模擬課件第十章匯編

1、直流電源第十章第十章第十章直流電源直流電源10.1直流電源的組成直流電源的組成及各及各部分作用部分作用10.2整流電路整流電路10.3濾波電路濾波電路10.4穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路10.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路10.6開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路第第三三版版童童詩(shī)詩(shī)白白第第三三版版童童詩(shī)詩(shī)白白本章重點(diǎn)和考點(diǎn)：本章重點(diǎn)和考點(diǎn)：1.重點(diǎn)掌握整流、濾波和穩(wěn)壓的流程及參數(shù)的計(jì)算重點(diǎn)掌握整流、濾波和穩(wěn)壓的流程及參數(shù)的計(jì)算 。2.掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路原理及集成穩(wěn)壓器的使用。掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路原理及集成穩(wěn)壓器的使用。本章教學(xué)時(shí)數(shù)：本章教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第第三三版版童童詩(shī)詩(shī)白白本章討論的問

2、題：本章討論的問題：1.如何將如何將50Hz、220V的交流電壓變?yōu)榈慕涣麟妷鹤優(yōu)?V的直流電壓？的直流電壓？2.220V的交流電壓經(jīng)整流后是否輸出的交流電壓經(jīng)整流后是否輸出220V的直流電壓？的直流電壓？3.將市場(chǎng)銷售的將市場(chǎng)銷售的6V直流電源接到收音機(jī)上，為什么有直流電源接到收音機(jī)上，為什么有的聲音清晰，有的含有交流聲？的聲音清晰，有的含有交流聲？4.對(duì)于同樣標(biāo)稱輸出電壓為對(duì)于同樣標(biāo)稱輸出電壓為6V的直流電源，在未接收的直流電源，在未接收音機(jī)時(shí)，為什么測(cè)量輸出端子的電壓，有的為音機(jī)時(shí)，為什么測(cè)量輸出端子的電壓，有的為6V，而而有的為有的為78V？第第三三版版童童詩(shī)詩(shī)白白5.為什么有的直流電

3、源在電網(wǎng)電壓變化和負(fù)載變化時(shí)為什么有的直流電源在電網(wǎng)電壓變化和負(fù)載變化時(shí)輸出電壓不變，而有的隨之變化？輸出電壓不變，而有的隨之變化？6.一個(gè)一個(gè)5V交流電壓是否可能轉(zhuǎn)換為交流電壓是否可能轉(zhuǎn)換為6V直流電壓？一直流電壓？一個(gè)個(gè)3V電池是否可以轉(zhuǎn)換成為電池是否可以轉(zhuǎn)換成為6V的直流電壓？的直流電壓？7.對(duì)于一般直流電源，若不慎將輸出端短路，則一定對(duì)于一般直流電源，若不慎將輸出端短路，則一定會(huì)使損壞嗎？會(huì)使損壞嗎？8.線性電源和開關(guān)型電源有和區(qū)別？它們分別應(yīng)用在線性電源和開關(guān)型電源有和區(qū)別？它們分別應(yīng)用在什么場(chǎng)合？什么場(chǎng)合？本章討論的問題：本章討論的問題：10.1直流電源的組成及各部分的作用直流電源

4、的組成及各部分的作用圖圖 10.1.1直流穩(wěn)壓電源的方框圖直流穩(wěn)壓電源的方框圖電網(wǎng)電網(wǎng)電壓電壓電源電源變壓器變壓器整流整流電路電路濾波濾波電路電路穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路電路負(fù)負(fù)載載整流：整流：將交流變?yōu)橹绷鞯倪^程。將交流變?yōu)橹绷鞯倪^程。濾波：濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸⒚}動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸?0.2整流電路整流電路10.2.1整流電路的分析方法及其基本參數(shù)整流電路的分析方法及其基本參數(shù)tU sin22LRU2222U22U優(yōu)點(diǎn)：使用元件少。優(yōu)點(diǎn)：使用元件少。缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大；直缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大；直流成分小；變壓器利用率低。流成分??；變壓器利用率低。圖圖 10.2.2一

5、、工作原理一、工作原理圖圖 10.2.1單相半波整流電路單相半波整流電路二、主要參數(shù)二、主要參數(shù)1.輸出電壓平均值輸出電壓平均值 UO( (AV) )輸出電壓平均值就是負(fù)輸出電壓平均值就是負(fù)載電阻上電壓的平均值載電阻上電壓的平均值)(d2120oO(AV)tuU 2202O(AV)45. 02)(tdsin21UUtUU 2.負(fù)載電流的平均值負(fù)載電流的平均值L2LAVOAVORU45. 0RUI）（）（3.脈動(dòng)系數(shù)脈動(dòng)系數(shù)O(AV)O1mUUS 三、二極管的選擇三、二極管的選擇根據(jù)流過二極管電流的平均值和它所承受的最大反向電根據(jù)流過二極管電流的平均值和它所承受的最大反向電壓來選擇二極管的型號(hào)。

6、壓來選擇二極管的型號(hào)。二極管的正向電流等于負(fù)載電流平均值二極管的正向電流等于負(fù)載電流平均值L2AVOAVDRU45. 0II）（）（二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓2maxR2UU對(duì)于二極管對(duì)于二極管最大整流平均電最大整流平均電流流IF和和最高反向工作電壓最高反向工作電壓UR均應(yīng)留均應(yīng)留10%的余地，以保證的余地，以保證二極管安全工作。二極管安全工作。L2AVOFRU21 . 1I 1 . 1I）（2R21 . 1UU10.2.2單相橋式整流電路單相橋式整流電路圖圖 10.2.4單向橋式整流電路單向橋式整流電路圖圖 10.2.5單

7、向橋式整流電路的習(xí)慣畫法單向橋式整流電路的習(xí)慣畫法一、單向橋式整流一、單向橋式整流電路的組成電路的組成在在實(shí)用電路中，多采用全實(shí)用電路中，多采用全波整流電路，最常用的是波整流電路，最常用的是單向橋式整流電路單向橋式整流電路二、工作原理二、工作原理1. u2 0時(shí)，電流由時(shí)，電流由+流出，經(jīng)流出，經(jīng)D1、RL、D2流入流入-。2. u2 0時(shí)，電流由時(shí)，電流由-流出，經(jīng)流出，經(jīng)D3、RL、D4流入流入+。iD1 iD2iD3 iD4uD3 uD4uD1 uD2圖圖 10.2.6單單相橋式相橋式整流電路的波形圖整流電路的波形圖動(dòng)畫動(dòng)畫avi15-1.avi三、輸出電壓平均值三、輸出電壓平均值 UO

8、( (AV) ) 和輸出電流的平均值和輸出電流的平均值IO( (AV) ) 2202O(AV)9 . 022)(tdsin21UUtUU L2LAVOAVORU9 . 0RUI）（）（脈動(dòng)系數(shù)：脈動(dòng)系數(shù)：)4cos1542cos342(22OttUu 67. 02232422O(AV)O1m UUUUS四、二極管的選擇四、二極管的選擇每只每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過電流，所以二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過電流，所以每只每只二極管的平均電流二極管的平均電流只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半。只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半。L2AVOAVDRU45. 02II）（）（二極管承受的

9、最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓2maxR2UU對(duì)于二極管對(duì)于二極管最大整流平均電最大整流平均電流流IF和和最高反向工作電壓最高反向工作電壓UR均應(yīng)留均應(yīng)留10%的余地，以保證的余地，以保證二極管安全工作。二極管安全工作。L2AVOFRU21 . 12I 1 . 1I）（2R21 . 1UU如何實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源？如何實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源？將橋式將橋式整流電路變壓器副邊整流電路變壓器副邊中點(diǎn)接地，并將二個(gè)負(fù)載電中點(diǎn)接地，并將二個(gè)負(fù)載電阻相連接，且連接點(diǎn)接地。阻相連接，且連接點(diǎn)接地。三相整流電路三相整流電路圖圖10.2.7利用橋式整流電路實(shí)現(xiàn)利用橋式整流

10、電路實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源正、負(fù)電源圖圖10.2.8三相整流電路三相整流電路uO1 1 為為正；正； uO2 2為負(fù)為負(fù)變壓器副邊的三個(gè)端均應(yīng)接變壓器副邊的三個(gè)端均應(yīng)接二只二極管，一只接陽(yáng)極，二只二極管，一只接陽(yáng)極，另一只另一只 接陰極。接陰極。D1 D2 D3輪流導(dǎo)通，陽(yáng)極電位高輪流導(dǎo)通，陽(yáng)極電位高的的D先導(dǎo)通；先導(dǎo)通； D4D5D6輪流導(dǎo)通，輪流導(dǎo)通，陰極電位低的陰極電位低的D先導(dǎo)通。先導(dǎo)通。濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 電容與負(fù)載電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，并聯(lián)，或電感與負(fù)載或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。串聯(lián)。交流交流電壓電壓脈動(dòng)脈動(dòng)直流電壓直流電壓整流整流濾波濾波直流直流電壓電壓RLLRLC10

11、.3濾波電路濾波電路濾波：濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷簩⒚}動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸?0.3.1電容濾波電路電容濾波電路圖圖 10.3.1(a)濾波電路濾波電路濾波電路濾波電路濾波電容容量較大，一般采濾波電容容量較大，一般采用電解電容器。用電解電容器。電容濾波電路利用電容的充放電容濾波電路利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。電作用，使輸出電壓趨于平滑。濾波電路輸出電壓波形濾波電路輸出電壓波形(b)理想情況下的波形理想情況下的波形 (c)考慮整流電路內(nèi)阻時(shí)的波形考慮整流電路內(nèi)阻時(shí)的波形動(dòng)畫動(dòng)畫avi15-3.avi動(dòng)畫動(dòng)畫avi15-2.avi以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)

12、行分析，以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。其電路如圖所示。一、濾波原理一、濾波原理a橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC（電容器的充、放電）（電容器的充、放電）RL未接入時(shí)未接入時(shí)(忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)設(shè)t1時(shí)刻接時(shí)刻接通電源通電源t1整流電路為整流電路為電容充電電容充電充電結(jié)束充電結(jié)束沒有電容沒有電容時(shí)的輸出時(shí)的輸出波形波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCucRL接入（且接入（且RLC較大）時(shí)較大）時(shí) (忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot無濾波電容無濾波電容時(shí)的波形時(shí)的波形加入

13、濾波電容加入濾波電容時(shí)的波形時(shí)的波形充電充電放電放電au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCuotu2上升，上升， u2大于電容大于電容上的電壓上的電壓uc，u2對(duì)電容充電，對(duì)電容充電，uo= uc u2時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) = (RL / Rint ) Cu2下降，下降， u2小于電容上的電壓。小于電容上的電壓。二極管承受反向電壓而截止。二極管承受反向電壓而截止。電容電容C通過通過RL放電，放電， uc按指數(shù)按指數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù) = RL C放電時(shí)間常數(shù)放電時(shí)間常數(shù) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于充電時(shí)間常數(shù)充電時(shí)間常數(shù) ，濾波效果取決于放電濾波效果取決于放電 ，其值愈大，濾波效果愈

14、好。，其值愈大，濾波效果愈好。二、輸出電壓平均值二、輸出電壓平均值)41 (22UUU2OminOmaxAVOCRTUL）（當(dāng)負(fù)載開路時(shí)當(dāng)負(fù)載開路時(shí)2O(AV)2UU當(dāng)當(dāng)RLC（35)T/2時(shí)時(shí)2AVOU2 . 1U）（考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電容的耐壓值應(yīng)大于考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電容的耐壓值應(yīng)大于221 . 1U三、脈動(dòng)系數(shù)三、脈動(dòng)系數(shù) S 約為約為 10% 20%141O(AV)O1m CRUUSLu2tuot只有整流電路輸出電只有整流電路輸出電壓大于壓大于u uc c時(shí)，才有充時(shí)，才有充電電流。因此二極管電電流。因此二極管中的電流是脈沖波。中的電流是脈沖波。二極管中的二極管中的電流電流充電電流充

15、電電流au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC四、整流二極管的導(dǎo)通角四、整流二極管的導(dǎo)通角二極管的導(dǎo)通角二極管的導(dǎo)通角 五、電容濾波電路的輸出特性和濾波特性五、電容濾波電路的輸出特性和濾波特性1.輸出特性輸出特性當(dāng)當(dāng)濾波電容選定后，輸出電濾波電容選定后，輸出電壓平均值壓平均值UO（AV）和輸出電流和輸出電流平均值平均值IO（AV）的關(guān)系。的關(guān)系。2.濾波特性濾波特性脈動(dòng)系數(shù)脈動(dòng)系數(shù)S和輸出電流平均和輸出電流平均值值IO（A V）的關(guān)系。的關(guān)系。圖圖10.3.5a電容濾波電路的輸出特性電容濾波電路的輸出特性圖圖10.3.5b電容濾波電路濾波的特性電容濾波電路濾波的特性10.3.2倍壓整流電路

16、倍壓整流電路1.二倍壓整流電路二倍壓整流電路22UiD1iD222U圖圖 10.3.6二倍壓整流電路二倍壓整流電路負(fù)載上的電壓在理想情況下是變壓器副邊電壓的二倍負(fù)載上的電壓在理想情況下是變壓器副邊電壓的二倍222 UUO+_2.多倍壓整流電路多倍壓整流電路+- -+- -22U- -+ +u2+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U適用于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。適用于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。圖圖 10.3.7多倍壓整流電路多倍壓整流電路10.3.3其它形式的濾波電路其它形式的濾波電路一、電感濾波電路一、電感濾波電路L愈大，濾波效果愈好；愈大，濾波

17、效果愈好；適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。二、二、 LC濾波電路濾波電路輸出直流電壓為：輸出直流電壓為：2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 脈動(dòng)系數(shù)脈動(dòng)系數(shù) S ：SLCS 21 適用于各種場(chǎng)合。適用于各種場(chǎng)合。圖圖 10.3.8單相橋式電感濾波電路單相橋式電感濾波電路圖圖 10.3.9復(fù)式濾波電路復(fù)式濾波電路(a)2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 三、三、LC - 型濾波電路型濾波電路圖圖 10.3.9復(fù)式濾波電路復(fù)式濾波電路(b)四、四、RC - 型濾波電路型濾波電路圖圖 10.3.9復(fù)式濾波電路復(fù)式濾波電路(c)O(AV)LLO(AV)URRRU SRR

18、CS )/(1L2 適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合2O(AV)O(AV)2 . 1 UUU2O(AV)O(AV)2 . 1 UUU三、各種濾波電路的比較三、各種濾波電路的比較表表10 .3.1各種濾波電路的性能比較各種濾波電路的性能比較序號(hào)序號(hào) 性能性能類型類型U O（AV）/U2適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合整流管的整流管的沖擊電流沖擊電流和導(dǎo)通角和導(dǎo)通角外外特性特性1電容濾波電容濾波 1.2小小電流電流大大/小小軟軟2RC - 型濾波型濾波 1.2小小電流電流大大/小小更軟更軟3LC - 型濾波型濾波 1.2小小電流電流大大/小小軟軟4電

19、感濾波電感濾波0.9大大電流電流小小/大大硬硬5LC 濾波濾波0.9適應(yīng)性較強(qiáng)適應(yīng)性較強(qiáng)小小/大大硬硬10.4穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路10.4.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組成穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組成整流濾波電路輸出電壓不穩(wěn)定的主要原因：整流濾波電路輸出電壓不穩(wěn)定的主要原因：負(fù)載變化；負(fù)載變化； 電網(wǎng)電壓波動(dòng)。電網(wǎng)電壓波動(dòng)。圖圖10.4.1穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路兩個(gè)兩個(gè)基本公式基本公式UIUR+UOIRIDZ+IL穩(wěn)壓管的伏安特性穩(wěn)壓管的伏安特性圖圖10.4.2穩(wěn)壓管的伏安特性穩(wěn)壓管的伏安特性在在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，只穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，只要使穩(wěn)壓管始終工作在穩(wěn)要使穩(wěn)壓管始

20、終工作在穩(wěn)壓區(qū)，保證穩(wěn)壓管的電流：壓區(qū)，保證穩(wěn)壓管的電流：IZIDZIZM 輸出電壓輸出電壓UO就基本穩(wěn)定。就基本穩(wěn)定。10.4.2穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理1. UI 不變，不變，RL 減小減小RLILURUOIZIR=IL+IZ基本不變基本不變2. RL 不變，不變， UI 升高升高UIUOIZURUO=UI UR基本不變基本不變UOUO電網(wǎng)電壓波動(dòng)；電網(wǎng)電壓波動(dòng)；負(fù)載變化。負(fù)載變化。穩(wěn)壓電路應(yīng)從以下二個(gè)穩(wěn)壓電路應(yīng)從以下二個(gè)方面考察其穩(wěn)壓特性方面考察其穩(wěn)壓特性IL綜上所述，在穩(wěn)壓二極管所組成的穩(wěn)壓電路中，利用穩(wěn)壓管綜上所述，在穩(wěn)壓二極管所組成的穩(wěn)壓電路中，利用穩(wěn)壓管所起的電流調(diào)節(jié)作用，通過限流電阻所

21、起的電流調(diào)節(jié)作用，通過限流電阻R上上電壓或電流的變化電壓或電流的變化進(jìn)行補(bǔ)償，來達(dá)到穩(wěn)壓的目的。進(jìn)行補(bǔ)償，來達(dá)到穩(wěn)壓的目的。10.4.3穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)一、內(nèi)阻一、內(nèi)阻 Ro常數(shù)常數(shù) IOOoUIUR二、穩(wěn)壓系數(shù)二、穩(wěn)壓系數(shù) Sr常數(shù)常數(shù)常數(shù)常數(shù) LLOIIOIIOOr/RRUUUUUUUUS三、電壓調(diào)整率三、電壓調(diào)整率四、電流調(diào)整率四、電流調(diào)整率內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算1. 內(nèi)阻內(nèi)阻 RoZZIOo/rRrUUR 2. 穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù) Sr當(dāng)當(dāng) rZ RL ， rZ ILmaxILminIZM ILmax+ IZ3.限流電阻限流電阻R的選擇的

22、選擇（1）. 當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管IZ 的值最大，此時(shí)的值最大，此時(shí) IZ 不應(yīng)不應(yīng)超過允許的最大值，即超過允許的最大值，即ZmaxLminZImaxIIRUU 或：或：LminZmaxZImaxminIIUUR（2）. 當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管IZ 的值最小，此時(shí)的值最小，此時(shí) IZ 不應(yīng)低于其允許的最小值，即不應(yīng)低于其允許的最小值，即ZminLmaxZIminIIRUU 或：或：LmaxZminZIminmaxIIUUR例例10.4.1在在10.4.1所示的電路中，已知所示的電路中，

23、已知UI 15V，負(fù)載電負(fù)載電流為流為1020mA；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，最小穩(wěn)定電流最小穩(wěn)定電流IZ 5A，最大穩(wěn)定電流最大穩(wěn)定電流IZM40A動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rZ15 。（1）求解）求解R的取值范圍；的取值范圍；解解：（：（1）LmaxZminZIminmaxIIUUR360 LminZmaxZImaxminIIUUR180 （2）14. 0OIZZrUUrRrSZZo/rRrR15 （3） 在在允許范圍內(nèi)允許范圍內(nèi)R的取值應(yīng)當(dāng)偏大些。的取值應(yīng)當(dāng)偏大些。（2）若）若R250 ，則穩(wěn)壓系數(shù)和輸出電阻各為多少？則穩(wěn)壓系數(shù)和輸出電阻各為多少？（3）為使穩(wěn)壓性能好一些，）為使穩(wěn)

24、壓性能好一些，R的值是大還是小些，為什么？的值是大還是小些，為什么？10.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路輸出電流較小，輸出電壓不可調(diào)。輸出電流較小，輸出電壓不可調(diào)。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路以以穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路為基礎(chǔ)，利用晶體穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路為基礎(chǔ)，利用晶體管的電流放大作用，增大負(fù)載電流；管的電流放大作用，增大負(fù)載電流；在電路中引入電在電路中引入電壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定；可通過改變反饋網(wǎng)絡(luò)的參壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定；可通過改變反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)使輸出電壓可調(diào)。數(shù)使輸出電壓可調(diào)。10.5.1串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的的工作原理工作原理一、基本調(diào)整管電路一、基本調(diào)

25、整管電路D DZ Z(a)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路動(dòng)畫動(dòng)畫avi15-4.avi基本調(diào)整管電路基本調(diào)整管電路圖圖10.5.1(b)加晶體管擴(kuò)大負(fù)載加晶體管擴(kuò)大負(fù)載電流的變化范圍穩(wěn)壓電路電流的變化范圍穩(wěn)壓電路圖圖10.5.1(c)常見畫法的穩(wěn)壓電路常見畫法的穩(wěn)壓電路T的工作電源為的工作電源為UI ，不穩(wěn)定不穩(wěn)定“輸入信號(hào)輸入信號(hào)”為穩(wěn)定電壓為穩(wěn)定電壓UZ在在UI變化或負(fù)載電阻變化或負(fù)載電阻RL變變化時(shí)，輸出電壓基本不變?；瘯r(shí)，輸出電壓基本不變。穩(wěn)壓原理：晶體管的調(diào)節(jié)作用，穩(wěn)壓原理：晶體管的調(diào)節(jié)作用，T應(yīng)工作在放大狀態(tài)。應(yīng)工作在放大狀態(tài)。調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路串聯(lián)型

26、穩(wěn)壓電源電路調(diào)整管工作在線性區(qū)調(diào)整管工作在線性區(qū)線性穩(wěn)壓電源電路線性穩(wěn)壓電源電路二、具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路二、具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路輸出電壓仍不可調(diào)節(jié)，且輸出輸出電壓仍不可調(diào)節(jié)，且輸出電壓將因電壓將因UBE的變化而變化，穩(wěn)定性較差。的變化而變化，穩(wěn)定性較差。1.電路的構(gòu)成電路的構(gòu)成圖圖10.5.2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(a)原理電路圖原理電路圖電路組成電路組成 ( (b)b)常見畫法常見畫法采樣電路采樣電路：R R1 1、 R R2 2、 R R3 3 ；比較放大電路：比較放大電路：A；基準(zhǔn)電壓電路：由基準(zhǔn)電壓電

27、路：由R R 、VDVDZ Z 提供。提供。調(diào)整管：調(diào)整管：VT；2.穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理UI UO UF UId UBE IC UCEUO 圖圖10.5.2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)壓電路動(dòng)畫動(dòng)畫avi16-1.avi3.輸出電壓的可調(diào)范圍輸出電壓的可調(diào)范圍由于由于 U+ = U ，UF = UZ， 所以所以O(shè)32132FZURRRRRUU 當(dāng)當(dāng) R2 的滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí)，的滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí)，UO 為最小值為最小值Z32321OURRRRRU Z32321OminURRRRRU 當(dāng)當(dāng) R2 的滑動(dòng)端調(diào)至最下端時(shí)，的滑動(dòng)端調(diào)至最下端時(shí)，UO 為最大值，為最大值，Z332

28、1OmaxURRRRU 則：則：圖圖 10.5.2串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路4.調(diào)整管的選擇調(diào)整管的選擇一、集電極最大允許電流一、集電極最大允許電流 ICM 二、集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓二、集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓 U(BR)CEO三、集電極最大允許耗散功率三、集電極最大允許耗散功率 PCMLmaxCMIIOminOminImax(BR)CEO1 . 1UUUUUILmaxOminLmaxOminImaxCM)1 . 1 ()(IUUIUUPI四、穩(wěn)壓電路的輸入直流電壓四、穩(wěn)壓電路的輸入直流電壓V)83(OmaxI UU五、變壓器副邊電壓五、變壓器副邊電壓1.21 .

29、1I2UU 三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖實(shí)用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路至少包括調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電實(shí)用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路至少包括調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較放大電路四個(gè)部分組成。此外為路、取樣電路、比較放大電路四個(gè)部分組成。此外為使電路安全工作，還常在電路中加保護(hù)電路。使電路安全工作，還常在電路中加保護(hù)電路。圖圖10.5.3串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖動(dòng)畫動(dòng)畫avi16-2.avi10.5.2集成穩(wěn)壓器中的基準(zhǔn)電壓電路和保護(hù)電路集成穩(wěn)壓器中的基準(zhǔn)電壓電路和保護(hù)電路一、基準(zhǔn)電壓電路一、基準(zhǔn)電壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓取決于基準(zhǔn)電壓。要求基串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出

30、電壓取決于基準(zhǔn)電壓。要求基準(zhǔn)電壓應(yīng)具有溫度系數(shù)為零，輸出電阻小，噪聲低。準(zhǔn)電壓應(yīng)具有溫度系數(shù)為零，輸出電阻小，噪聲低。1.穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓電路穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓電路圖圖10.5.5穩(wěn)壓管基準(zhǔn)穩(wěn)壓管基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管具有正溫度系數(shù)，而穩(wěn)壓管具有正溫度系數(shù)，而晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。能晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。能進(jìn)行溫度補(bǔ)償。進(jìn)行溫度補(bǔ)償。電路采用射極輸出形式，引電路采用射極輸出形式，引入電壓副負(fù)反饋。入電壓副負(fù)反饋。零零溫度系數(shù)基準(zhǔn)電壓源電路溫度系數(shù)基準(zhǔn)電壓源電路UREFUREF圖圖10.5.6零溫度系數(shù)基準(zhǔn)電壓源電路及等效電路零溫度系數(shù)基準(zhǔn)電壓源電路及等效電路基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓：UREF=IER2

31、+mUBE在在m、n、穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓管的UZ和二極管的和二極管的UBE的溫度系數(shù)確定的情況的溫度系數(shù)確定的情況下，只要下，只要R1和和R2按要求選定，基準(zhǔn)電壓溫度系數(shù)則為零。按要求選定，基準(zhǔn)電壓溫度系數(shù)則為零。2.能隙基準(zhǔn)電壓源電路能隙基準(zhǔn)電壓源電路（CJ336/329,MC1403 ,AD580）223RIUUBEREF具有正溫度系數(shù)的電壓具有較高的負(fù)溫度系數(shù)223RIBEU)ln(2133IIRUITUIUREFR3R2R1T1T2T3-+-II2I1圖圖10.5.7能隙基準(zhǔn)電壓源電路能隙基準(zhǔn)電壓源電路I3UREF UgoUgo為硅材料在為硅材料在0K時(shí)外推禁帶時(shí)外推禁帶寬度的電壓值寬度的電

32、壓值基準(zhǔn)電壓與溫度無關(guān)，從而獲基準(zhǔn)電壓與溫度無關(guān)，從而獲得很好的穩(wěn)定性。得很好的穩(wěn)定性。)ln(RRUU)ln(RRU)ln(RRU1232T1232T32132T3REFRRTRRUIIUUgoBEBE二、保護(hù)電路二、保護(hù)電路R4 很小，約為很小，約為 1 。負(fù)載電流超過某一值后，負(fù)載電流超過某一值后，VT2 導(dǎo)通，限制導(dǎo)通，限制 VT1 中的中的電流，保護(hù)調(diào)整管。電流，保護(hù)調(diào)整管。保護(hù)電路的輸出特性：保護(hù)電路的輸出特性：UOILO正常穩(wěn)壓區(qū)正常穩(wěn)壓區(qū)限流限流保護(hù)保護(hù)1.過流保護(hù)電路（限流型）過流保護(hù)電路（限流型）過流時(shí)，使調(diào)整管發(fā)射電流過流時(shí)，使調(diào)整管發(fā)射電流限制在某一數(shù)值的電路限制在某一

33、數(shù)值的電路。圖圖 10.5.8(a)圖圖 10.5.8(c)在在集成穩(wěn)壓器電路內(nèi)部有各種保護(hù)電路，如過流保護(hù)、集成穩(wěn)壓器電路內(nèi)部有各種保護(hù)電路，如過流保護(hù)、短路保護(hù)、調(diào)整管安全區(qū)保護(hù)、芯片過熱保護(hù)。短路保護(hù)、調(diào)整管安全區(qū)保護(hù)、芯片過熱保護(hù)。不適應(yīng)于大功率電路不適應(yīng)于大功率電路截流型截流型過流保護(hù)電路過流保護(hù)電路圖圖10.5.9截流型過流保護(hù)電路及其輸出特性截流型過流保護(hù)電路及其輸出特性T1為調(diào)整管為調(diào)整管R0為取樣電阻，為取樣電阻，它與它與T2 、 R1和和R2構(gòu)成保護(hù)電路構(gòu)成保護(hù)電路保護(hù)原理保護(hù)原理過流時(shí)，使調(diào)整管發(fā)射電流過流時(shí)，使調(diào)整管發(fā)射電流迅速減小到較小數(shù)值迅速減小到較小數(shù)值的電路的電

34、路。2.調(diào)整管的安全工作區(qū)保護(hù)電路調(diào)整管的安全工作區(qū)保護(hù)電路3.芯片過熱保護(hù)電路芯片過熱保護(hù)電路圖圖10.5.10調(diào)整管的安全工作區(qū)保護(hù)電路調(diào)整管的安全工作區(qū)保護(hù)電路圖圖10.5.11芯片過熱保護(hù)電路芯片過熱保護(hù)電路集成穩(wěn)壓器電路圖集成穩(wěn)壓器電路圖恒流源恒流源基準(zhǔn)電壓電路基準(zhǔn)電壓電路調(diào)整電路調(diào)整電路比較放大比較放大減流保護(hù)減流保護(hù)過熱保護(hù)過熱保護(hù)啟動(dòng)電路啟動(dòng)電路取取樣樣電電路路R4T1T4T2T3T5DZ1DZ2R3R2R1VREFT14T13D2D1R5R7R6T6T7T8T9T12T10T11R8R9R10R11R12R13R14R15DZ3DZ4VFVOVI123IO10.5.3 集成穩(wěn)

35、壓器電路集成穩(wěn)壓器電路從從外形上看，集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有三個(gè)引腳，外形上看，集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路有三個(gè)引腳，分別為輸入端、輸出端和公共端，因而稱為三分別為輸入端、輸出端和公共端，因而稱為三端穩(wěn)壓器。端穩(wěn)壓器。固定式穩(wěn)壓電路：固定式穩(wěn)壓電路：W78XX、W79XX?？烧{(diào)式穩(wěn)壓電路：可調(diào)式穩(wěn)壓電路：W117、W217、W317。一、一、W78XX三端穩(wěn)壓器三端穩(wěn)壓器 穩(wěn)定正電壓穩(wěn)定正電壓輸出電壓有七個(gè)等級(jí)：輸出電壓有七個(gè)等級(jí)：5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24V。如如W7805 ，輸出輸出+5V；W7809 ，輸出輸出+9V輸出電流有三個(gè)等級(jí)：輸出電流有三個(gè)等級(jí)：1.5A、0.5A（M

36、）和和0.1A（L）。）。如如W7805 ，輸出輸出+5V；最大輸出電流為最大輸出電流為1.5A；W78M05 ，輸出輸出+5V；最大輸出電流為最大輸出電流為0.5A；W78L05 ，輸出輸出+5V；最大輸出電流為最大輸出電流為0.1A。W79XX系列系列 穩(wěn)定負(fù)電壓穩(wěn)定負(fù)電壓1三端集成穩(wěn)壓器的組成三端集成穩(wěn)壓器的組成圖圖10.5.14W7800的原理框圖的原理框圖2.主要參數(shù)主要參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)名稱符號(hào)符號(hào)單位單位參參 型號(hào)型號(hào) 數(shù)數(shù) 值值7805780678097812781578187824輸入電壓輸入電壓UIV10111419232733輸出電壓輸出電壓UOV56912151824電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率SU%/V0.00760.00860.010.0080.00660.010.011電流調(diào)整率電流調(diào)整率SImV40434552525560最小壓差最小壓差UI UOV2222222輸出噪聲輸出噪聲