩(wěn)壓電源CW4960/4962系列引腳圖1234567CW4960IN反饋補(bǔ)償GNDRT/CT軟啟動(dòng)輸出12345678161514131211109NC輸出NC補(bǔ)償NCGNDGNDNC輸入NC軟啟動(dòng)RT/CTGNDGND反饋NCCW4962第7章直流穩(wěn)壓電源CW4960/4962應(yīng)用電路220

FR115k

L150

H4962(4960)11(3)10(2)7(1)14(5)4(4)15(6)2(7)。。R2RPRTCPCTC1UIUO4.7k

+++220

F220

F/40VC2C34.3k

33nF2.2

F2.2nFV取樣電阻500

10k

工作頻率控制f=1/RTCT106kHz一般RT

=1

27k

CT

=1

3.3nF

頻率補(bǔ)償防寄生振蕩續(xù)流二極管采用肖特基管軟啟動(dòng)電容1

4.7

F第7章直流穩(wěn)壓電源7.4直流穩(wěn)壓電源的調(diào)整與測(cè)試第7章直流穩(wěn)壓電源第7章直流穩(wěn)壓電源一、特性指標(biāo)1.輸入電壓及其變化范圍2.輸出電壓及其可調(diào)范圍3.額定輸出電流及過(guò)流保護(hù)電流1.穩(wěn)壓系數(shù)

Sr穩(wěn)壓系數(shù)、電壓調(diào)整率、電流調(diào)整率、輸出電阻、溫度系數(shù)、紋波電壓及紋波抑制比7.4.1直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)二、質(zhì)量指標(biāo)第7章直流穩(wěn)壓電源2.電壓調(diào)整率SU或定義為：負(fù)載電流和溫度不變，輸入電壓變化

10%時(shí)輸出電壓的變化量，單位mV。3.電流調(diào)整率SI

當(dāng)輸入電壓和