《穩(wěn)壓電路》ppt課件

1、第二十九講 穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓電路的性能目的二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路四、集成穩(wěn)壓器五、開關(guān)型穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓電路的主要目的一、穩(wěn)壓電路的主要目的1、輸出電壓、輸出電壓2、輸出電流、輸出電流3、穩(wěn)壓系數(shù)、穩(wěn)壓系數(shù) 闡明電網(wǎng)電壓動(dòng)搖時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。闡明電網(wǎng)電壓動(dòng)搖時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。 在負(fù)載電流不變時(shí)，輸出電壓相對(duì)變化量與輸入電壓變?cè)谪?fù)載電流不變時(shí)，輸出電壓相對(duì)變化量與輸入電壓變化量之比?；恐?。LLOIIOIIOORRrUUUUUUUUS4、輸出電阻、輸出電阻 闡明負(fù)載電流變化時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。闡明負(fù)載電流變化時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。 在電網(wǎng)電壓不變時(shí)，負(fù)載變化引起的輸出電壓的變化量在電網(wǎng)

2、電壓不變時(shí)，負(fù)載變化引起的輸出電壓的變化量與輸出電流的變化量之比。與輸出電流的變化量之比。IOOoUIUR5、紋波電壓、紋波電壓 測(cè)試的輸出電壓的交流分量。測(cè)試的輸出電壓的交流分量。二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 UZ：穩(wěn)壓管的擊穿電壓：穩(wěn)壓管的擊穿電壓穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流 IZ：使穩(wěn)壓管任務(wù)在穩(wěn)壓形狀的最小電流：使穩(wěn)壓管任務(wù)在穩(wěn)壓形狀的最小電流最大耗散功率最大耗散功率 PZM：允許的最大功率，：允許的最大功率， PZM= IZM UZ動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻 rz：任務(wù)在穩(wěn)壓形狀時(shí)，：任務(wù)在穩(wěn)壓形狀時(shí)，rzU /I1 1、穩(wěn)壓管的伏安特性和主要參數(shù)、穩(wěn)壓管的伏安特性和主要參數(shù)伏安特

3、性伏安特性符號(hào)符號(hào)等效電路等效電路2 2、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的任務(wù)原理、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的任務(wù)原理LDOIZIIIUUURRODZOIZ)(UUIIUUURR電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。上的電壓變化補(bǔ)償基本不變。利用，則若IOI URUUURRRIIRIIUURLLDZOLZ)(的變化。的變化來補(bǔ)償利用也就基本不變?；静蛔儯瑒t若LDOLDZZIIUUIIR3 3、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的主要目的、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的主要目的1輸出電壓輸出電壓 UOUZ2輸出電流輸出電流 IZmax Izmin IZM IZ3穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)OIzOILzLzOIIOLUURrUURrRRrUUUUSRr4輸出電阻輸出電阻zzorRrR

4、簡(jiǎn)單易行，穩(wěn)壓性能好。適用于輸出電壓固定，輸出電簡(jiǎn)單易行，穩(wěn)壓性能好。適用于輸出電壓固定，輸出電流變化范圍較小的場(chǎng)所。流變化范圍較小的場(chǎng)所。4 4、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：5 5、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)1UI的選擇的選擇 UI23UZ2穩(wěn)壓管的選擇穩(wěn)壓管的選擇 UZUO IZMIZ ILmax Ilmin3限流電阻的選擇限流電阻的選擇 保證穩(wěn)壓管既穩(wěn)壓又不損壞。保證穩(wěn)壓管既穩(wěn)壓又不損壞。OIzUURrSr ZMmaxDZminDZZIIII且ZLmaxZinImminDZIIRUUI電網(wǎng)電壓最低且負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最小。電網(wǎng)電壓最低且負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最小。Lma

5、xZZinImIIUUR電網(wǎng)電壓最高且負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最大。電網(wǎng)電壓最高且負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最大。ZMLminZaxImmaxDZIIRUUILminZMZaxImIIUUR為減小為減小Sr,取取值矛盾值矛盾!假設(shè)求得假設(shè)求得RminRmax，怎樣辦？，怎樣辦？討論一：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)討論一：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)計(jì)依次選擇穩(wěn)壓管、依次選擇穩(wěn)壓管、 UI、 R、 C、U2、二極管、二極管1、輸出電壓、負(fù)載電流、輸出電壓、負(fù)載電流穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管2、輸出電壓、輸出電壓UI3、輸出電壓、負(fù)載電流、穩(wěn)壓管電流、輸出電壓、負(fù)載電流、穩(wěn)壓管電流、 UI R4、UI 、 R 濾波電路的等

6、效負(fù)載電阻濾波電路的等效負(fù)載電阻C5、UI U26、U2、 R中電流中電流整流二極管整流二極管 知輸出電壓為知輸出電壓為6V，負(fù)載電流為，負(fù)載電流為030mA。試圖。試圖示電路的參數(shù)。示電路的參數(shù)。三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1 1、根本調(diào)整管穩(wěn)壓電路、根本調(diào)整管穩(wěn)壓電路為了使穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出大電流，需求加晶體管放大。為了使穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出大電流，需求加晶體管放大。穩(wěn)壓原理：電路引入電壓負(fù)反響，穩(wěn)定輸出電壓。穩(wěn)壓原理：電路引入電壓負(fù)反響，穩(wěn)定輸出電壓。OL)1 (IIBEZOUUU調(diào)整管的作用及如何提高穩(wěn)壓性能調(diào)整管的作用及如何提高穩(wěn)壓性能 不論什么緣由引起不論什么緣由引起UO變化

7、，都將經(jīng)過變化，都將經(jīng)過UCE的調(diào)理的調(diào)理使使UO穩(wěn)定，故稱晶體管為調(diào)整管。穩(wěn)定，故稱晶體管為調(diào)整管。 假設(shè)要提高電路的穩(wěn)壓性能，那么應(yīng)加深電路的假設(shè)要提高電路的穩(wěn)壓性能，那么應(yīng)加深電路的負(fù)反響，即提高放大電路的放大倍數(shù)。負(fù)反響，即提高放大電路的放大倍數(shù)。CEIOUUU2 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1穩(wěn)壓原理：假設(shè)由于某種緣由使穩(wěn)壓原理：假設(shè)由于某種緣由使UO增大增大2輸出電壓的調(diào)理范圍輸出電壓的調(diào)理范圍Z3321OZ32321URRRRUURRRRR同相比例同相比例運(yùn)算電路運(yùn)算電路那么那么 UO UN UB UO3 3串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的根本組成部分及其作用串

8、聯(lián)型穩(wěn)壓電路的根本組成部分及其作用調(diào)整管調(diào)整管采樣電阻采樣電阻比較放大比較放大基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓4 4串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中調(diào)整管的選擇串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中調(diào)整管的選擇IEmaxIR1ILmax ILmax ICMUCEmaxUImax UOmin UBRCEO PTmax IEmax UCEmax PCM根據(jù)極限參數(shù)根據(jù)極限參數(shù)ICM、 UBRCEO、PCM 選擇調(diào)選擇調(diào)整管！整管！應(yīng)思索電網(wǎng)電壓的動(dòng)搖和負(fù)載電流的變化！應(yīng)思索電網(wǎng)電壓的動(dòng)搖和負(fù)載電流的變化！討論二：對(duì)于根本串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論二：對(duì)于根本串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論討論3) 假設(shè)電網(wǎng)電壓動(dòng)搖假設(shè)電網(wǎng)電壓動(dòng)搖10， UI為為28V ， UO為為1

9、0V20V ；晶體管的電流放大系數(shù)為晶體管的電流放大系數(shù)為50，PCM5W，ICM1A；集；集成運(yùn)放最大輸出電流為成運(yùn)放最大輸出電流為10mA；那么最大負(fù)載電流約為多少？；那么最大負(fù)載電流約為多少？1) 假設(shè)假設(shè)UO為為10V20V，R1R31k，那么，那么R3和和UZ各為多少？各為多少？2)假設(shè)電網(wǎng)電壓動(dòng)搖假設(shè)電網(wǎng)電壓動(dòng)搖10， UO為為10V20V，UCES3V，UI至少選取至少選取多少伏？多少伏？討論三：關(guān)于適用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源討論三：關(guān)于適用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論的討論0BEmaxERUI1) 標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反向輸入端；標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反向輸入端；2) 電路由哪些部分

10、組成？電路由哪些部分組成？3) UI21V，R1 R2 R3300，UZ6V， UCES3V， UO？4) 如何選取如何選取R和和R？限流型過流限流型過流維護(hù)電路維護(hù)電路輸出電流輸出電流取樣電阻取樣電阻討論三：關(guān)于適用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源討論三：關(guān)于適用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論的討論5) 采樣電阻的取值應(yīng)大些還是小些，為什么？它們有上限值嗎？采樣電阻的取值應(yīng)大些還是小些，為什么？它們有上限值嗎？6) 假設(shè)電路輸出紋波電壓很大，那么其緣由最大的能夠性是什么？假設(shè)電路輸出紋波電壓很大，那么其緣由最大的能夠性是什么？7) 根據(jù)圖中過流維護(hù)電路的原理組成一種限流型過流維護(hù)電路。根據(jù)圖中過流維護(hù)電路的原理組成一種

11、限流型過流維護(hù)電路。四、集成穩(wěn)壓器三端穩(wěn)壓器輸出電壓：輸出電壓：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V輸出電流：輸出電流：1.5AW7800、0.5A W78M00、0.1AW78L001 1、W7800W7800系列系列1 1簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介2根本運(yùn)用根本運(yùn)用消除高頻噪聲消除高頻噪聲使使CO不經(jīng)過不經(jīng)過穩(wěn)壓器放電穩(wěn)壓器放電抵銷長(zhǎng)線電感效應(yīng)，抵銷長(zhǎng)線電感效應(yīng)，消除自激振蕩消除自激振蕩 將輸入端接整流濾波電路的輸出，將輸出端接負(fù)載電阻，構(gòu)成串類型穩(wěn)壓電路。3輸出電流擴(kuò)展電路輸出電流擴(kuò)展電路 為使負(fù)載電流大于三端穩(wěn)壓器的輸出電流，可采為使負(fù)載電流大于三端穩(wěn)壓器的輸出電流，可采用射極輸出器進(jìn)展電流

12、放大。用射極輸出器進(jìn)展電流放大。)(1 (ROLIII很小很小BEDOOUUUU三端穩(wěn)壓器的輸出電壓三端穩(wěn)壓器的輸出電壓假設(shè)假設(shè)UBE= UD，那么那么OOUU二極管的作用：消除二極管的作用：消除UBE對(duì)對(duì)UO的影響。的影響。4輸出電壓擴(kuò)展電路輸出電壓擴(kuò)展電路2WO12O)1 (RIURRUIW為幾為幾mA，UO與三與三端穩(wěn)壓器參數(shù)有關(guān)。端穩(wěn)壓器參數(shù)有關(guān)。隔離作用隔離作用O1321OO21321URRRRUURRRRR基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓電路復(fù)雜電路復(fù)雜2 2、基準(zhǔn)電壓源三端穩(wěn)壓器、基準(zhǔn)電壓源三端穩(wěn)壓器 W117 W117 輸出電壓輸出電壓UREF1.25V，調(diào)整端電流只需幾微安。，調(diào)整端電流只需

13、幾微安。REF12O)1 (URRU減小紋波電壓減小紋波電壓維護(hù)維護(hù)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器討論四：討論四：W117W117的運(yùn)用的運(yùn)用A5 . 1mA3V40V3OOIIUU 1) R1的上限值為多少？的上限值為多少？2) UO能夠的最大值為多少？能夠的最大值為多少？3) 輸出電壓最小值為多少？輸出電壓最小值為多少？4) UOmax30V，選取，選取R1、 R2；5) 知電網(wǎng)電壓動(dòng)搖知電網(wǎng)電壓動(dòng)搖10，輸出電壓最大值為，輸出電壓最大值為30V， UI至至少取多少伏？少取多少伏？決議于決議于IOmin兩種情況：兩種情況：1.知知UI 2.本人選取本人選取UI決議于決議于W117的輸出的輸出輸入電壓最低、輸

14、出電壓最高時(shí)，輸入電壓最低、輸出電壓最高時(shí)，UIUO3V。根據(jù)輸出電壓表達(dá)式根據(jù)輸出電壓表達(dá)式討論五：集成穩(wěn)壓器的運(yùn)用 UO=? W7900與與W7800不同不同之處是輸出為負(fù)電壓。之處是輸出為負(fù)電壓。1、基準(zhǔn)電壓為多少？、基準(zhǔn)電壓為多少？2、UO的表達(dá)式？的表達(dá)式？3、為使、為使W7812不因輸入不因輸入端和輸出端之間電壓太端和輸出端之間電壓太大而損壞，可采用什么大而損壞，可采用什么方法？方法？五、開關(guān)型穩(wěn)壓電路 1、開關(guān)型穩(wěn)壓電源的特點(diǎn) 線性穩(wěn)壓電源：構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)理方便，輸出電線性穩(wěn)壓電源：構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)理方便，輸出電壓穩(wěn)定性強(qiáng)，紋波電壓小。缺陷是調(diào)整管任務(wù)在壓穩(wěn)定性強(qiáng)，紋波電壓小。缺陷是調(diào)

15、整管任務(wù)在甲類形狀，因此功耗大，效率低甲類形狀，因此功耗大，效率低20204949；需加散熱器，因此設(shè)備體積大，笨重，本錢高。需加散熱器，因此設(shè)備體積大，笨重，本錢高。 假設(shè)調(diào)整管任務(wù)在開關(guān)形狀，那么勢(shì)必大大假設(shè)調(diào)整管任務(wù)在開關(guān)形狀，那么勢(shì)必大大減小功耗，提高效率，開關(guān)型穩(wěn)壓電源的效率可減小功耗，提高效率，開關(guān)型穩(wěn)壓電源的效率可達(dá)達(dá)70709595。體積小，分量輕。適于固定的大。體積小，分量輕。適于固定的大負(fù)載電流、輸出電壓小范圍調(diào)理的場(chǎng)所。負(fù)載電流、輸出電壓小范圍調(diào)理的場(chǎng)所。構(gòu)成開關(guān)型穩(wěn)壓電源的根本思緒構(gòu)成開關(guān)型穩(wěn)壓電源的根本思緒 將交流電經(jīng)變壓器、整流濾波 得到直流電壓 控制調(diào)整管按一定頻

16、率開關(guān)，得到矩形波 濾波，得到直流電壓引入負(fù)反響，控制占空比，使輸出電壓穩(wěn)定。引入負(fù)反響，控制占空比，使輸出電壓穩(wěn)定。2 2、串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路、串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路 1 1根本電路根本電路 電路組成及任務(wù)原理電路組成及任務(wù)原理 T截止，截止， D導(dǎo)通，導(dǎo)通， uE UD ；L 釋放能量，釋放能量，C 放放電。電。調(diào)整管二極管續(xù)流 濾波電路T、D 均任務(wù)在開關(guān)形狀。均任務(wù)在開關(guān)形狀。 T飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通， D截止，截止，uE UI；L 儲(chǔ)能，儲(chǔ)能，C 充電。充電。uBUH時(shí)時(shí)uBUL時(shí)時(shí) 波形分析及輸出電壓平均值波形分析及輸出電壓平均值IDoffIonO )(UUTTUTTU調(diào)整管二極管續(xù)流

17、濾波電路關(guān)鍵技術(shù)：大功率高頻管，高質(zhì)量磁性資料關(guān)鍵技術(shù)：大功率高頻管，高質(zhì)量磁性資料穩(wěn)壓原理：假設(shè)某種緣由使輸出電壓升高，那么應(yīng)減小占空穩(wěn)壓原理：假設(shè)某種緣由使輸出電壓升高，那么應(yīng)減小占空比。比。 穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理脈沖寬度調(diào)制式：脈沖寬度調(diào)制式：PWM電路作用：電路作用： UO Ton UO 其它控制方式：其它控制方式：脈沖頻率調(diào)制式：脈沖頻率調(diào)制式： UO T脈寬不變脈寬不變 UO 混合調(diào)制式：混合調(diào)制式： UO T Ton UO 在串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中在串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中 UO UI，故為降壓型電路。，故為降壓型電路。 脈寬調(diào)制電路的根本原理脈寬調(diào)制電路的根本原理比較放大電路比較放大電路電壓電壓比較器比較器調(diào)整管調(diào)整管UO UN1 UO1 (UP2)uB1的占空比的占空比 UOUO UN1 UO1 (UP2)uB1的占空比的占空比UOuP2與與uB1占空占空比的關(guān)系比的關(guān)系UP2穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理：3 3、并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路升壓型、并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路升壓型 1 1任務(wù)原理任務(wù)原理 T截止，截止，L產(chǎn)生感生電產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，動(dòng)勢(shì)， D導(dǎo)通；導(dǎo)通；UI與與L所所產(chǎn)生