直流稳压电源讲稿（PPT49页)

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,直流稳压电源,电子设计竞赛培训讲座(1),1,1 直流稳压电路的组成,2 整流电路,3 滤波电路,4 硅稳压管稳压电路,5 串联型直流稳压电路,6 集成稳压电源,2,稳压电源质量指标,输出电压,输出电压变化量,输入调整因数,电压调整率,稳压系数,输出电阻,温度系数,3,1 直流稳压电路的组成,一、直流稳压电源的作用,将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。,二、组成,变压器：,整流：,滤波：,稳压：,4,三、引起电压不稳定的原因,1、交流电网电压的波动；,2、负载的变化（由于整流滤波电路存

2、在内阻）；,3、温度的影响；,5,2 整流电路,单相,三相,二极管,可控硅,桥式,倍压整流,半波,全波,把交流电压转变为直流脉动的电压。,整流电路分类：,整流电路的任务：,6,一、单相半波整流电路,1、工作原理,i,D,u,2,t,u,o,t,设变压器输出电压：u,2,=U,2,sint,u,1,u,2,u,o,R,L,+,则输出电压：,u,o,=,2、电路特点,优点：结构简单，元件少。,缺点：输出波形脉动大，利用率低,+,7,一、单相半波整流电路,u,o,=,3、电路分析,（1）输出直流电压：,（2）负载平均电流,（3）二极管所承受的最大反向电压,（4）整流管平均整流电流=负载平均电流,4、

3、整流输出电压的脉动系数,8,二、单相全波整流电路,u,1,u,2,u,2,D,1,R,L,D,2,u,2,t,u,o,t,电路分析：,u,0,=,9,三、单相桥式整流电路,u,2,t,u,o,t,正确利用二极管的引导作用,u,1,u,2,R,L,u,0,=,10,3 滤波电路,几种滤波电路,（,a）电容滤波电路,（,b）电感电容滤波电路（倒L型）,（,c）,型滤波电路,滤波电路的结构特点:,电容与负载,R,L,并联，或电感与负载,R,L,串联。,11,一、电容滤波电路,充电,放电,t,u,o,D,u,1,u,2,C R,L,u,o,i,0,1、空载时的情况,输出电压为 U,2,，二极管承受的最

4、高反向电压U,RM,=2 U,2,2、接负载的情况,在工作过程中，二极管并非在整个半周内导电，按能量守恒的观点，在较长时间内释放的电荷等于在较短时间内冲得的电荷，所以充电电流较大。,3、结论,（1）二极管的导通角I,B2,，这样，当I,B2,变化时取样比n才能基本不变。,但R,1,、R,2,不能过小，过小的分压电路，将浪费过多的电流，通常选择I,1,（510）I,B2,。,（6）串联型稳压电路的基本组成,R,L,变压器,整流,滤波,比较放大,基准电压,取样,调整管,交流输入,30,二、带有放大环节的稳压电路,I,C1,T,1,R,C,I,R,I,b1,R,3,R,1,I,b2,I,1,U,I,

5、T,2,R,L,U,0,U,Z,R,2,3、讨论,（7）电路的不足,流过稳压管的电流随U,0,而波动，使U,Z,不稳定，从而降低了稳压精度，T,2,的发射极电流也会影响U,Z,。,当温度变化时，由T,2,组成的放大环节将产生零点漂移，使U,0,稳定度变差。,当负载电流变化较大时，相应地要求调整管的基极电流也有较大的变化范围，这部分电流要由放大管的集电极来提供，一般三极管不易达到这样的要求。,输出电压固定，不能调节。,T,2,的C极电阻R,C,接至电路的不稳定的输入端，U,I,的变化，通过R,C,加到T,1,的b极而被放大。,31,I,C1,T,1,R,C,I,R,I,b1,R,3,R,1,I,

6、b2,I,1,U,I,T,2,R,L,U,0,U,Z,R,2,三、提高稳压电源性能的措施,1、改变取样比以调节输出电压的范围,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,显然，调节R,w,，可改变取样比，从而使输出电压U,0,得到调整。,或,32,三、提高稳压电源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,2、调整管采用复合管,例如：I,0,=1A，T,1,的=30，则I,B1,I,e,/=1A/30=33mA。,而T,2,的I,C2,约为12mA，因此，不能对T,1,进行有

7、效控制，这就得采用复合管。,设,1,=30，,2,=50，则,1,2,=1500,这时调整管的基极电流只需,33,三、提高稳压电源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,3、说明：,（1）若两只管子组成的复合管还不能满足要求，可用三只或四只管子组成复合管，但此时会产生穿透电流过大的问题。,（2）T,1,通常选用大功率管，为了充分利用管子，一般都加有散热片。,两只电阻起平衡作用,（3）在一个大功率管不能负担输出电流时，可采用两管或多管并联运用。,C,B,E,34,1.比较放大级采用差动放大器或集成运放,2.调整管采用复合三极管

8、,3.采用辅助电源(比较放大部分的电源),4.用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益,5.内部加短路和过热保护电路,R,C,T,1,T,2,U,Z,R,3,R,W,1,R,W,2,R,1,R,W,R,2,R,L,U,O,+,_,+,_,U,I,U,B,2,集成化,集成稳压电源,三、提高稳压电源性能的措施,3、说明：,（4）其它措施,35,三、提高稳压电源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,例：,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k

9、，R,C3,=2k,（1）要使R,w,滑到最下端时，U,0,=15v，R,w,应为多少？,（2）当R,w,滑到最上端时，此时的U,0,为多少？,（3）当U,0,=15v，I,0,=500mA时，求通过R,C3,的电流I,RC3,和流过稳压管的电流I,Z,？,36,三、提高稳压电源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,例：,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,T,1,T,3,都工作于放大区，其中，T,1,、T,2

10、,组成复合管，其电流放大系数 =,1,2,=2050=1000,T,1,管的基极电位：U,B3,=U,Z,+U,BE3,=5.3v+0.7v=6V,调节R,w,的滑动端，可改变输出U,0,，当R,w,的滑动端往下调，则T,2,管的基极电位U,B2,=U,I,I,RC3,R,C3,愈高，T,1,管的管压降U,CE1,愈小，输出电压U,0,愈高。,反之，R,w,的滑动端往上调，U,0,愈低。,37,三、提高稳压电源性能的措施,例：,当R,w,的滑动端往下调到最下端时，电路满足,由此可解得：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3

11、,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,（1）要使R,w,滑到最下端时，U,0,=15v，R,w,应为多少？,38,当R,w,的滑动端往上调到最上端时，电路满足,即,三、提高稳压电源性能的措施,例：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,（2）当R,w,滑到最上端时，此时的U,0,为多少？

12、,39,（3）因T,1,、T,2,均工作于放大区，其发射结电压均为0.7v左右，故通过R,C3,的电流,流过稳压管的电流,I,Z,=I,R3,+I,E3,I,E3,I,C3,=I,RC3,I,B2,三、提高稳压电源性能的措施,例：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,流过取样电阻上的电流近似为（忽略I,B3,）,代入数值可得：I,B2,0.54mA，I,E3,=1.26mA，I,Z,=

13、11mA,40,6 集成稳压电源,特点：体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉,内部电路：串联型晶体管稳压电路,类型：W7800系列 稳定正电压,W7805 输出+5V,W7809 输出+9V,W7812 输出+12V,W7815 输出+15V,W7900系列 稳定负电压,W7905 输出-5V,W7909 输出-9V,W7912 输出-12V,W7915 输出-15V,41,u,2,u,1,C,1,300,F,U,1,=220V,U,2,=8V,U,C1,=1.2 U,2,=9.6V,U,o,=5V,+,_,C,o,W7805,+,_,U,o,1,3,2,1,F,R,L,C,I,1,F,3、实

14、际应用接线图,42,1,2,+,U,I,=10V,W78,05,3,+,U,O,R,R,L,I,Q,I,O,0.1,F,0.33,F,10,恒流源电路,43,三端可调输出集成稳压器型号命名,CW117/217/317,系列,(正电源),CW137/237/337,系列,(负电源),工作温度,CW117,(,137,),-,55,150C,CW217,(,237,),-,25,150C,CW317,(,337,),0,125C,44,基准电压,1.25 V,输出电流,L 型,输出电流 100 mA,M,型 输出电流 500 mA,45,基本应用电路,U,o,CW317,1,2,3,C,2,+,+

15、,U,i,C,1,C,3,0.1,F,10,F,33,F,R,1,R,2,C,4,I,O,I,Q,I,I,REF,0.1,F,V,1,V,2,V,1,防止输入端短路时,C,4,反向放电损坏稳压器,V,2,防止输出端短路时,C,2,通,过调整端放电损坏稳压器,120,2.2 k,46,R,1,=,U,REF,/,I,Q,=125,静态电流,I,Q,(,约10 mA,),从输出端流出，,R,L,开路时流过,R,1,R,2,=,0,2.2 k,时，,U,O,=,1.25,24 V,47,0,30 V 连续可调电路,U,o,CW317,1,2,3,+,+,U,i,C,1,0.33,F,10,F,R,1,R,2,C,3,1,F,V,C,2,R,3,+,3,k,120,680,+32,V,10,V,A,U,A,=,1.25 V,当,R,2,=,0,时，,U,O,=,0 V,48,可调输出集成稳压器,恒流源电路,2,3,+,U,I,CW317,1,R,R,L,I,ADJ,I,O,0.1,F,R 从120到0.8欧,其输出电流I,O,为10mA到1.5A,1.25V,50uA,49,