模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第12章直流穩(wěn)壓電源的課件

1、12.1 直流穩(wěn)壓電源概述直流穩(wěn)壓電源概述12.2單相整流電路單相整流電路12.3 電源濾波電路電源濾波電路12.4線性穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路12.5 集成線性穩(wěn)壓器集成線性穩(wěn)壓器 12.6開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路12.7 開關(guān)集成穩(wěn)壓器開關(guān)集成穩(wěn)壓器12.8 Multisim 仿真仿真三端固定穩(wěn)壓器三端固定穩(wěn)壓器W7805的特性的特性第第12章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源第第12章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源學(xué)習(xí)本章后，讀者將了解：學(xué)習(xí)本章后，讀者將了解：直流穩(wěn)壓電源的組成框圖，直流穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)：直流穩(wěn)壓電源的組成框圖，直流穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)：電壓調(diào)整率、輸出電阻、溫度系數(shù)和紋波系數(shù)；電

2、壓調(diào)整率、輸出電阻、溫度系數(shù)和紋波系數(shù)；單相整流：半波整流、橋式整流和倍壓整流；單相整流：半波整流、橋式整流和倍壓整流；電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波；電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波；線性穩(wěn)壓電路：并聯(lián)穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路）和串線性穩(wěn)壓電路：并聯(lián)穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路）和串聯(lián)穩(wěn)壓電路；聯(lián)穩(wěn)壓電路；線性集成穩(wěn)壓器：三端固定式穩(wěn)壓器線性集成穩(wěn)壓器：三端固定式穩(wěn)壓器W7800和三端可調(diào)和三端可調(diào)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器W117；開關(guān)穩(wěn)壓電路：串聯(lián)穩(wěn)壓電路（降壓型）、并聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路：串聯(lián)穩(wěn)壓電路（降壓型）、并聯(lián)穩(wěn)壓電路（升壓型）和反激式穩(wěn)壓電路（升壓型）和反激式穩(wěn)壓電路 12.1.1 直流穩(wěn)壓電源的作

3、用和組成框圖直流穩(wěn)壓電源的作用和組成框圖12.1 直流穩(wěn)壓電源概述直流穩(wěn)壓電源概述整整流流濾濾波波220V50Hz直流直流電壓電壓圖圖12.1.1 直流穩(wěn)壓電源框圖直流穩(wěn)壓電源框圖vacvpVAVVOIO穩(wěn)穩(wěn)壓壓12.1.2 直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)12.1 直流穩(wěn)壓電源概述直流穩(wěn)壓電源概述1特性指標(biāo)特性指標(biāo)輸入電壓及其變化范圍；輸入電壓及其變化范圍；輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍；輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍；額定輸出電流以及過流保護(hù)電流。額定輸出電流以及過流保護(hù)電流。 輸出電壓是輸入電壓、輸出電流和溫度（調(diào)節(jié)元件等的特性與溫度有關(guān)）輸出電壓是輸入電壓、輸出電流和溫度（調(diào)節(jié)元件等的特性

4、與溫度有關(guān)）等的函數(shù)，即：等的函數(shù)，即：),(TIVfVOIOVI可以是電網(wǎng)電壓的有效值可以是電網(wǎng)電壓的有效值Vac或者是濾波輸出電壓或者是濾波輸出電壓VAV。0, 00, 00, 0IVOTVOOOTIIOIOIITVTIVIVVVV定義：定義：1）電壓調(diào)整率：）電壓調(diào)整率：0, 0TIIOOvVVVS2）輸出電阻：）輸出電阻：0, 0TVOOoIIVR3）溫度系數(shù)：）溫度系數(shù)：0, 0IVOTITVSTSIRVSVVTOoIvOO故因此，電壓調(diào)整率、輸出電組和溫度系數(shù)越小，直流穩(wěn)壓電源的質(zhì)量越好。因此，電壓調(diào)整率、輸出電組和溫度系數(shù)越小，直流穩(wěn)壓電源的質(zhì)量越好。2質(zhì)量指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)12.1.

5、2 直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)由于輸入是交流電壓由于輸入是交流電壓，在輸出端將不可避免地含有交流分量。，在輸出端將不可避免地含有交流分量。在交流電壓在交流電壓有效值、輸出電流和溫度不變的情況下，紋波電壓是指直流穩(wěn)壓電源輸出電有效值、輸出電流和溫度不變的情況下，紋波電壓是指直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的交流分量壓的交流分量，即紋波電壓即紋波電壓v：OOVvvvO是輸出電壓的瞬時(shí)值，是輸出電壓的瞬時(shí)值，VO是輸出電壓的直流分量（即輸出直流電壓）是輸出電壓的直流分量（即輸出直流電壓）。則。則紋波電壓的有效值紋波電壓的有效值V2(1)(11OO

6、OrmsTOTOOOTOOOOTOOTVVVVdtVvTdtvTdtVVvvTdtVvTdtvTV22OOrmsVVV紋波系數(shù)紋波系數(shù)通常定義為紋波電壓有效值與直流分量的絕對(duì)值之比，即：通常定義為紋波電壓有效值與直流分量的絕對(duì)值之比，即： 122OOrmsOVVVV同樣，紋波系數(shù)越小，同樣，紋波系數(shù)越小，直流穩(wěn)壓電源的質(zhì)量越好。直流穩(wěn)壓電源的質(zhì)量越好。4）紋波系數(shù)）紋波系數(shù)12.2單相整流電路單相整流電路1電路組成和工作原理電路組成和工作原理12.2.1單相半波整流電路單相半波整流電路設(shè)變壓器副繞組的電壓為設(shè)變壓器副繞組的電壓為onVVftVtVv22222sin2sin2V2是副繞組的電壓有

7、效值，是副繞組的電壓有效值，f是電源頻率（是電源頻率（50Hz），），Von是二極管的導(dǎo)通電壓。是二極管的導(dǎo)通電壓。) 12(2/sin2022ntnRviitVvvvLOODOD在在v2的負(fù)半周內(nèi)的負(fù)半周內(nèi)(v20)，二極管，二極管D導(dǎo)通。有：導(dǎo)通。有：一體化硅橋一體化硅橋SQLF2000整流橋整流橋1電路組成和工作原理電路組成和工作原理（b）v20的等效電路的等效電路輸出直流電壓輸出直流電壓:22022045. 02sin22121VVttdVtdvVOO輸出電壓有效值輸出電壓有效值:202220221)sin2(2121VtdtVtdvVOOrms紋波電壓有效值紋波電壓有效值:22222

8、2545. 024VVVVVOOrms紋波系數(shù)紋波系數(shù):21. 1242OVV說明紋波電壓大于直流輸出電壓。說明紋波電壓大于直流輸出電壓。 1電路組成和工作原理電路組成和工作原理流過整流二極管的平均整流電流等于負(fù)流過整流二極管的平均整流電流等于負(fù)載的直流電流，即載的直流電流，即:LLOODFRVRVII245. 0二極管承受的最大反向電壓二極管承受的最大反向電壓:22VVDR根據(jù)上述參數(shù)選擇整流二極管，即根據(jù)上述參數(shù)選擇整流二極管，即:max)25 . 1 (DFFIImax)25 . 1 (DRRVV 式中，式中，IF和和VR是二極管的最大平均整流電流和最高反向工作電壓參數(shù)。是二極管的最大平

9、均整流電流和最高反向工作電壓參數(shù)。 1電路組成和工作原理電路組成和工作原理整流二極管的選擇整流二極管的選擇半波整流電路的輸出直流電壓小，紋波電壓大，特性差。此外，變半波整流電路的輸出直流電壓小，紋波電壓大，特性差。此外，變壓器僅工作半周，流入變壓器和電網(wǎng)的電流是正弦半波，變壓器具有直壓器僅工作半周，流入變壓器和電網(wǎng)的電流是正弦半波，變壓器具有直流偏磁（鐵芯易磁飽和），對(duì)電網(wǎng)造成較大的諧波污染。流偏磁（鐵芯易磁飽和），對(duì)電網(wǎng)造成較大的諧波污染。 a TrRLu2uLu1RLu2uLbRLu2uLRLuLu212.2.2單相橋式整流電路圓橋圓橋2W06 2W06 排橋排橋KBP306 KBP306

10、 u2t0uLTu2t0u2D D2 2、D D4 4通通D D1 1、D D3 3通通D D1 1、D D3 3通通D D2 2、D D4 4通通uLau1TrRLbu2D1D2D3D4uLa u1TrRLbu2D2D412.2.2單相橋式整流電路單相橋式整流電路2輸出直流電壓和紋波電壓輸出直流電壓和紋波電壓2202209 . 022sin22221VVttdVtdvVOO輸出電壓有效值：輸出電壓有效值：2022202)sin2(2221VtdtVtdvVOOrms紋波電壓有效值：紋波電壓有效值：2222435. 081VVVVOOrms紋波系數(shù)：紋波系數(shù)：483. 02282OVV說明紋波

11、電壓小于直流輸出電壓。說明紋波電壓小于直流輸出電壓。 12.2.2單相橋式整流電路單相橋式整流電路輸出直流電壓：輸出直流電壓：流過整流二極管的平均整流過整流二極管的平均整流電流等于負(fù)載直流電流的一流電流等于負(fù)載直流電流的一半，即：半，即：LLOODFRVRVII245. 0221二極管承受的最大反向電壓：二極管承受的最大反向電壓：22VVDR 橋式整流電路的特點(diǎn)：輸出直流電壓較大，紋波電壓較小，特性較好。橋式整流電路的特點(diǎn)：輸出直流電壓較大，紋波電壓較小，特性較好。此外，變壓器連續(xù)工作，流入變壓器和電網(wǎng)的電流是正弦波，變壓器沒有直此外，變壓器連續(xù)工作，流入變壓器和電網(wǎng)的電流是正弦波，變壓器沒有

12、直流偏磁，對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染較小。流偏磁，對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染較小。 3整流二極管的選擇整流二極管的選擇12.2.2單相橋式整流電路單相橋式整流電路通常用整流橋替代分立元件，其通常用整流橋替代分立元件，其體積減小，成本降低，可靠性高。體積減小，成本降低，可靠性高。 u2uLIou2uLIou2uLu2Iot0uLt0uLt0uL245. 0VVLLI2V2常見的幾種整流電路半波半波 全波全波 橋式橋式29 . 0VVL29 . 0VVL2V222V22LI2LI倍壓整流：利用二極管的單向?qū)щ娦詾殡娙萏峁﹩螛O性電壓，將倍壓整流：利用二極管的單向?qū)щ娦詾殡娙萏峁﹩螛O性電壓，將電容存儲(chǔ)的電壓（電荷

13、存儲(chǔ)效應(yīng)）累加，形成等于若干倍交流電壓峰電容存儲(chǔ)的電壓（電荷存儲(chǔ)效應(yīng)）累加，形成等于若干倍交流電壓峰值的直流輸出電壓。值的直流輸出電壓。 12.2.3倍壓整流倍壓整流(a) 2倍壓整流電路倍壓整流電路(b) 6倍壓整流電路倍壓整流電路對(duì)對(duì)2 2倍壓整流電路，有：倍壓整流電路，有： tusinV2222V22oV則C1的耐壓大于的耐壓大于 ，C2的耐壓應(yīng)大于的耐壓應(yīng)大于 。倍壓整流電路一般用。倍壓整流電路一般用于高電壓、小電流（幾毫安以下）的直流電源中。于高電壓、小電流（幾毫安以下）的直流電源中。 電容器電容器C對(duì)直流開路，對(duì)交流阻抗小，所以對(duì)直流開路，對(duì)交流阻抗小，所以C應(yīng)該并聯(lián)應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載

14、兩端在負(fù)載兩端; 電感器電感器L對(duì)直流阻抗小，對(duì)交流阻抗大，因?qū)χ绷髯杩剐?，?duì)交流阻抗大，因此此L 應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。 對(duì)整流電路的濾波，一方面要盡量降低輸出電壓中的脈對(duì)整流電路的濾波，一方面要盡量降低輸出電壓中的脈動(dòng)成份，另一方面又要盡量保留其中的直流成分，使輸出動(dòng)成份，另一方面又要盡量保留其中的直流成分，使輸出電壓接近于理想的直流電壓。電壓接近于理想的直流電壓。 電容器兩端的電壓不能突變（躍變）和流過電感器的電容器兩端的電壓不能突變（躍變）和流過電感器的電流不能突變的特性，用電流不能突變的特性，用電容器與負(fù)載電阻并聯(lián)電容器與負(fù)載電阻并聯(lián)或或電感器電感器與負(fù)載電阻串聯(lián)與負(fù)載電阻串聯(lián)

15、構(gòu)成各種濾波電路。構(gòu)成各種濾波電路。12.3 電源濾波電路電源濾波電路幾種濾波電路幾種濾波電路（a）電容濾波電路）電容濾波電路（b）電感電容濾波電路（）電感電容濾波電路（型）型）（c） 型濾波電路型濾波電路12.3 電源濾波電路電源濾波電路設(shè)設(shè)t1時(shí)刻接時(shí)刻接通電源通電源t1整流電路為電整流電路為電容充電容充電充電結(jié)束充電結(jié)束橋式整流橋式整流輸出波形輸出波形有電容濾波、空載有電容濾波、空載時(shí)時(shí)v2tvot12.3.1電容濾波電路電容濾波電路橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路1.工作原理：工作原理：負(fù)載狀態(tài)下：負(fù)載狀態(tài)下：在整流電路電壓小于在整流電路電壓小于電容電壓時(shí)，二極管電容電壓時(shí)，二

16、極管截止，電容通過截止，電容通過RL放放電，電，u0逐漸下降。逐漸下降。v2tvot12.3.1電容濾波電路電容濾波電路橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路1.工作原理：工作原理：只有整流電路輸出電只有整流電路輸出電壓大于壓大于u0的時(shí)間區(qū)間，的時(shí)間區(qū)間，才有充電電流。因此才有充電電流。因此整流電路的輸出電流整流電路的輸出電流是脈沖波。是脈沖波。整流電路的整流電路的輸出電流輸出電流RLC較大時(shí)較大時(shí)v2tvot12.3.1電容濾波電路電容濾波電路橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路1.工作原理：工作原理：12.3.1電容濾波電路電容濾波電路12.3.1電容濾波電路電容濾波電路在在t=0

17、時(shí)合上開關(guān)時(shí)合上開關(guān)S，接入負(fù)載，接入負(fù)載RL。電。電容初始電壓容初始電壓2220vVvC）（二極管截止，電容器二極管截止，電容器C經(jīng)經(jīng)RL放電，放電，放電時(shí)間常數(shù)放電時(shí)間常數(shù):TCRL電容電壓電容電壓:20)11 (22)()(212TttVeVtvtvtCO （交流電源周期）（交流電源周期）顯然，顯然， 負(fù)載電壓的脈動(dòng)程度與時(shí)間常數(shù)負(fù)載電壓的脈動(dòng)程度與時(shí)間常數(shù)CRL有關(guān)。有關(guān)。 電容器電容器C周而復(fù)始地進(jìn)行充放電，負(fù)載上輸出一個(gè)近似鋸齒波的電壓周而復(fù)始地進(jìn)行充放電，負(fù)載上輸出一個(gè)近似鋸齒波的電壓vO，負(fù)載電壓脈動(dòng)程度大為減小，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓的平滑。，負(fù)載電壓脈動(dòng)程度大為減小，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓

18、的平滑。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：A. 二極管的導(dǎo)電角二極管的導(dǎo)電角 ，流過二極管的瞬時(shí)電流流過二極管的瞬時(shí)電流很大。很大。B. 負(fù)載直流平均電壓負(fù)載直流平均電壓 VL 升高升高 d = RLC 越大，越大， VL 越高越高C. 直流電壓直流電壓 VL 隨負(fù)載電流隨負(fù)載電流增加而減少增加而減少當(dāng)當(dāng) d （3 5） 時(shí)，時(shí)，2TVL = ( 1.1 1.2 )V212.3.1電容濾波電路電容濾波電路2輸出直流電壓和紋波電壓輸出直流電壓和紋波電壓輸出平均電壓輸出平均電壓:)41 (2)2211 (2)11 (22/1222/02CRTVTVdttVTVLTO輸出電壓有效值輸出電壓有效值:222/022)2(3

19、1212)11 (22/1TTVdttVTVTOrms輸出紋波電壓輸出紋波電壓:22222321VTVVVOOrms紋波系數(shù)紋波系數(shù):)22(32TTVVO在實(shí)際應(yīng)用中，通常選擇在實(shí)際應(yīng)用中，通常選擇2)53(TCRL得實(shí)際估算公式得實(shí)際估算公式:22 . 1 VVO2VVOrms212. 0VV %101 . 0輸出平均電壓與輸出平均電流的關(guān)系稱為電容濾輸出平均電壓與輸出平均電流的關(guān)系稱為電容濾波電路的負(fù)載特性。波電路的負(fù)載特性。 3電容濾波的負(fù)載特性電容濾波的負(fù)載特性分析知，輸出直流電壓在分析知，輸出直流電壓在0.9V2和之間。和之間。22V可見，電容濾波帶負(fù)載能力較差?？梢?，電容濾波帶負(fù)

20、載能力較差。當(dāng)輸出直流電流小（負(fù)載電當(dāng)輸出直流電流小（負(fù)載電阻大）時(shí)，輸出電壓大；阻大）時(shí)，輸出電壓大；當(dāng)輸出直流電流大（負(fù)載電當(dāng)輸出直流電流大（負(fù)載電阻?。r(shí)，輸出電壓小。阻小）時(shí)，輸出電壓小。二極管承受的最大反向電壓仍為變壓器付邊交流電壓二極管承受的最大反向電壓仍為變壓器付邊交流電壓的峰值，即：的峰值，即：22VVDR電容對(duì)直流分量相當(dāng)于開路，所以，電容對(duì)直流分量相當(dāng)于開路，所以，流過整流二極管的平均流過整流二極管的平均整流電流仍然等于負(fù)載直流電流的一半，即：整流電流仍然等于負(fù)載直流電流的一半，即：LLOODFRVRVII26 . 0221二極管的導(dǎo)通角遠(yuǎn)小于二極管的導(dǎo)通角遠(yuǎn)小于1800，

21、并且必須維持一定的負(fù)載平均，并且必須維持一定的負(fù)載平均電流，故二極管的導(dǎo)通電流大。因此，電流，故二極管的導(dǎo)通電流大。因此，計(jì)算二極管的最大平均計(jì)算二極管的最大平均整流電流和最高反向工作電壓參數(shù)的公式修正為：整流電流和最高反向工作電壓參數(shù)的公式修正為：max) 32(DFFIImax)25 . 1 (DRRVV IDFmax和和VDRmax是二極管工作時(shí)的最大平均電流和最高反向電壓是二極管工作時(shí)的最大平均電流和最高反向電壓，可根據(jù)變壓器的最大付邊電壓電壓有效值和負(fù)載電阻確定。，可根據(jù)變壓器的最大付邊電壓電壓有效值和負(fù)載電阻確定。4二極管的選擇二極管的選擇例例有一單相橋式濾波電路，電源頻率有一單相

22、橋式濾波電路，電源頻率f=50HZ，負(fù)載電阻為，負(fù)載電阻為 200 ，要求，要求Uo=24V，試選擇整流二極管及濾波電容。，試選擇整流二極管及濾波電容。查二極管參數(shù)，為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大查二極管參數(shù)，為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。選用一倍左右。選用2CP11(Iom=100mA， URM= 50V)。解：解：（1）選擇整流二極管選擇整流二極管 mAmALRoUoIDI60)(2 . 024212121變壓器副邊電壓有效值變壓器副邊電壓有效值VoUU202 . 0242 . 12故故VUUDRM2820222(2)(2)選擇濾波電容選擇濾波電容25,2)53(TC

23、RTCRLL取根據(jù)ssTCRL05.02501525uFRCL25020005.005.0VUUo2820222空載時(shí)故電容可選用故電容可選用250uF250uF、耐壓、耐壓50V50V的電解電容器的電解電容器實(shí)際電源舉例實(shí)際電源舉例-24VN2C1N3N13A 2000 F 50VFU2C21A.047 FFU12CZ12 4直流直流交流交流 24V220V變壓器副繞組變壓器副繞組N N3 3的的電壓約為電壓約為20V20V，電源輸，電源輸出電壓為出電壓為-24V-24V，電流，電流為為1.8A1.8A。C C2 2：抑制高頻干擾；抑制高頻干擾；副繞組副繞組N N2 2的電壓為的電壓為5.5

24、V5.5V，供照明指示燈，供照明指示燈用。用。直流直流24V24V電池的極性可電池的極性可任意接入。任意接入。12.4線性穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路12.4.1線性并聯(lián)穩(wěn)壓電路線性并聯(lián)穩(wěn)壓電路12.4.2 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路12.4.3電壓基準(zhǔn)電路電壓基準(zhǔn)電路 穩(wěn)壓電路將變化的直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓，滿足穩(wěn)壓電路將變化的直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓，滿足高性能電子電路對(duì)直流電源的要求。因此，穩(wěn)壓電路是決定直高性能電子電路對(duì)直流電源的要求。因此，穩(wěn)壓電路是決定直流穩(wěn)壓電源質(zhì)量的關(guān)鍵電路。流穩(wěn)壓電源質(zhì)量的關(guān)鍵電路。 分類：分類：按穩(wěn)壓電路中調(diào)節(jié)元件與負(fù)載的連接方式分，有并聯(lián)穩(wěn)壓按穩(wěn)壓

25、電路中調(diào)節(jié)元件與負(fù)載的連接方式分，有并聯(lián)穩(wěn)壓電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路。電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路。按穩(wěn)壓電路中調(diào)節(jié)元件的工作狀態(tài)分，有線性穩(wěn)壓電路和按穩(wěn)壓電路中調(diào)節(jié)元件的工作狀態(tài)分，有線性穩(wěn)壓電路和開關(guān)穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路。開關(guān)穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路。在線性穩(wěn)壓電路中，調(diào)節(jié)元件工作在線性狀態(tài)；而在開關(guān)在線性穩(wěn)壓電路中，調(diào)節(jié)元件工作在線性狀態(tài)；而在開關(guān)穩(wěn)壓電路中，調(diào)節(jié)元件工作在開關(guān)狀態(tài)（飽和或截止）。穩(wěn)壓電路中，調(diào)節(jié)元件工作在開關(guān)狀態(tài)（飽和或截止）。12.4線性穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路1電路組成和工作原理電路組成和工作原理 12.4.1線性并聯(lián)穩(wěn)壓電路線性并聯(lián)穩(wěn)壓電路當(dāng)任何因素，例如當(dāng)任何因素，例如VI增加，引起增加，引起輸出電壓

26、輸出電壓VO增加時(shí)，將發(fā)生下增加時(shí)，將發(fā)生下述自動(dòng)調(diào)節(jié)過程：述自動(dòng)調(diào)節(jié)過程： RRIRIIZOIVIIVVROZ 穩(wěn)壓管特性VOVO=VI - VR即任何因素引起的輸出電壓的增加量，被電路的自動(dòng)調(diào)即任何因素引起的輸出電壓的增加量，被電路的自動(dòng)調(diào)節(jié)引起的減少量抵消，維持輸出電壓基本恒定。節(jié)引起的減少量抵消，維持輸出電壓基本恒定。調(diào)節(jié)元件穩(wěn)壓管是通過自身的特性調(diào)節(jié)電流實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的。調(diào)節(jié)元件穩(wěn)壓管是通過自身的特性調(diào)節(jié)電流實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的。2主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)1）特性指標(biāo)）特性指標(biāo)另外，輸入電壓的最小值必須保證穩(wěn)壓管擊穿穩(wěn)壓，故輸入電壓范圍是：另外，輸入電壓的最小值必須保證穩(wěn)壓管擊穿穩(wěn)壓，故輸入電壓范圍

27、是：ZZaxIZVRIVVVmaxIm輸出電壓不能調(diào)節(jié)，等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，即：輸出電壓不能調(diào)節(jié)，等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，即：ZOVV ZZIOIRVVI所以，最大輸出電流是：所以，最大輸出電流是：maxminmaxminImmaxZZZZZaxOIIIIRVVI由此可以計(jì)算整流濾波電路的參數(shù)。由此可以計(jì)算整流濾波電路的參數(shù)。又又ZZaxVRIVmaxIm輸出端開路是直流穩(wěn)壓電源經(jīng)常出現(xiàn)的工況，此時(shí)，穩(wěn)壓管的電流達(dá)輸出端開路是直流穩(wěn)壓電源經(jīng)常出現(xiàn)的工況，此時(shí)，穩(wěn)壓管的電流達(dá)到最大值，故到最大值，故輸入電壓的最大值是輸入電壓的最大值是 ：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力主要取決于穩(wěn)壓管的電流調(diào)節(jié)范圍

28、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力主要取決于穩(wěn)壓管的電流調(diào)節(jié)范圍IZmin，IZmax，IZmin是穩(wěn)定電流，是穩(wěn)定電流，IZmax是穩(wěn)壓管允許的最大電流，等于額定功耗是穩(wěn)壓管允許的最大電流，等于額定功耗PZ除除以穩(wěn)定電壓以穩(wěn)定電壓VZ。限流電阻。限流電阻R的取值，必須保證穩(wěn)壓管工作在電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。的取值，必須保證穩(wěn)壓管工作在電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。rZ穩(wěn)壓電路的質(zhì)量指標(biāo)是衡量輸出電壓變化量大小的指標(biāo)?？梢愿鶕?jù)交流等穩(wěn)壓電路的質(zhì)量指標(biāo)是衡量輸出電壓變化量大小的指標(biāo)?？梢愿鶕?jù)交流等效電路計(jì)算。如圖效電路計(jì)算。如圖12.4.2 ，rZ是穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻，通常遠(yuǎn)小于限流電阻是穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻，通常遠(yuǎn)小于限流電阻

29、R。)(0, 0RrVrVVVSZOZTIIOOv輸出電阻：輸出電阻：RrIVRZTVOOoI/0, 0溫度系數(shù)：溫度系數(shù)：ZIVZIVOTIITVTVS0, 00, 0設(shè)濾波電路的紋波系數(shù)為設(shè)濾波電路的紋波系數(shù)為I，則穩(wěn)壓電路輸出電壓的最大紋波系數(shù)（，則穩(wěn)壓電路輸出電壓的最大紋波系數(shù)（負(fù)載開路）的計(jì)算如下：負(fù)載開路）的計(jì)算如下：RrrVVVRrrVVRrrVVVZIZZIIIZZOIZZOOOO11式中，式中，VI和和VI分別是濾波電路輸出的紋波電壓和直流分量（直流輸出電壓）。分別是濾波電路輸出的紋波電壓和直流分量（直流輸出電壓）?？梢?，限流電阻可見，限流電阻R越大、穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻越大、穩(wěn)

30、壓管的動(dòng)態(tài)電阻rZ及溫度系數(shù)及溫度系數(shù)Z越小，穩(wěn)壓電路的質(zhì)越小，穩(wěn)壓電路的質(zhì)量越好。量越好。2）質(zhì)量指標(biāo)）質(zhì)量指標(biāo)電壓調(diào)整率：電壓調(diào)整率：Z是穩(wěn)壓管的溫度系數(shù)。是穩(wěn)壓管的溫度系數(shù)。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的轉(zhuǎn)換效率為：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的轉(zhuǎn)換效率為：)()(2OZIZZIOZIOIRVVVRVVIVPP輸出電流越大，轉(zhuǎn)換效率越高。當(dāng)輸出最輸出電流越大，轉(zhuǎn)換效率越高。當(dāng)輸出最大電流時(shí)，功率轉(zhuǎn)換效率最大。大電流時(shí)，功率轉(zhuǎn)換效率最大。)()()(maxmax2maxmax2maxOZZZOZOZIZZIOZIIVRIIVIRVVVRVVIVmaxmaxZZRIV因?yàn)橐驗(yàn)閙axmax1ZZRIV ，所以，3) 功率

31、轉(zhuǎn)換效率功率轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)壓電路的輸出功率與輸入功率之比即是轉(zhuǎn)換效率。穩(wěn)壓電路的輸出功率與輸入功率之比即是轉(zhuǎn)換效率。最大轉(zhuǎn)換效率為：最大轉(zhuǎn)換效率為：rZ例題：例題：電路如圖所示。設(shè)整流濾波電路的最大輸出直流電壓為電路如圖所示。設(shè)整流濾波電路的最大輸出直流電壓為12V，紋波系，紋波系數(shù)為數(shù)為0.1；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓是；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓是6V，穩(wěn)定電流是，穩(wěn)定電流是5mA，額定功率是，額定功率是250mW，動(dòng)態(tài)電阻是動(dòng)態(tài)電阻是15，溫度系數(shù)是，溫度系數(shù)是5mV/0C。試選擇限流電阻，求直流輸出電壓、。試選擇限流電阻，求直流輸出電壓、最大輸出電流和電路的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。最大輸出電流和電路的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。

32、解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流為解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流為mAVmWVPIZZZ426250max得：得：143143. 042612maxImkIVVRZZax最大輸出電流：最大輸出電流：mAIIIZZO37542minmaxmax電壓調(diào)整率：電壓調(diào)整率：015. 0)15015(615)(RrVrSZOZv 如果電網(wǎng)電壓有效值變化如果電網(wǎng)電壓有效值變化10%，則整流濾波輸出電壓亦變化，則整流濾波輸出電壓亦變化10%，引起的輸出直流電壓變化量如下：引起的輸出直流電壓變化量如下：VVVSVaxOvO11. 0)12%10(6015. 0Immax輸出電阻：輸出電阻：6 .13150/15/RrRZo

33、可選擇可選擇R=150。續(xù)解：續(xù)解：輸出電流變化引起的輸出電流變化引起的直流電壓變化量為直流電壓變化量為:VmVIRVOOO5 . 0375 .13maxmax 溫度系數(shù)為溫度系數(shù)為CmVSZT0/5如果環(huán)境溫度變化如果環(huán)境溫度變化500C，則最大輸出電壓變化為，則最大輸出電壓變化為:VCCmVTSVTO25. 050/500max 直流輸出電壓總變化量為直流輸出電壓總變化量為:VVVVVOOOO86. 0maxmaxmaxmax 紋波系數(shù)為紋波系數(shù)為:%2019. 0143151 . 015612ImmaxRrrVVZIZZaxO 綜上所述，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸綜上所述，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出電壓固

34、定，不能調(diào)節(jié)；受穩(wěn)出電壓固定，不能調(diào)節(jié)；受穩(wěn)壓管額定功率的限制，輸出電壓管額定功率的限制，輸出電流小，輸出功率??；質(zhì)量不夠流小，輸出功率??；質(zhì)量不夠高。但電路簡(jiǎn)單，可作為小功高。但電路簡(jiǎn)單，可作為小功率電子電路的電源。率電子電路的電源。1電路組成和工作原理電路組成和工作原理12.4.2 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路調(diào)整管調(diào)整管T工作在放大區(qū)，并且與負(fù)載工作在放大區(qū)，并且與負(fù)載RL串聯(lián)，故稱為線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路。串聯(lián)，故稱為線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路。 1電路組成和工作原理電路組成和工作原理12.4.2 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路 輸入電壓輸入電壓VI增加引起輸出電壓增加引起輸出電壓VO增加，電路

35、將發(fā)生下述自動(dòng)調(diào)整過增加，電路將發(fā)生下述自動(dòng)調(diào)整過程（負(fù)反饋過程）程（負(fù)反饋過程）:ETBVVFOIVVVVVFREF 取樣VO VI增加引起輸出直流電壓增加引起輸出直流電壓VO的增加量，被電路的自動(dòng)調(diào)節(jié)的增加量，被電路的自動(dòng)調(diào)節(jié)引起的減少量抵消，維持輸出電壓引起的減少量抵消，維持輸出電壓VO基本恒定。基本恒定。 12.4.2 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路取樣電路對(duì)運(yùn)放引入深度負(fù)反饋，所以取樣電路對(duì)運(yùn)放引入深度負(fù)反饋，所以:OPPPFREFVRRRRRRVV221122REFPPOVRRRRRV2221得到 輸出電壓與基準(zhǔn)電壓成正比，與取樣電阻的分壓系數(shù)成反比。調(diào)整電輸出電壓與基準(zhǔn)電壓成正

36、比，與取樣電阻的分壓系數(shù)成反比。調(diào)整電位器位器RP，可調(diào)整輸出直流電壓。，可調(diào)整輸出直流電壓。 當(dāng)當(dāng)RP2=0時(shí)，輸出直流電壓最大；當(dāng)時(shí)，輸出直流電壓最大；當(dāng)RP2=RP時(shí)，輸出直流電壓最小。時(shí)，輸出直流電壓最小。REFPOOOREFPPVRRRRVVVVRRRRR221maxmin2212輸出直流電壓和調(diào)節(jié)范圍輸出直流電壓和調(diào)節(jié)范圍即輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍是即輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍是:3最大輸出電流最大輸出電流CMPOCMRCMOOIRRRVIIIII21max1max式中，式中，ICM是調(diào)整管的最大集電極允是調(diào)整管的最大集電極允許電流。許電流。 12.4.2 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路調(diào)整管

37、的集射電壓為調(diào)整管的集射電壓為:OICEVVV一方面，調(diào)整管一方面，調(diào)整管T的集射電壓最大值必須小于反向擊穿電壓，即的集射電壓最大值必須小于反向擊穿電壓，即CEOBROaxCEVVVV)(minImmaxCEOBROaxIVVVV)(minIm式中，式中，V(BR)CEO是調(diào)整管集電極與發(fā)射極之間的反向擊穿電壓。是調(diào)整管集電極與發(fā)射極之間的反向擊穿電壓。 4輸入電壓范圍輸入電壓范圍另一方面，調(diào)整管另一方面，調(diào)整管T的集射電壓最小值必須大于飽和壓降（放大狀態(tài)），即的集射電壓最小值必須大于飽和壓降（放大狀態(tài)），即:CESOinCEVVVVmaxImminCESOinIVVVVmaxIm任何情況下輸

38、出電流都應(yīng)該小于調(diào)整管的任何情況下輸出電流都應(yīng)該小于調(diào)整管的最大集電極允許電流。最大集電極允許電流。為此，必須增加過流保護(hù)電路。為此，必須增加過流保護(hù)電路。12.4.2 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路式中，式中，VCES是整管集電極與發(fā)射極之間的飽和電壓。是整管集電極與發(fā)射極之間的飽和電壓。求出求出ICM和和V(BR)CEO,在考慮一定的安全系數(shù)在考慮一定的安全系數(shù) (如乘如乘1.5倍倍) 后，可以選擇后，可以選擇調(diào)整管。調(diào)整管。5過流保護(hù)電路過流保護(hù)電路圖圖(a) 串聯(lián)穩(wěn)壓電源的限流保護(hù)串聯(lián)穩(wěn)壓電源的限流保護(hù)圖圖(b) 串聯(lián)穩(wěn)壓電源的截流保護(hù)串聯(lián)穩(wěn)壓電源的截流保護(hù)12.4.2 線性串聯(lián)穩(wěn)壓

39、電路線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路5過流保護(hù)電路過流保護(hù)電路 圖圖a是具有限流保護(hù)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路，晶體管是具有限流保護(hù)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路，晶體管T2和電阻和電阻R0組成限流保護(hù)組成限流保護(hù)電路。電路。 圖圖b是具有截流保護(hù)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路，晶體管是具有截流保護(hù)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路，晶體管T2和電阻和電阻R0、R3、R4組成截流保護(hù)電路。組成截流保護(hù)電路。 基準(zhǔn)電壓源是提供準(zhǔn)確電壓的電路，要求其輸出直流電壓非常穩(wěn)基準(zhǔn)電壓源是提供準(zhǔn)確電壓的電路，要求其輸出直流電壓非常穩(wěn)定，但輸出電流卻很小。獲得準(zhǔn)確基準(zhǔn)電壓的主要途徑是采用溫度補(bǔ)償定，但輸出電流卻很小。獲得準(zhǔn)確基準(zhǔn)電壓的主要途徑是采用溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓和能隙基準(zhǔn)電壓

40、。穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓和能隙基準(zhǔn)電壓。12.4.3電壓基準(zhǔn)電路電壓基準(zhǔn)電路 在深度負(fù)反饋的情況下，基準(zhǔn)電壓的性能對(duì)輸出電壓影響最大。因?yàn)樵谏疃蓉?fù)反饋的情況下，基準(zhǔn)電壓的性能對(duì)輸出電壓影響最大。因?yàn)榛鶞?zhǔn)電壓不在串聯(lián)穩(wěn)壓電路的反饋環(huán)內(nèi)，反饋對(duì)基準(zhǔn)電壓沒有任何影響，所基準(zhǔn)電壓不在串聯(lián)穩(wěn)壓電路的反饋環(huán)內(nèi)，反饋對(duì)基準(zhǔn)電壓沒有任何影響，所以，必須采用高性能的基準(zhǔn)電壓源。以，必須采用高性能的基準(zhǔn)電壓源。溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管VOVIIO1溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)源溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)源在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，如果輸在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，如果輸出電流很小，則同時(shí)采取以下出電流很小，則同時(shí)采取以下2條條措

41、施可獲得穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓：措施可獲得穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓：1）輸入電壓）輸入電壓VI基本不變，或穩(wěn)基本不變，或穩(wěn)壓管通過恒定的電流；壓管通過恒定的電流；2）對(duì)穩(wěn)壓管進(jìn)行溫度補(bǔ)償。）對(duì)穩(wěn)壓管進(jìn)行溫度補(bǔ)償。由溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管由溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管DZ反反向擊穿穩(wěn)壓，提供穩(wěn)定的向擊穿穩(wěn)壓，提供穩(wěn)定的6.3V基基準(zhǔn)電壓。準(zhǔn)電壓。VVO975. 93 . 6)1271 (通過外接電位器通過外接電位器RW可微調(diào)輸出電壓，使輸出電壓等于可微調(diào)輸出電壓，使輸出電壓等于10V。電路中。電路中還包含還包含2個(gè)精密分壓電阻個(gè)精密分壓電阻RA和和RB，可分壓輸出，可分壓輸出5V基準(zhǔn)電壓?；鶞?zhǔn)電壓。RWR1DZ12.4.3電壓

42、基準(zhǔn)電路電壓基準(zhǔn)電路1溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)源溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)源REF101是基于溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極是基于溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管的單片集成電壓基準(zhǔn)器件，提供管的單片集成電壓基準(zhǔn)器件，提供10V的精密基準(zhǔn)電壓。的精密基準(zhǔn)電壓。在在0700C范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，REF101輸出基準(zhǔn)電壓的最大變化僅為輸出基準(zhǔn)電壓的最大變化僅為0.7mV。5端的輸出基準(zhǔn)電壓為：端的輸出基準(zhǔn)電壓為：溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓通常大于溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓通常大于5V。如果需要較低的基準(zhǔn)電壓。如果需要較低的基準(zhǔn)電壓，則需采用能隙基準(zhǔn)電壓源。，則需采用能隙基準(zhǔn)電壓源。TVVGBE0VG0是半導(dǎo)體材料在絕對(duì)零度時(shí)的能帶間

43、隙電壓，是半導(dǎo)體材料在絕對(duì)零度時(shí)的能帶間隙電壓，是是PN結(jié)的電壓溫度結(jié)的電壓溫度系數(shù)。硅材料的能帶間隙電壓系數(shù)。硅材料的能帶間隙電壓VG0=1.205V，-2.1mV/K。_+R1T1VREF _R3+R2T2T3VI II3I2I1+_VK 能隙基準(zhǔn)電壓源能隙基準(zhǔn)電壓源VREF 1.205VI2.能隙基準(zhǔn)電壓源能隙基準(zhǔn)電壓源圖中，晶體管的發(fā)射結(jié)電壓為：圖中，晶體管的發(fā)射結(jié)電壓為：得：得：21322132321222lnlnIIqkTRRIIVRRRVVRIRVTBEBEK213203lnIIqkTRRTVVVVGKBEREFVVVGREF205. 10可見，輸出基準(zhǔn)電壓等于硅材料的能隙電壓，

44、故稱為能隙基準(zhǔn)電壓源?？梢姡敵龌鶞?zhǔn)電壓等于硅材料的能隙電壓，故稱為能隙基準(zhǔn)電壓源。 由由 串聯(lián)穩(wěn)壓電路適合單片集成電路制造，相應(yīng)的集成電路產(chǎn)品稱串聯(lián)穩(wěn)壓電路適合單片集成電路制造，相應(yīng)的集成電路產(chǎn)品稱為單片集成線性穩(wěn)壓器，簡(jiǎn)稱集成穩(wěn)壓器。為單片集成線性穩(wěn)壓器，簡(jiǎn)稱集成穩(wěn)壓器。12.5 集成線性穩(wěn)壓器集成線性穩(wěn)壓器 只有只有3個(gè)引出端的集成穩(wěn)壓器稱為三端穩(wěn)壓器，個(gè)引出端的集成穩(wěn)壓器稱為三端穩(wěn)壓器，3個(gè)引出端分別個(gè)引出端分別是輸入電壓端、輸出電壓端和公共端或調(diào)整端。是輸入電壓端、輸出電壓端和公共端或調(diào)整端。 輸出電壓固定的是三端固定穩(wěn)壓器，輸出電壓可調(diào)的是三端可輸出電壓固定的是三端固定穩(wěn)壓器，輸出

45、電壓可調(diào)的是三端可調(diào)穩(wěn)壓器。調(diào)穩(wěn)壓器。 圖圖12.5.1 三端穩(wěn)壓器封裝和框圖三端穩(wěn)壓器封裝和框圖 三端集成穩(wěn)壓器的分類三端集成穩(wěn)壓器的分類12.5 集成線性穩(wěn)壓器1.三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器 國標(biāo)型號(hào)國標(biāo)型號(hào):CW78-/CW78M-/CW78L-2.三端固定負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器三端固定負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器 國標(biāo)型號(hào)國標(biāo)型號(hào):CW79-/CW79M-/CW79L-3.三端可調(diào)正輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)正輸出集成穩(wěn)壓器 國標(biāo)型號(hào)國標(biāo)型號(hào):CW117-/CW117M-/CW117L- CW217-/CW217M-/CW217L CW317-/CW317M-/CW317L-4.三端可

46、調(diào)負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器 國標(biāo)型號(hào)國標(biāo)型號(hào):CW137-/CW137M-/CW137L- CW237-/CW237M-CW237L- CW337-/CW337M-/CW337L-5.三端低壓差集成穩(wěn)壓器三端低壓差集成穩(wěn)壓器6. 大電流三端集成穩(wěn)壓器大電流三端集成穩(wěn)壓器 型號(hào)中型號(hào)中代表輸出電壓的絕對(duì)值，代表輸出電壓的絕對(duì)值，一般為：一般為：5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24VW78W79Io 1.5AW78MW79MIo 0.5AW78LW79LIo 0.1AW78HW79HIo 5A12.5 集成線性穩(wěn)壓器 三端集成穩(wěn)壓器的參數(shù)三端集成穩(wěn)壓器的參數(shù)1. 輸出電

47、壓固定的三端集成穩(wěn)壓器輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器 （正電壓（正電壓 78 、負(fù)電壓、負(fù)電壓 79 ）12.5 集成線性穩(wěn)壓器集成線性穩(wěn)壓器電路由基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較放大電路、調(diào)電路由基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較放大電路、調(diào)整電路、保護(hù)電路和啟動(dòng)電路組成。整電路、保護(hù)電路和啟動(dòng)電路組成。 型號(hào)：型號(hào)：W7800 1.工作原理工作原理由由D1、D2、R1、R2、R3、T3、DZ2、T4和和R4組成。組成。T4輸輸出恒定電流使穩(wěn)壓管工作在恒出恒定電流使穩(wěn)壓管工作在恒流穩(wěn)壓狀態(tài)，輸出較穩(wěn)定的電流穩(wěn)壓狀態(tài)，輸出較穩(wěn)定的電壓壓VZ2，基本不受輸入電壓，基本不受輸入電壓VI變變化的影響?；挠绊?。

48、1321232RRRRVVVVBEZBEREFVZ2具有正溫度系數(shù)，而具有正溫度系數(shù)，而VBE具有負(fù)溫度系數(shù)。具有負(fù)溫度系數(shù)。 基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓：由由R12和和R13組成，反饋電壓為組成，反饋電壓為OFVRRRV1312131)基準(zhǔn)電壓電路基準(zhǔn)電壓電路2)取樣電路取樣電路由由T4T11等元件組成。等元件組成。T6T8組成恒流源差分放大電組成恒流源差分放大電路，路，T4和和T5是其恒流源負(fù)載，是其恒流源負(fù)載，T10將雙端輸出電壓轉(zhuǎn)換調(diào)整管將雙端輸出電壓轉(zhuǎn)換調(diào)整管驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)電流。T10和和T11組成復(fù)合調(diào)整管。為組成復(fù)合調(diào)整管。為保證調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，保證調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，要求要求V

49、I-VO大于大于3V左右。左右。3)比較放大和調(diào)整電路比較放大和調(diào)整電路1.工作原理工作原理取樣、比較和調(diào)整電路形成負(fù)反饋，所以，輸出電壓為取樣、比較和調(diào)整電路形成負(fù)反饋，所以，輸出電壓為:REFOVRRRV131312為保證為保證W78M15正常工作，正常工作，要求要求VI-VO大于大于3V左右，即左右，即:VVVVOI183穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流IQ（10mA），則），則整流濾波電路的等效負(fù)載電阻近似為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻近似為3501. 05 . 018QOILIIVR濾波電容濾波電容:FFmSRTCL1400857351220)53(12)53(2.應(yīng)用電路應(yīng)用電路1）

50、15V/0.5A直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源主要電路參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：主要電路參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：變壓器付邊電壓有效值變壓器付邊電壓有效值:VVVI5 .162 . 1%)101 (2整流橋二極管的平均電流整流橋二極管的平均電流:mAIIIQODF765. 0510. 02) 32(2.應(yīng)用電路應(yīng)用電路1）15V/0.5A直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源由此，選擇變壓器付邊電壓有效值為由此，選擇變壓器付邊電壓有效值為20V ，整流橋?yàn)?，整流橋?yàn)镽S101（平均整（平均整流電流流電流1A、反向工作電壓、反向工作電壓50V），），1500F的電解電容。的電解電容。通常用通常用1F左右的其它介質(zhì)電容（如云母電

51、容）與電解電容并聯(lián)，以左右的其它介質(zhì)電容（如云母電容）與電解電容并聯(lián)，以消除電解電容的寄生電感對(duì)電路的不利影響。消除電解電容的寄生電感對(duì)電路的不利影響。C3抑制穩(wěn)壓器輸出端的殘余紋波，經(jīng)驗(yàn)值為抑制穩(wěn)壓器輸出端的殘余紋波，經(jīng)驗(yàn)值為0.1F。 V2=20V1500F1F0.1FIQ 整流濾波電路在整流濾波電路在2個(gè)電容上建立起絕對(duì)值相等極性相反的電壓，即個(gè)電容上建立起絕對(duì)值相等極性相反的電壓，即VI2=-VI1； 穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器W78M15輸出輸出+15V電壓和電壓和0.5A電流；而穩(wěn)壓器電流；而穩(wěn)壓器W79M15輸出輸出-15V電壓和電壓和-0.5A電流。電流。 2）15V/0.5A直流穩(wěn)壓電源直

52、流穩(wěn)壓電源IO1IO2V2=40V能隙基準(zhǔn)電壓能隙基準(zhǔn)電壓VREF =1.25V輸出電壓輸出電壓1.工作原理工作原理12.5.2三端可調(diào)穩(wěn)壓器三端可調(diào)穩(wěn)壓器 除取樣電路置于集成電除取樣電路置于集成電路外部以外，三端可調(diào)穩(wěn)壓器路外部以外，三端可調(diào)穩(wěn)壓器的內(nèi)部電路同樣由基準(zhǔn)電壓電的內(nèi)部電路同樣由基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路、調(diào)整電路、路、比較放大電路、調(diào)整電路、保護(hù)電路和啟動(dòng)電路組成（圖保護(hù)電路和啟動(dòng)電路組成（圖中未繪出保護(hù)電路和啟動(dòng)電中未繪出保護(hù)電路和啟動(dòng)電路）。路）。 基準(zhǔn)電壓電路采用能隙基準(zhǔn)電壓電路采用能隙基準(zhǔn)電壓源，恒流源是能隙基基準(zhǔn)電壓源，恒流源是能隙基準(zhǔn)電壓源的電流激勵(lì)。準(zhǔn)電壓源的電流激

53、勵(lì)。 REFadjREFadjREFREFOVRRIRVRRRIRVVV)1 ()1 ()(1221221式中，式中，Iadj是調(diào)整端的輸出電流（通過能隙電壓源的電流），等于是調(diào)整端的輸出電流（通過能隙電壓源的電流），等于50A；VREF是是能隙基準(zhǔn)電壓，等于能隙基準(zhǔn)電壓，等于1.25V。 輸出正電壓的三端可調(diào)穩(wěn)壓器是輸出正電壓的三端可調(diào)穩(wěn)壓器是W117，輸出負(fù)電壓的三端可調(diào)穩(wěn)壓器，輸出負(fù)電壓的三端可調(diào)穩(wěn)壓器是是W137。當(dāng)。當(dāng)|VI-VO|15V時(shí)，輸出電流可達(dá)時(shí)，輸出電流可達(dá)1.5A。V2=20V3000F1F0.1FRS2013.5k40k輸出電壓調(diào)節(jié)范圍：輸出電壓調(diào)節(jié)范圍：VVVVVO

54、25. 1)5 . 3401 (5 .1525. 125. 1)5 . 301 (2應(yīng)用電路應(yīng)用電路1）15V/1.0 A可調(diào)直流穩(wěn)壓電源可調(diào)直流穩(wěn)壓電源由由W117組成的組成的15V/1.0 A可調(diào)直流穩(wěn)壓電源如圖?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源如圖。2應(yīng)用電路應(yīng)用電路整流濾波電路在整流濾波電路在2個(gè)電容上建立起絕對(duì)值相等極性相反的電壓，即個(gè)電容上建立起絕對(duì)值相等極性相反的電壓，即VI2=-VI1；穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器W117輸出輸出+15V可調(diào)電壓，而穩(wěn)壓器可調(diào)電壓，而穩(wěn)壓器W137輸出輸出-15V可調(diào)電壓。可調(diào)電壓。IO1IO2V2=40V2）15V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源可調(diào)直流穩(wěn)壓電源12.6 開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)

55、壓電路線性穩(wěn)壓電路和開關(guān)穩(wěn)壓電路的比較：線性穩(wěn)壓電路和開關(guān)穩(wěn)壓電路的比較：線性穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路輸出噪聲輸出噪聲小小大大響應(yīng)速度響應(yīng)速度快快慢慢效率效率較低較低較高較高變壓器變壓器工頻（工頻（50Hz）變壓器，）變壓器，體積較大體積較大高頻脈沖變壓器，高頻脈沖變壓器，體積很小體積很小射頻干擾射頻干擾不產(chǎn)生不產(chǎn)生較強(qiáng)較強(qiáng)12.6 開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電路12.6.2并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路12.6.3 開關(guān)集成穩(wěn)壓器開關(guān)集成穩(wěn)壓器 輸入直流電壓輸入直流電壓VI通常是整流濾波電路的輸出電壓；調(diào)整管通常是整流濾波電路的輸出

56、電壓；調(diào)整管T（可以是（可以是場(chǎng)效應(yīng)管）與負(fù)載場(chǎng)效應(yīng)管）與負(fù)載RL串聯(lián)，基極脈沖電壓串聯(lián)，基極脈沖電壓vB驅(qū)動(dòng)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)；驅(qū)動(dòng)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)；電感電容組成低通濾波器，開關(guān)二極管電感電容組成低通濾波器，開關(guān)二極管D用于保證電感電流連續(xù)，故亦稱用于保證電感電流連續(xù)，故亦稱為續(xù)流二極管。為續(xù)流二極管。1主電路的工作原理主電路的工作原理12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路+vOTCDRL-+-VIiLvB kce+-vO1La 當(dāng)基極電壓當(dāng)基極電壓vB為高電平時(shí)，為高電平時(shí)，晶體管晶體管T飽和導(dǎo)通，二極管飽和導(dǎo)通，二極管D截截止。輸入電壓止。輸入電壓VI使電感和負(fù)載使電感和負(fù)載

57、電流增加，電容充電。電流增加，電容充電。 當(dāng)基極電壓當(dāng)基極電壓vB為低電平時(shí)，晶體管為低電平時(shí)，晶體管T截止，電感產(chǎn)生的反電勢(shì)使二截止，電感產(chǎn)生的反電勢(shì)使二極管極管D導(dǎo)通，電感電流形成回路。電感釋放磁場(chǎng)能量，電流逐漸減小。導(dǎo)通，電感電流形成回路。電感釋放磁場(chǎng)能量，電流逐漸減小。OOtttvBvO1VI-VDO圖圖(b)開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作波形開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作波形TonTiLOtVOvODLCR+-+-vOVIiLakce+-vO1(a) T飽和導(dǎo)通飽和導(dǎo)通DLCRL+-+-vOVIiLakce+-vO1圖圖(a) 工作等效電路工作等效電路(b) T截止截止電路的工作波形如圖：電路的工作

58、波形如圖： 1主電路的工作原理主電路的工作原理12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路 輸出電壓的調(diào)節(jié)方式稱為開關(guān)穩(wěn)壓電路的控制方式。輸出電壓的調(diào)節(jié)方式稱為開關(guān)穩(wěn)壓電路的控制方式。 輸出電壓的調(diào)節(jié)有輸出電壓的調(diào)節(jié)有3種控制方式：種控制方式： 1）開關(guān)周期）開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton，這種方，這種方式稱為脈沖寬度調(diào)制（式稱為脈沖寬度調(diào)制（Pulse Wide Modulation，PWM）；）； 2）開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間）開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton不變，調(diào)節(jié)開關(guān)周期不變，調(diào)節(jié)開關(guān)周期T，這種方，這種方式稱為脈沖頻率調(diào)制（式稱為脈沖頻率調(diào)制（Pulse Frenquency

59、Modulation，PFM）；）； 3）既調(diào)節(jié)開關(guān)周期）既調(diào)節(jié)開關(guān)周期T，又調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，又調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton，這，這種方式稱為混合調(diào)制。種方式稱為混合調(diào)制。2控制方式控制方式12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路+TDLCR+-+-vOVIiLakce+-vO1圖圖12.6.5 開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路基準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓電壓三角波三角波發(fā)生器發(fā)生器+A2 2A1 1VPVREFVFvS vB PWM 電路電路RROOtttvBvSvOOVPvtvO1VI-VDO(b) T截止截止圖圖12.6.4 開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路TonT（a）(b)(c)(d)VO3PWM開

60、關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路 控制電路的作用是采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式，產(chǎn)生調(diào)整管的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信控制電路的作用是采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式，產(chǎn)生調(diào)整管的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。為此，開關(guān)穩(wěn)壓電路形成負(fù)反饋系統(tǒng)。號(hào)，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。為此，開關(guān)穩(wěn)壓電路形成負(fù)反饋系統(tǒng)。3PWM開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路onPVVFOOTVVVIREFF 取樣VO維持輸出直流恒定。維持輸出直流恒定。 當(dāng)任何因素引起輸出直流電壓變化時(shí)，負(fù)反饋將自動(dòng)調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間當(dāng)任何因素引起輸出直流電壓變化時(shí)，負(fù)反饋將自動(dòng)調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間Ton，維持輸出直流電壓恒定。例如，負(fù)載電流減小引