電子技術張金華第4章

1、能畫出直流電源的結構框圖；能畫出直流電源的結構框圖；理解電路中穩(wěn)壓的必要性；理解電路中穩(wěn)壓的必要性；了解常用直流穩(wěn)壓電源的應用場合；了解常用直流穩(wěn)壓電源的應用場合；理解穩(wěn)壓二極管電路穩(wěn)壓的過程。理解穩(wěn)壓二極管電路穩(wěn)壓的過程。4.1.1 4.1.1 穩(wěn)壓電源結構框圖穩(wěn)壓電源結構框圖 電網(wǎng)供給的電網(wǎng)供給的220V220V、50Hz50Hz交流電，經(jīng)過變壓交流電，經(jīng)過變壓器降壓后，再對交流電器降壓后，再對交流電壓進行處理，使之成為壓進行處理，使之成為穩(wěn)定的直流電，通常需穩(wěn)定的直流電，通常需要經(jīng)過要經(jīng)過三個環(huán)節(jié)三個環(huán)節(jié)。如圖。如圖所示。所示。穩(wěn)壓電源結構框圖穩(wěn)壓電源結構框圖4.1.1 4.1.1 穩(wěn)壓

2、電源結構框圖穩(wěn)壓電源結構框圖 （1 1）整流整流將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。 （2 2）濾波濾波減小交流分量使輸出電壓平滑。減小交流分量使輸出電壓平滑。 （3 3）穩(wěn)壓穩(wěn)壓穩(wěn)定直流電壓。穩(wěn)定直流電壓。 二、三極管穩(wěn)壓電路二、三極管穩(wěn)壓電路 三極管在穩(wěn)壓電路中用作功率管，起調(diào)整作用。三極管與負載有的是串三極管在穩(wěn)壓電路中用作功率管，起調(diào)整作用。三極管與負載有的是串聯(lián)連接，有的是并聯(lián)連接。三極管在起調(diào)整作用時，工作在線性區(qū)的稱為線聯(lián)連接，有的是并聯(lián)連接。三極管在起調(diào)整作用時，工作在線性區(qū)的稱為線性電源，工作在開關狀態(tài)的稱為開關電源。線性電源和開關電源是直流穩(wěn)壓性電源，工作在開關狀態(tài)

3、的稱為開關電源。線性電源和開關電源是直流穩(wěn)壓電源的兩大類別。電源的兩大類別。 串聯(lián)式線性穩(wěn)壓電源的最主要缺點是變換效率低，一般只有串聯(lián)式線性穩(wěn)壓電源的最主要缺點是變換效率低，一般只有35356060。開關穩(wěn)壓電源主要的優(yōu)越性就是變換效率高，可高達開關穩(wěn)壓電源主要的優(yōu)越性就是變換效率高，可高達70709595，缺點是紋，缺點是紋波和噪聲較大。波和噪聲較大。4.1.2 4.1.2 常用穩(wěn)壓電路及其適用范圍常用穩(wěn)壓電路及其適用范圍 一、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 利用穩(wěn)壓二極管可以構成簡單的直流穩(wěn)壓電路，但其穩(wěn)壓電路，由于利用穩(wěn)壓二極管可以構成簡單的直流穩(wěn)壓電路，但其穩(wěn)壓電路，由于穩(wěn)壓

4、二極管本身的參數(shù)確定，是一個固定值，而且一般小功率穩(wěn)壓管的最穩(wěn)壓二極管本身的參數(shù)確定，是一個固定值，而且一般小功率穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流只有十幾毫安至幾十毫安，因此不能適應負載較大電流的需要。大穩(wěn)定電流只有十幾毫安至幾十毫安，因此不能適應負載較大電流的需要。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的優(yōu)點是電路十分簡單，安裝容易，也可以供要求不穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的優(yōu)點是電路十分簡單，安裝容易，也可以供要求不高的負載使用。高的負載使用。 穩(wěn)壓二極管構成的穩(wěn)壓電路，還常被用來輸出基準電壓。穩(wěn)壓二極管構成的穩(wěn)壓電路，還常被用來輸出基準電壓。 四、集成穩(wěn)壓電路四、集成穩(wěn)壓電路 集成穩(wěn)壓電路體積小，使用方便，被廣泛地用于各種電子

5、設備中，亦集成穩(wěn)壓電路體積小，使用方便，被廣泛地用于各種電子設備中，亦可用于高質(zhì)量穩(wěn)壓電源的前置穩(wěn)壓?？捎糜诟哔|(zhì)量穩(wěn)壓電源的前置穩(wěn)壓。 三、三、晶閘管穩(wěn)壓電路晶閘管穩(wěn)壓電路 采用晶閘管作為調(diào)整器件所構成的穩(wěn)壓電路，是一種開關式穩(wěn)壓電路，采用晶閘管作為調(diào)整器件所構成的穩(wěn)壓電路，是一種開關式穩(wěn)壓電路，它的控制電路（觸發(fā)電路與關斷電路）和三極管的控制電路不同，采用不同它的控制電路（觸發(fā)電路與關斷電路）和三極管的控制電路不同，采用不同的控制電路，對電源的性能也有一些特殊的影響。的控制電路，對電源的性能也有一些特殊的影響。 晶閘管的耐壓可達幾千伏甚至上萬伏，電流也可達幾百安，因此常被用晶閘管的耐壓可達幾

6、千伏甚至上萬伏，電流也可達幾百安，因此常被用來制造大容量的穩(wěn)壓電路。來制造大容量的穩(wěn)壓電路。能識讀三端集成穩(wěn)壓器；能識讀三端集成穩(wěn)壓器；理解三端集成穩(wěn)壓器組成的穩(wěn)壓電路；理解三端集成穩(wěn)壓器組成的穩(wěn)壓電路；了解集成穩(wěn)壓器典型應用電路中元器件的主要作用；了解集成穩(wěn)壓器典型應用電路中元器件的主要作用；會搭建、檢測集成穩(wěn)壓器電路。會搭建、檢測集成穩(wěn)壓器電路。4.2.1 4.2.1 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 一、一、CW78CW78系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器1. 1. 外形與引腳排列外形與引腳排列CW78CW78系列的外形與引腳排列如圖所示。系列的外形與引腳排列如圖

7、所示。輸入端（輸入端（ ）IU公共端（公共端（ ）ADJ輸出端（輸出端（ ）OU外形與引腳排列外形與引腳排列 2. 2. 分類分類 正電壓集成穩(wěn)壓器正電壓集成穩(wěn)壓器CWCW系列按輸出電壓的不同有：系列按輸出電壓的不同有：5V5V、6V6V、8V8V、9V9V、12V12V、15V15V、18V18V和和24V24V等。其型號后面兩位數(shù)字表示輸出電壓值，如：等。其型號后面兩位數(shù)字表示輸出電壓值，如：CW7805CW7805表示輸出電壓為表示輸出電壓為5V5V。 輸出電流以輸出電流以78/7978/79最后面的字母區(qū)分，最后面的字母區(qū)分，L L為為0.1A0.1A、M M為為0.5A0.5A、無字

8、母為、無字母為1.5A1.5A。一、一、CW78CW78系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器4.2.1 4.2.1 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 3. 3.基本電路基本電路 三端固定式集成穩(wěn)壓器的基本電路如圖所示三端固定式集成穩(wěn)壓器的基本電路如圖所示, ,輸出電壓和最大電流取輸出電壓和最大電流取決于所選三端穩(wěn)壓器。決于所選三端穩(wěn)壓器。一、一、CW78CW78系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器4.2.1 4.2.1 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 CW78CW78基本電路基本電路二、二、CW79CW79系列負電壓輸出集成穩(wěn)壓器系列負電壓輸出集成穩(wěn)壓

9、器4.2.1 4.2.1 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 1. 1. 外形與引腳排列外形與引腳排列CW7900CW7900系列的外形與引腳排列如圖所示。系列的外形與引腳排列如圖所示。輸入端（輸入端（ ）IU輸出端（輸出端（ ）OU公共端（公共端（ ）ADJ外形與引腳排列外形與引腳排列 2. 2. 分類分類 CW79CW79系列分類方式與系列分類方式與CW78CW78系列相同，按輸出電壓值分類有：系列相同，按輸出電壓值分類有：5V5V、6V6V、8V8V、9V9V、12V12V、15V15V、18V18V和和24V24V等。等。二、二、CW79CW79系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器系列正電壓

10、輸出集成穩(wěn)壓器4.2.1 4.2.1 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 4.2.1 4.2.1 三端固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器 二、二、CW79CW79系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器3. 3. 基本電路基本電路 CW79CW79基本應用電路基本應用電路7878和和7979系列構成的正、負雙電源系列構成的正、負雙電源 電路如圖所示。電路如圖所示。一、外形與引腳排列一、外形與引腳排列4.2.2 4.2.2 三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的外形與引腳排列如圖所示。三個接線端分別三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的外形與引腳排列如圖所示。三個接線端

11、分別為輸入端（為輸入端（ININ）、輸出端（）、輸出端（OUTOUT）和調(diào)整端（）和調(diào)整端（ADJADJ）。）。CW317CW317的第的第1 1引引腳為調(diào)腳為調(diào)整端，第整端，第2 2引腳為輸入端，第引腳為輸入端，第3 3引引腳為輸出端，腳為輸出端，CW337CW337的第的第1 1引引腳為調(diào)整端，腳為調(diào)整端，第第2 2引引腳為輸出端第腳為輸出端第3 3引引腳為輸入端。其輸出電流可從型號的最后一個字母腳為輸入端。其輸出電流可從型號的最后一個字母中看出，其字母含義與中看出，其字母含義與CW78CW78、CW79CW79系列相同。系列相同。外形與引腳排列外形與引腳排列二、基本電路基本電路4.2.2

12、 4.2.2 三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 原理圖原理圖實物圖實物圖電路如圖所示。電路如圖所示。了解開關式穩(wěn)壓電源的特點；了解開關式穩(wěn)壓電源的特點；能描述開關式穩(wěn)壓電源的基本結構和組成框圖；能描述開關式穩(wěn)壓電源的基本結構和組成框圖；了解開關式穩(wěn)壓電源電路的基本工作原理。了解開關式穩(wěn)壓電源電路的基本工作原理。一、串聯(lián)開關控制平均輸出電壓一、串聯(lián)開關控制平均輸出電壓 右圖所示是利用右圖所示是利用開關開關S S周期性地接通周期性地接通和斷開來取代電阻的和斷開來取代電阻的變化，當變化，當S S接通時，接通時，輸入的未穩(wěn)壓直流輸入的未穩(wěn)壓直流U UI I可以加到負載上，可以加到負載上，S S

13、斷斷時，時，U UI I不能送到負載。開關的接通時間不能送到負載。開關的接通時間t tonon與與開關周期開關周期T T 之比稱為脈沖電壓的占空比之比稱為脈沖電壓的占空比t tonon/ /T T。 開關占空比的改變主要有兩種方式。開關占空比的改變主要有兩種方式。 開關電路中的開關實際上開關電路中的開關實際上是一只二三極管，利用是一只二三極管，利用二三極二三極管的開關作用進行導通和截止。管的開關作用進行導通和截止。加到加到二三極二三極管基極的矩形脈沖管基極的矩形脈沖用來控制用來控制二三極二三極管的導通或截管的導通或截止，止，二三極二三極管以開關方式工作，管以開關方式工作，飽和時，相當于開關接通

14、；截飽和時，相當于開關接通；截止時，相當于開關斷開。這種止時，相當于開關斷開。這種二三極二三極管一般稱為開關調(diào)整管。管一般稱為開關調(diào)整管。二、加接濾波器使輸出電壓平滑二、加接濾波器使輸出電壓平滑 電路及波形如圖所示電路及波形如圖所示電路及波形電路及波形三、開關式串聯(lián)穩(wěn)壓電源的基本結構三、開關式串聯(lián)穩(wěn)壓電源的基本結構 開關電源的結構框圖如圖所示。開關電源的結構框圖如圖所示。將穩(wěn)壓前直流電源輸出的電壓加到將穩(wěn)壓前直流電源輸出的電壓加到高速開關電路上，由輸出變化量的高速開關電路上，由輸出變化量的檢測電路，即誤差檢測電路（或稱檢測電路，即誤差檢測電路（或稱為取樣電路），將電壓檢測信號與為取樣電路），將

15、電壓檢測信號與基準電壓在比較電路中進行比較，基準電壓在比較電路中進行比較，其誤差形成開關控制信號，該開關其誤差形成開關控制信號，該開關控制信號是負反饋信號，它再控制控制信號是負反饋信號，它再控制開關電路，從而使開關電路的輸出開關電路，從而使開關電路的輸出得到穩(wěn)定。得到穩(wěn)定。結構框圖結構框圖四、開關式串聯(lián)穩(wěn)壓電源的基本原理四、開關式串聯(lián)穩(wěn)壓電源的基本原理 1. 1. 開關元件開關元件 在開關電源中三極在開關電源中三極管充當開關元件，三極管充當開關元件，三極管的導通和截止由占空管的導通和截止由占空比控制電路送來的正負比控制電路送來的正負脈沖所控制。脈沖所控制。1VT 2. 2. 控制電路控制電路

16、控制電路由基準部控制電路由基準部分、比較放大器、三角分、比較放大器、三角波發(fā)生器和脈寬調(diào)制器波發(fā)生器和脈寬調(diào)制器組成。組成。 3. 3.濾波器濾波器 濾波器由電感和電濾波器由電感和電容組成，對脈沖電壓進容組成，對脈沖電壓進行濾波，得到紋波很小行濾波，得到紋波很小的直流輸出電壓。輸出的直流輸出電壓。輸出電壓的大小與占空比成電壓的大小與占空比成正比。正比。 4. 4. 續(xù)流二極管續(xù)流二極管VD VD 在電感平滑電路中在電感平滑電路中加上續(xù)流二極管加上續(xù)流二極管VDVD，在，在開關調(diào)整管截止期間有開關調(diào)整管截止期間有續(xù)流的作用，在開關調(diào)續(xù)流的作用，在開關調(diào)整管導通時二極管整管導通時二極管VD截止。截止。 5. 5.取樣電路取樣電路 電阻電阻 和和 組成輸組成輸出