模擬電子技術(shù)---第八章 功率電路

1、第八章第八章 功率電路功率電路 8.1 功率放大電路功率放大電路 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路 8.3 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路路(1-2)例：例： 擴(kuò)音系統(tǒng)擴(kuò)音系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 用作放大電路的用作放大電路的輸出級(jí)輸出級(jí)，在信號(hào)失，在信號(hào)失真允許的范圍內(nèi)，輸出足夠的功率以真允許的范圍內(nèi)，輸出足夠的功率以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、 儀表指針偏轉(zhuǎn)等。儀表指針偏轉(zhuǎn)等。 功功率率放放大大電電壓壓放放大大信信號(hào)號(hào)提提取取 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路功率放大器的作用功率放大器的作用：一、功率放大電路的特點(diǎn)與分

2、類一、功率放大電路的特點(diǎn)與分類(1-3)(2) 功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過功放管的極限值意電路參數(shù)不能超過功放管的極限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 注意對(duì)注意對(duì)功放管功放管散熱和保護(hù)散熱和保護(hù)。 ICMPCMUCEMIcuce 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路1.1.功放電路特點(diǎn)功放電路特點(diǎn)(1)輸出功率輸出功率Pomax盡可能大盡可能大(1-4)(3) 電流、電壓信號(hào)比較大，必須注意防止波形失真。電流、電壓信號(hào)比較大，必須注意防止波形失真。(4) 電源提供的能量盡可能轉(zhuǎn)換給負(fù)載，減少電源提供的能量盡可

3、能轉(zhuǎn)換給負(fù)載，減少 晶體管晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（及線路上的損失。即注意提高電路的效率（ ）。）。Pomax : 負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。PV ： 電源提供的直流功率。電源提供的直流功率。%100max=VoPP 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路F 降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。提高效率的途徑提高效率的途徑(1-5)（3）根據(jù)）根據(jù)功放管功放管導(dǎo)通時(shí)間導(dǎo)通時(shí)間的不同，可分為的不同，可分為:低頻功放低頻功放和和高頻功放高頻功放非諧振功放非諧振功放和和諧振功放諧振功放 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路2.

4、2.功放電路的分類功放電路的分類（1）根據(jù)）根據(jù)工作頻率工作頻率的不同，功放電路可分為的不同，功放電路可分為:（2）根據(jù)）根據(jù)負(fù)載性質(zhì)負(fù)載性質(zhì)的不同，功放電路可分為的不同，功放電路可分為:甲類甲類、乙類乙類、甲乙類甲乙類和和丙類丙類(1-6) 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路乙類：乙類：導(dǎo)通角等于導(dǎo)通角等于180，失真大，靜態(tài)電流為零失真大，靜態(tài)電流為零 ，管耗小，效率高。管耗小，效率高。甲類：甲類：一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通，一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通，失真小，靜態(tài)電流大，管失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率低。耗大，效率低。甲乙類：甲乙類：導(dǎo)通角大于導(dǎo)通角大于180，失真大，失真大， 靜態(tài)電流小靜態(tài)電流

5、小 ，管，管耗小，效率較高。耗小，效率較高。，丙類：丙類：導(dǎo)通角小于導(dǎo)通角小于180(1-7)uotuo射極輸出器輸出電阻低，帶負(fù)載射極輸出器輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)，可以用做功率放大器嗎能力強(qiáng)，可以用做功率放大器嗎？問題討論問題討論:icuceQIcVCC /RLVCCRbuoVCCuiRL 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路(1-8) 一般射隨靜態(tài)工作點(diǎn)（一般射隨靜態(tài)工作點(diǎn)（Q）設(shè)置較高（靠近）設(shè)置較高（靠近負(fù)載線的中部），信號(hào)波形正負(fù)半周均不失真負(fù)載線的中部），信號(hào)波形正負(fù)半周均不失真 。電。電路中存在的靜態(tài)電流（路中存在的靜態(tài)電流（ICQ），在晶體管和射極電阻），在晶體管和射極電

6、阻中造成較大靜態(tài)損耗，致使效率降低。設(shè)中造成較大靜態(tài)損耗，致使效率降低。設(shè)Q點(diǎn)正好在點(diǎn)正好在負(fù)載線中點(diǎn)，若忽略晶體管的飽和壓降及基極電流，負(fù)載線中點(diǎn)，若忽略晶體管的飽和壓降及基極電流，則有：則有：UCEQ = VCC / 2； ICQ =VCC /2RL。 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路靜態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：LCCCQCCRVIVP2/2VQ=L2CCCQCEQTQR4/VIUPL2CCE2CQQRR4/VRIPE(1-9) 輸入正弦波的幅值使輸出信號(hào)的波形正負(fù)半輸入正弦波的幅值使輸出信號(hào)的波形正負(fù)半周均不失真，即周均不失真，即UcemVCC/2，IcmVCC/2RL。則有：。則有： 8.

7、1 8.1 功率放大電路功率放大電路動(dòng)態(tài)時(shí)：動(dòng)態(tài)時(shí)：tsinIitsinUucemocemoL2CCcmcemoR8/V2I2UPtdiu21PC20CET交流輸出功率：交流輸出功率：20cmCQcemCEQtdtsinIItsinUU21管子消耗功率：管子消耗功率：L2CCR8/V(1-10) 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路tdiV21PC20CCV電源供給功率：電源供給功率：20cmCQCCtdtsinIIV21L2CCR2/V效率：效率：%25PPPPVommaxVo如何解決效率低的問題？如何解決效率低的問題？降低降低Q點(diǎn)點(diǎn)但又會(huì)引起但又會(huì)引起截止失真截止失真既降低既降低Q Q

8、點(diǎn)又不會(huì)引起截止失真的辦法點(diǎn)又不會(huì)引起截止失真的辦法? ?采用采用推挽輸出電路，推挽輸出電路，或或互補(bǔ)對(duì)稱射極輸出器互補(bǔ)對(duì)稱射極輸出器(1-11)ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLNPN型型PNP型型 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路二、互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路二、互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路1.1.乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路(1)(1)電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 電路中采用兩個(gè)晶電路中采用兩個(gè)晶體管：體管：NPN、PNP各一各一支；兩管特性一致。支；兩管特性一致。 電路還采用對(duì)稱電電路還采用對(duì)稱電源：源：+VCC，-VCC。 組成互補(bǔ)對(duì)稱式射組成互補(bǔ)對(duì)稱式射極輸出器。極輸出器。

9、(1-12)（2 2）工作原理（設(shè)）工作原理（設(shè)u ui i為正弦波，三極管導(dǎo)通壓降為零）為正弦波，三極管導(dǎo)通壓降為零）ic1ic2靜態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：ui = 0V T1、T2均不工作均不工作 uo = 0V動(dòng)態(tài)時(shí)：動(dòng)態(tài)時(shí)：ui 0VT1截止，截止，T2導(dǎo)通導(dǎo)通ui 0VT1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2截止截止iL= ic1 ;ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLiL=ic2 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路(1-13)(3)最大輸出功率及效率的計(jì)算最大輸出功率及效率的計(jì)算假設(shè)假設(shè) ui 為正弦波且幅度足夠?yàn)檎也ㄇ曳茸銐虼?，大，T1、T2導(dǎo)通時(shí)均能飽和，此導(dǎo)通時(shí)均能飽和，此時(shí)輸出達(dá)到最大值。

10、時(shí)輸出達(dá)到最大值。ULmax負(fù)載上得到的最大功率為：負(fù)載上得到的最大功率為：iL-VCCRLuiT1T2UL+VCC若忽略晶體管的飽和若忽略晶體管的飽和壓降，壓降，則負(fù)載（則負(fù)載（RL)上的電上的電壓和電流的幅值分別為：壓和電流的幅值分別為：LCCLmaxLmaxLCCmaxLR/VR/UIVUL2CCL2maxLmaxLmaxLmaxoR2VR2U2I2UP 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路(1-14)直流電源提供功率為直流電源提供功率為: : 每個(gè)電源中的電流為每個(gè)電源中的電流為半個(gè)正弦波，故有：半個(gè)正弦波，故有：201CCCmaxV) t(diV212PL2CCL2maxLLma

11、xLCCRV2RU2RIV2 tic1LCCRV 2 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路0maxLCC) t(tdsinIV1%5.784V4UPPCCmaxLVmaxomax效率為效率為: :(1-15)單個(gè)管子在半個(gè)周期內(nèi)的管耗單個(gè)管子在半個(gè)周期內(nèi)的管耗) t(d Ru)u-V(21) t(d iu21=P0LLLCC01C1CET1管耗管耗PT：兩管管耗：兩管管耗：) td( RtsinU) tsinUV(210LLmaxLmaxCC) td( ) tsinRUtsinRUV(2102L2LmaxLLmaxCC)4UUV(R12LmaxLmaxCCLT2T1TPP=P)4UUV(R

12、22LmaxLmaxCCLomaxL22CCT1mP2 . 0RV2P 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路求極值可得：求極值可得：當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)CCLmaxV2=U(1-16) 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路(3) 功率放大管參數(shù)的選擇功率放大管參數(shù)的選擇ICMPCMUCEMIcuceCM1maxmax1.0.2ToPPP2CCmaxL2oVPR()2.2BR CEOCCUV3.CCCMcmLVIIR(1-17)ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL實(shí)際輸入輸出波形圖實(shí)際輸入輸出波形圖uiuououo 交越交越失真失真死區(qū)死區(qū)電壓電壓 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路A.

13、靜態(tài)電流靜態(tài)電流 ICQ、IBQ等于零；等于零；B. 每管導(dǎo)通時(shí)間為半個(gè)周期每管導(dǎo)通時(shí)間為半個(gè)周期 ； C. 存在交越失真。存在交越失真。 (1-18)R1D1D2R2 靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí): T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電位分別為兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二極管二極管D1、 D2的正向?qū)▔航?，致的正向?qū)▔航担率箖晒芫幱谖⑷鯇?dǎo)通狀態(tài)；使兩管均處于微弱導(dǎo)通狀態(tài)；動(dòng)態(tài)時(shí)：動(dòng)態(tài)時(shí)：設(shè)設(shè) ui 加入正弦信號(hào)。正半加入正弦信號(hào)。正半周周 T2 截止截止，T1 基極電位進(jìn)一步提基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)半高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)半周周T1截止，截止，T2 基極電位進(jìn)一步降基極電位進(jìn)一步降低，進(jìn)入良好的

14、導(dǎo)通狀態(tài)。低，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。+VCC-VCCULuiiLRLT1T2電路中增加電路中增加 R1、D1、D2、R2支路支路 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路2.2.甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路輸出功率、管耗及效率輸出功率、管耗及效率等的計(jì)算等的計(jì)算 可近似和可近似和乙類計(jì)算方法乙類計(jì)算方法相同相同(1-19) 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路RL+VCC+uo V1V2V3V4V5 VCC+ui R實(shí)際電路實(shí)際電路V4RL+VCC+uo V1V2V3 VCCR*1R2R3R4圖二中圖二中V4、R1和和R2組成組成UBE電壓倍增電路電壓倍增電路假設(shè)假設(shè)

15、I IB，則，則2214BE4CERRRUU(1-20) 8.1 8.1 功率放大電路功率放大電路3.3.單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路RLRBV40V+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo +ui +CE電容電容 C 的作用：的作用：1) )充當(dāng)充當(dāng) VCC / 2 電源電源2) )耦合交流信號(hào)耦合交流信號(hào) 2 CCE/VU 當(dāng)當(dāng) ui = 0 時(shí)時(shí): 2 CCC/VU 當(dāng)當(dāng) ui 0 時(shí)時(shí)：V2 導(dǎo)通導(dǎo)通C 放電放電當(dāng)當(dāng) ui 0 時(shí)時(shí):u20時(shí)時(shí): 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-32)單相半波整流電壓波形單相半波整流電壓波形u1u2a

16、TbDRLuouDu2uouD t 2 3 4 0 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路輸出電壓平均值（輸出電壓平均值（Uo）:20oO) t(du21U02) t(tdsinU22122U45.0U2UDRM=22U承受的最高反向電壓承受的最高反向電壓:(1-33)2.2.單相全波整流電路單相全波整流電路u1u2aTbD1RLuoD2u2io+原理：原理：+ 變壓器副邊中心抽變壓器副邊中心抽頭，感應(yīng)出兩個(gè)相等的頭，感應(yīng)出兩個(gè)相等的電壓電壓u2 當(dāng)當(dāng)u2正半周時(shí)，正半周時(shí)， D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止。截止。 當(dāng)當(dāng)u2負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)， D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D1截止。截止。 8.2 8

17、.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-34)u1u2aTbD1RLuoD2u2io單相全波整流電壓波形單相全波整流電壓波形u2uouD1 t 2 3 4 0uD2+0 ：uD2 = 2u2+忽略二極管正向壓降忽略二極管正向壓降 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-35)輸出電壓平均值（輸出電壓平均值（Uo）：）：u1u2aTbD1RLuoD2u2iouo 2 0 t 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路0oO) t(du1U02) t(tdsinU2122U9 . 0U22二極管承受的二極管承受的最高反向電壓最高反向電壓：2DRMU22U(1-36)3.3.

18、橋式整流電路橋式整流電路 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uo u2u1輸入正半周輸入正半周（1 1）工作原理）工作原理輸入負(fù)半周輸入負(fù)半周+uo +uo (1-37) tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD= iO22U22UU2 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路（2 2）電流電壓波形）電流電壓波形（3 3）參數(shù)估算）參數(shù)估算1) ) 整流輸出電壓平均值整流輸出電壓平均值)(d)sin(21 0 OttUU 229 . 022UU 2) ) 二極管平均電流二極管平均電

19、流LOOD221RUII L245. 0RU 3) ) 二極管最大反向壓二極管最大反向壓2RM2UU (1-38)（4 4）簡化畫法）簡化畫法+uo RLio+u2 （5） 整流橋整流橋把四只二極管封裝把四只二極管封裝在一起稱為整流橋在一起稱為整流橋 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-39)io + uo= uc RLV1V4V3V2+u 三、三、 濾波電路濾波電路1.1.電容濾波電容濾波(1) (1) 電路和工作原理電路和工作原理C 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路電容電容充電充電電容電容放電放電V 導(dǎo)通時(shí)給導(dǎo)通時(shí)給 C 充電，充電，V 截止時(shí)截止時(shí) C

20、向向 RL 放電放電；濾波后濾波后 uo 的波形變得平緩，平均值提高。的波形變得平緩，平均值提高。(1-40)（2） 波形及輸出電壓波形及輸出電壓2O2U U 當(dāng)當(dāng) RL = 時(shí)：時(shí)：O tuO 2 22U當(dāng)當(dāng) RL 為有限值時(shí)：為有限值時(shí)：2O229 . 0UUU 通常取通常取RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL = 為獲得良好濾波效果，一般?。簽楂@得良好濾波效果，一般?。? (T 為輸入交流電壓的周期為輸入交流電壓的周期) )UO = 1.2U2 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-41) 例例 單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率單相橋式電容濾波整流，交

21、流電源頻率f = 50 Hz，負(fù)載電負(fù)載電阻阻 RL = 40 ，要求直流輸出電壓，要求直流輸出電壓 UO = 20 V，選擇，選擇整流二極管整流二極管及及濾波電容。濾波電容。 解解 1. 選二極管選二極管V 172 . 1202 . 1O2 UU電流平均值：電流平均值： A0.2540 20212121LOOD RUII承受最高反壓承受最高反壓：V 2422RM UU 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路2RM2UU 選二極管應(yīng)滿足：選二極管應(yīng)滿足：IF (2 3) ID選：選：2CZ55C( (IF = 1 A，URM = 100 V) )或或 1 A、100 V 整流橋整流橋

22、2. 選濾波電容選濾波電容s 02. 05011 fTs 04. 024 L TCR取取F 0001 40s 0.04 C可選可選： 1 000 F，耐壓，耐壓 50 V 的電解電容。的電解電容。(1-42)2. 電感濾波電感濾波RLL+u2 整流后的輸出電壓：整流后的輸出電壓：直流分量直流分量被電感被電感 L 短路短路交流分量交流分量主要主要降在降在 L 上上 電感越大，濾波效果越好電感越大，濾波效果越好 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路3. 型濾波型濾波L C1RL+u2 C2負(fù)載電流小時(shí)負(fù)載電流小時(shí)C1、C2 對(duì)交流對(duì)交流容抗小容抗小L 對(duì)交流對(duì)交流感抗感抗很很大大(1-

23、43)四、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路四、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路并聯(lián)型并聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 調(diào)整管與負(fù)載并聯(lián)調(diào)整管與負(fù)載并聯(lián)串聯(lián)型串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)1.1.穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)輸出電壓輸出電壓) , , (OIOTIUfU 輸出電壓變化量輸出電壓變化量TSIRUKUTOoIVO 穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)S Sr rOOOrII=0/=/IUUSUUOOOrI=0=IIUUSUU 最大輸出電流最大輸出電流I IOMOM在規(guī)定最小負(fù)載下的在規(guī)定最小負(fù)載下的最大輸出電流最大輸出電流(1-44)當(dāng)輸出電流從零變化到最大

24、額定值時(shí)，當(dāng)輸出電流從零變化到最大額定值時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化值。輸出電壓的相對(duì)變化值。電流調(diào)整率電流調(diào)整率SIIOIO=0=100%UUSU輸出電阻輸出電阻RoIOoO= 0=UURIOOVOI=01=100%IUSUU 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率SV一般特指一般特指i i/ /i i= =10%10%時(shí)的時(shí)的Sr 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-45)輸入電壓交流紋波峰峰值與輸出電壓輸入電壓交流紋波峰峰值與輸出電壓交流紋波峰峰值之比的分貝數(shù)。交流紋波峰峰值之比的分貝數(shù)。OIOTO=0,=01=100%IUUSUTIP-pPripOP-P=20lgUSU效率效率OI=100%

25、100%OOOIIIPUIUPUIU 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路紋波抑制比紋波抑制比Srip輸出電壓的溫度系數(shù)輸出電壓的溫度系數(shù)ST(1-46)2.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理+UI 取取樣樣電電路路調(diào)整管調(diào)整管比較放比較放大電路大電路基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓(1)(1)電路結(jié)構(gòu)和穩(wěn)壓原理電路結(jié)構(gòu)和穩(wěn)壓原理 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-47)穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理輸入電壓變化輸入電壓變化UIUO負(fù)載電流變化負(fù)載電流變化IL實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋UFUIUOUFUO1UCEUO 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路UO1

26、UCEUO(1-48)VoVo調(diào)節(jié)范圍調(diào)節(jié)范圍根據(jù)根據(jù)“虛短虛短”有有 UF=UREF(2)(2)參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算23Foo123=RRUUkURRR FREFoUUUkk 調(diào)整管選擇調(diào)整管選擇TCEIm axminmax=()CoOPuiUUImaxCMOII()ImBR CEOaxUU 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-49)3. 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器CW7800 系列系列( (正電源正電源) )CW7900 系列系列( (負(fù)電源負(fù)電源) )5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V(1)(1)三端固定式三端固定式-7878、79

27、 79 系列系列輸出電流輸出電流78L / 79L 輸出電流輸出電流 100mA78M / 9M 輸出電流輸出電流 500 mA78 / 79 輸出電流輸出電流 1.5 A輸出電壓輸出電壓 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路例如：例如： CW7805 輸出輸出 5 V，最大電流，最大電流 1.5 ACW78M09 輸出輸出 9V，最大電流，最大電流 0.5 ACW79L12 輸出輸出 -5 V，最大電流，最大電流 0.1 A(1-50)封裝封裝CW78051 2 3UIUOGNDCW79051 2 3UIUOGND符號(hào)符號(hào)CW7800+213CW790013_2_塑料封裝塑料封裝

28、金屬封裝金屬封裝 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1-51)CW7800 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路內(nèi)部內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)+UI 取樣電路調(diào)整電路保護(hù)電路電路基準(zhǔn)電壓比較放大啟動(dòng)電路+UO 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路基本應(yīng)基本應(yīng)用電路用電路Uo = 12VW7812123C2+UiC1C30.33 F0.1 F 100 FRL防止輸入端短路時(shí)防止輸入端短路時(shí) C3反向放電損壞穩(wěn)壓器反向放電損壞穩(wěn)壓器抵消輸入抵消輸入長接線的長接線的電感效應(yīng)，電感效應(yīng)，防止自激防止自激改善負(fù)載改善負(fù)載的瞬態(tài)響的瞬態(tài)響應(yīng)，消除應(yīng)，消除高頻噪聲高頻噪聲(1-52

29、)輸出正、負(fù)輸出正、負(fù)電壓的電路電壓的電路24V24V220VW7815W79151 000 F 220 F 0.33 F0.33 F0.1 F+1 000 F 0.1 F220 F 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路恒流源恒流源電路電路+UI = 10V W7805+UO RRLIQIO0.1 F0.33 F10 Q23OIRUI A5 . 0 (1-53)(2) (2) 三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器CW117/217/317系列系列( (正電源正電源) )CW137/237/337系列系列( (負(fù)電源負(fù)電源) )工作溫度工作溫度CW117( (137) ) -

30、 -55 150 CCW217( (237) ) - -25 150 CCW317( (337) ) 0 125 C 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓1.25 V輸出電流輸出電流L 型型 輸出電流輸出電流 100 mAM 型型 輸出電流輸出電流 500 mA(1-54)CW117 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整電路基準(zhǔn)電路誤差放大啟動(dòng)電路偏置電路電路保護(hù)電路電路IREFUIUOADJ外外形形引引腳腳CW1171 2 3UIUOADJCW1371 2 3UIUOADJ 50 A 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路(1

31、-55)基本應(yīng)用電路基本應(yīng)用電路Uo CW3173C2+UiC1C30.1 F10 F33 FR1R2C4I REF0.1 FV1V2V1 防止輸入端短路時(shí)防止輸入端短路時(shí)C4 反向放電損壞穩(wěn)壓器反向放電損壞穩(wěn)壓器V2 防止輸出端短路時(shí)防止輸出端短路時(shí)C2 通通過調(diào)整端放電損壞穩(wěn)壓器過調(diào)整端放電損壞穩(wěn)壓器UREF = 1.25 V使使 UREF 很穩(wěn)定很穩(wěn)定I REF 50 A 8.2 8.2 線性直流穩(wěn)壓電路線性直流穩(wěn)壓電路2REF211REF21REFADJREFORI)RR(RUR)RUI (UU)R/R1 (25. 112R1 = 125 R2 = 0 2.2 k 時(shí)，時(shí)，UO = 1

32、.25 24 V(1-56)線性穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：線性穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：調(diào)整管調(diào)整管管耗大管耗大電源電源效率低效率低( (40% 60%) )改進(jìn)思路：改進(jìn)思路：使調(diào)整管使調(diào)整管截止截止( (電流小電流小) ) 飽和飽和( (管壓降小管壓降小) ) 8.3 8.3 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路一、開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)和分類一、開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)和分類（1 1）開關(guān)穩(wěn)壓電路的優(yōu)點(diǎn)：）開關(guān)穩(wěn)壓電路的優(yōu)點(diǎn)：效率高效率高( (80% 90%) )體積小、重量輕體積小、重量輕穩(wěn)壓范圍寬穩(wěn)壓范圍寬對(duì)電網(wǎng)要求不高對(duì)電網(wǎng)要求不高（2 2）開關(guān)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：）開關(guān)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：電路電路復(fù)雜復(fù)雜

33、對(duì)電子設(shè)備對(duì)電子設(shè)備干擾較大干擾較大輸出電壓含輸出電壓含較大紋波較大紋波(1-57) 8.3 8.3 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路（3 3）開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路的分類：）開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路的分類：按開關(guān)管與負(fù)載間的連接方式：按開關(guān)管與負(fù)載間的連接方式：串聯(lián)型、并聯(lián)型和脈沖變壓器（高頻）耦合型串聯(lián)型、并聯(lián)型和脈沖變壓器（高頻）耦合型按啟動(dòng)功率管的方式：按啟動(dòng)功率管的方式： 自激型和它激型自激型和它激型按所用開關(guān)器件：按所用開關(guān)器件：晶體功率管開關(guān)型、晶體功率管開關(guān)型、MOSFETMOSFET功率管開關(guān)型和可控硅開關(guān)型功率管開關(guān)型和可控硅開關(guān)型按穩(wěn)壓控制方式：按穩(wěn)壓控制方式：脈沖寬度調(diào)制型脈

34、沖寬度調(diào)制型（PWMPWM，周期恒定、改變占空比），周期恒定、改變占空比）、脈沖、脈沖頻率調(diào)制型頻率調(diào)制型（PFMPFM，導(dǎo)通脈寬恒定、改變工作頻率），導(dǎo)通脈寬恒定、改變工作頻率）和混和混合調(diào)制型。合調(diào)制型。 磁性儲(chǔ)能電路、開關(guān)電路和控制方式是決磁性儲(chǔ)能電路、開關(guān)電路和控制方式是決定開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路特性的基本因素。定開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路特性的基本因素。(1-58)二、開關(guān)型穩(wěn)壓電源的基本工作原理二、開關(guān)型穩(wěn)壓電源的基本工作原理調(diào)整管調(diào)整管取樣取樣電路電路開關(guān)調(diào)整管控制開關(guān)調(diào)整管控制組成框圖組成框圖濾波濾波+UI +Uo RLV18A8C基準(zhǔn)電壓三角波發(fā)生器R1R2V2LC+UREFuFuAuT

35、uBuEiLIO頻率固定頻率固定的三角波的三角波誤差放大誤差放大續(xù)流續(xù)流 8.3 8.3 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路1.1.串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路(1-59)工作波形工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脈寬調(diào)制式脈寬調(diào)制式 ( (PWM) ) 8.3 8.3 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路IIPonPoffDCESIPoqUUTtTtUUUTtU)(onPTtqon 占空比占空比(1-60)+UI +Uo RLV18A8CR1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理UIUOuFuA占空比占空比 UOq = 50 %當(dāng)當(dāng) uF = UREF ， uA = 0，UO 為預(yù)定標(biāo)稱值為預(yù)定標(biāo)稱值 8.3 8.3 開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路開關(guān)型直流穩(wěn)壓電路(1-61)2 .2 .并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路并聯(lián)型