第10章直流電源

第十章直流電源10.1直流電源的組成及各部分的作用10.2整流電路10.3濾波電路10.4穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路10.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電路10.6開關(guān)型穩(wěn)壓電路10.7Multisim應(yīng)用舉例

—三端穩(wěn)壓器W7805穩(wěn)壓性能研究第十章1本章討論的問題：1.如何將50Hz、220V的交流電壓變?yōu)?V的直流電壓？3.220V的交流電壓經(jīng)整流后是否輸出220V的直流電壓？4.將市場(chǎng)銷售的6V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？5.對(duì)于同樣標(biāo)稱輸出電壓為6V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6V，而有的為7－8V？用后者給收音機(jī)供電，會(huì)造成收音機(jī)損壞嗎？2.220V的電網(wǎng)電壓經(jīng)是穩(wěn)定的嗎？它的波動(dòng)范圍是多少？26.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？7.一個(gè)5V交流電壓是否可能轉(zhuǎn)換為6V直流電壓？一個(gè)3V電池是否可以轉(zhuǎn)換成為6V的直流電壓？8.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？9.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？本章討論的問題：3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。2.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)：6學(xué)時(shí)

410.1直流電源的組成及各部分的作用在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，許多電氣設(shè)備和家用電器中，通常需要電壓電流穩(wěn)定的直流電源供電，而電網(wǎng)提供的通常為單相220伏或三相380伏的交流電源；將交流電源通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后變?yōu)榉捣€(wěn)定、電流穩(wěn)定的直流電的設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。輸入電壓為單相220V，輸出電流在10A以下，調(diào)整管工作在線性工作區(qū)的穩(wěn)壓電源稱為小功率線性直流穩(wěn)壓電源。第十章5電源變壓器:

將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:

將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:

將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4穩(wěn)壓電路:

清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路濾波電路第十章整流電路UoOttu1OOtu2Otu3Otu46單相三相二極管可控硅橋式倍壓整流半波全波本課主要介紹：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ?，單相全波整流，單相橋式整流把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。整流電路分類：整流電路的任務(wù)：10.2整流電路為分析方便，假設(shè)所用元件為理想元件。第十章710.2.1單相半波整流電路二極管導(dǎo)通，uo=u2u1u2aTbDRLuo二極管截止,uo=0+–io+–當(dāng)u2>0時(shí):當(dāng)u2<0時(shí):一、工作原理。設(shè)變壓器附邊輸出電壓有效值為U2。第十章8單相半波整流電壓波形u1u2aTbDRLuouDu2uouD

t

2340工作效率為50%。第十章9u1u2aTbDRLuouDioIO(AV)=Uo(AV)/RL=0.45U2/RL

uo

20t二、主要參數(shù)：1、輸出電壓平均值和輸出電流平均值：第十章102、二極管上的平均電流及承受的最高反向電壓：uD

20tUDRM二極管上的平均電流：ID=IO承受的最高反向電壓:應(yīng)用時(shí)選擇反向耐壓≥1.1UDRM的整流二極管。u1u2aTbDRLuouDio113、脈動(dòng)系數(shù)S：輸出電壓的基波峰值UO1M與平均電壓UO(AV)之比。紋波系數(shù)Kγ：輸出電壓交流分量有效值與輸出電壓

平均值之比。第十章1210.2.2單相全波整流電路原理：u1u2aTbD1RLuoD2u2io+–+–+–+–變壓器副邊中心抽頭，感應(yīng)出兩個(gè)相等的電壓u2當(dāng)u2正半周時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止。當(dāng)u2負(fù)半周時(shí)，D2導(dǎo)通，D1截止。第十章13u1u2aTbD1RLuoD2u2io單相全波整流電壓波形u2uouD1

t

2340uD2+–+–0~：uD2=2u2+忽略二極管正向壓降第十章14輸出電壓平均值Uo(AV)；輸出電流平均值Io(AV)u1u2aTbD1RLuoD2u2iouo

20t()ò=pwp01tduUoO(AV)=()òpwp

01tdsinw

t22UIo(AV)=Uo/RL=0.9U2/RL

=p229.02UU=2主要參數(shù)：第十章15二極管上的平均電流及承受的最高反向電壓：u1u2aTbD1RLuoD2u2io二極管上的平均電流：oDII21=uD

20tDRM22UU=2二極管承受的最高反向電壓：第十章1610.2.3單相橋式整流電路u1u2TD3D2D1D4RLuo一、組成：由四個(gè)二極管組成橋路RLD1D3D2D4u2uou2uo第十章17+–u2正半周時(shí)電流通路D1

、D4導(dǎo)通，D2、D3截止電流通路:a

D1RLD4b二、工作原理u1u2TD3D2D1D4RLuoab第十章18-+u0u1u2TD3D2D1D4RLu2負(fù)半周時(shí)電流通路D2、D3

導(dǎo)通，D1

、D4截止，電流通路:b

D2RLD4aab第十章19u2>0時(shí)D1,D4導(dǎo)通D2,D3截止電流通路:a

D1

RL

D4bu2<0時(shí)D2,D3導(dǎo)通D1,D4截止電流通路:b

D2

RL

D4a單相橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形u2D3D2D1D4RLuou2uD2,uD3uD1,uD4uo20幾種常見的硅整流橋外形：+AC-~+~-

~+-~u2uo+

–

213、整流電路的主要參數(shù)：

負(fù)載電壓Uo(AV)的平均值為:()ò=πoO(AV)tduπU01w負(fù)載上的(平均)電流:LO(AV)RUIo=(1)整流輸出電壓的平均值uo

20t第十章22

S定義：整流輸出電壓的基波峰值Uo1M與Uo平均值之比。S越小越好。(2)脈動(dòng)系數(shù)Ｓ用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)全波整流的輸出uo

分解后可得:uo

20t基波基波峰值輸出電壓平均值第十章23平均電流(ID)與反向峰值電壓(UDRM)是選擇整流管的主要依據(jù)。oDII21=在橋式整流電路中，每個(gè)二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過(guò)每只整流二極管的平均電流ID

是負(fù)載平均電流的一半。二極管截止時(shí)兩端承受的最大反向電壓：(3)二極管平均電流與反向峰值電壓（選購(gòu)時(shí)：二極管額定電流

1.1ID)（選購(gòu)時(shí)：最大反向電壓

1.1URM)24輸出雙極性電壓?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐返谑?5三相橋式整流電路工作原理。第十章2610.3濾波電路交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波直流電壓經(jīng)過(guò)整流后的電源電壓雖然沒有交流變化成分，但其脈動(dòng)較大，需要經(jīng)過(guò)濾波電路消除其脈動(dòng)成分，使其更接近于直流。第十章（a）（c）（d）常用濾波電路（a）電容濾波（b）電感濾波（c）LC濾波（d）∏型濾波（b）CCC1C2LLL2710.3.1電容濾波電路電容濾波電路是使用最多也是最簡(jiǎn)單的濾波電路。其結(jié)構(gòu)為在整流電路的輸出端并聯(lián)一較大容量的電解電容，利用電容對(duì)電壓的充放電作用使輸出電壓趨于平滑。該形式電路多用于小功率電源電路中。一、濾波原理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。橋式整流電容濾波電路uo第十章au1u2u1bD4D2D1D3RLSC28當(dāng)RL未接入時(shí)(電容初始電壓為0)：u2tuot設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒有電容時(shí)的輸出波形ucuo

=uc=U2τc=RintC（Rint為充電回路等效電阻）第十章au1u2u1bD4D2D1D3RLSC29當(dāng)RL接入時(shí)（假設(shè)RL是u2在從0上升時(shí)接入的）：u2tuot無(wú)濾波電容時(shí)的波形加入濾波電容時(shí)的波形au1u2u1bD4D2D1D3RLSC30uotu2上升,u2大于電容上的電壓uc,u2對(duì)電容充電，uo=uc

u2u2下降，u2小于電容上的電壓。二極管承受反向電壓而截止。電容C通過(guò)RL放電，uc按指數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù)

=RLC第十章31u2tuot只有整流電路輸出電壓大于uc時(shí)，才有充電電流。因此二極管中的電流是脈沖波。二極管中的電流au1u2u1bD4D2D1D3RLSC32u2tuot電容充電時(shí)，電容電壓滯后于u2。RLC越小，輸出電壓越低。RL接入（且RLC較大）時(shí)au1u2u1bD4D2D1D3RLSC33二、主要參數(shù)輸出電壓可以近似看成鋸齒波，如圖所示。設(shè)uc每次充電到峰值Uomax=U2后按RLC放電的初始斜率線性下降，經(jīng)過(guò)τ=RLC放電結(jié)束交于橫軸；并令在（T為正弦波周期）處為電容充放電轉(zhuǎn)換時(shí)的電壓值Uomin。1、輸出電壓平均值第十章34由相似三角形關(guān)系可得：則：即：Io(AV)=Uo(AV)/RL一般取近似估算:Uo(AV)≈1.2U2輸出電壓平均值Uo與時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)RLC愈大

電容器放電愈慢

Uo(平均值)愈大CR2TUUULOmaxOminOmax=-流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大RLC越大

Uo越高

負(fù)載電流的平均值越大;

整流管導(dǎo)電時(shí)間越短

iD的峰值電流越大352、脈動(dòng)系數(shù)S（采用近似波形計(jì)算）以（Uomax－Uomin）為基波峰-峰值，則實(shí)際uo的波動(dòng)沒有近似波形誤差大，故實(shí)際S比計(jì)算值要小。3、二極管承受的最高反向電壓：

濾波電容應(yīng)選用耐壓>1.1

的電解電容。36由UO(AV)的表達(dá)式可看出，C越大，UO(AV)也越大，IO(AV)也會(huì)增大，而整流管的通電時(shí)間卻越短，整流管的導(dǎo)通電流加大，如果C太大則初始充電時(shí)間要長(zhǎng)，整流管中通過(guò)的沖擊電流時(shí)間加長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)影響整流管使用壽命。所以一般選擇整流管時(shí)ID(AV)＞（2~3）IO(AV)

。改變RLC會(huì)對(duì)UO(AV)和S有影響，將UO(AV)和IO(AV)的關(guān)系曲線稱為輸出特性，將S和IO(AV)的關(guān)系曲線稱為濾波特性，如果RLC越小，UO(AV)越低，則S越大，而加大C可使濾波效果和負(fù)載能力增強(qiáng)，但C不能無(wú)限增大。所以電容濾波形式電路一般適用于輸出電流較小且負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。三、濾波特性及使用范圍第十章371、電路結(jié)構(gòu):

在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L就構(gòu)成了電感濾波電路。u2u1RLLuo10.3.3其它形式的濾波電路一、電感濾波電路第十章382、電感濾波原理對(duì)諧波分量:

f

越高，XL越大,電壓大部分降在XL上。

因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。Uo(AV)≈0.9U2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓:對(duì)直流分量:

XL=0相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上第十章u2u1RLLuo39二、復(fù)式濾波電路改善濾波特性的方法：采取多級(jí)濾波。如：L-C型濾波電路：在電感濾波后面再接一電容。RC–

型濾波電路：在電容濾波后再接一級(jí)RC濾波電路。性能及應(yīng)用場(chǎng)合分別與電容濾波和電感濾波相似。LC–

型濾波電路：在電容濾波后面再接L-C型濾波電路。第十章40１.RC–

型濾波器改善濾波特性的方法：采取多級(jí)濾波uoRu2u1C1C2uo1′RLRC–

型濾波器第十章41uoRu2u1C1C2uo1′RLuo的交流分量的基波的幅值：42通常選擇濾波元件的參數(shù)使得：uo的脈動(dòng)系數(shù)S與uo1的脈動(dòng)系數(shù)S′的關(guān)系：43２、L-C型濾波電路u2u1LuoCRLuo1設(shè)uo1的直流分量為U′O，交流分量的基波的幅值為U′O1m，：第十章44通常選擇濾波元件的參數(shù)使得：uo的脈動(dòng)系數(shù)S與uo1的脈動(dòng)系數(shù)S′的關(guān)系：第十章45３、LC–

型濾波電路u2u1LuoC2RLuo1C1顯然，LC–

型濾波電路輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)比只有LC濾波時(shí)更小，波形更加平滑；由于在輸入端接入了電容，因而較只有LC濾波時(shí)，提高了輸出電壓。請(qǐng)自行分析LC–

型濾波電路的輸出電壓和脈動(dòng)系數(shù)等基本參數(shù)。第十章4610.3.4倍壓整流電路利用濾波電容的充放電作用，將多個(gè)電容和二極管組合可獲得倍數(shù)于變壓器附邊電壓的輸出電壓。1、二倍壓整流電路u2的負(fù)半周時(shí)：D1導(dǎo)通，D2截止，理想情況下，電容C1的電壓：u2的正半周時(shí)：D2導(dǎo)通，D1截止，理想情況下，電容C2的電壓：輸出端的電壓：即二倍壓電壓。第十章uou2u1_+++__TrD1D2C2C1++47+–2、多倍壓整流電路+–u2的第一個(gè)正半周：u2、C1、D1構(gòu)成回路，C1充電到：u2的第一個(gè)負(fù)半周：u2、C2、D2、C1構(gòu)成回路，C2充電到：C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6第十章48+–+–+–+–+–+–C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二個(gè)正半周：u2、C1、C3、D3、C2構(gòu)成回路，C1補(bǔ)充電荷，C3充電到：u2的第二個(gè)負(fù)半周：u2、C2、C4、D4、C3、C1構(gòu)成回路，C2補(bǔ)充電荷，C4充電到：把電容接在相應(yīng)電容組的兩端，即可獲得所需的多倍壓直流輸出。第十章4910.4穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

一、穩(wěn)壓電路的作用:

使直流電路在電網(wǎng)波動(dòng)、負(fù)載變化、溫度變化等因素影響下保證輸出電壓穩(wěn)定。

10.4.1概述穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路二、穩(wěn)壓電路的類型以下主要討論線性穩(wěn)壓電路。電路最簡(jiǎn)單，但是帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用。效率較高，目前用的也比較多，但因?qū)W時(shí)有限，這里不做介紹。50三、穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)1、穩(wěn)壓系數(shù)S（越小越好）穩(wěn)壓系數(shù)S反映電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響。定義為當(dāng)負(fù)載固定時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化量與輸入電壓的相對(duì)變化量之比。2、輸出電阻Ro（越小越好）輸出電阻用來(lái)反映穩(wěn)壓電路受負(fù)載變化的影響。定義為當(dāng)輸入電壓固定時(shí)輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。它實(shí)際上就是電源戴維南等效電路的內(nèi)阻。5110.4.2穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、電路組成電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是調(diào)整元件與負(fù)載RL并聯(lián)，故也稱并聯(lián)型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓過(guò)程是通過(guò)調(diào)整元件的電流調(diào)整作用實(shí)現(xiàn)的。

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓管V為電流調(diào)整元件，R為限流電阻。52通過(guò)對(duì)電路分析容易得到關(guān)系式：二、穩(wěn)壓原理1、當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)：以上過(guò)程是利用關(guān)系中，使，從而實(shí)現(xiàn)UO的穩(wěn)定。532、當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)：以上過(guò)程是利用關(guān)系中，使，使IR基本不變而實(shí)現(xiàn)UO的穩(wěn)定。第十章54三、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)主要有穩(wěn)壓系數(shù)Sr、輸出電阻RO、電壓調(diào)整率、電流調(diào)整率、最大紋波電壓、溫度系數(shù)等。主要了解前兩個(gè)。Sr定義為：在負(fù)載固定時(shí)穩(wěn)壓電路輸出電壓相對(duì)變化量與輸入電壓相對(duì)變化量之比。Sr反映電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響，其值越小說(shuō)明穩(wěn)壓性能越好。第十章55RO定義為：在輸入電壓固定時(shí)，穩(wěn)壓電路輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。RO反映負(fù)載波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響，其值越小說(shuō)明穩(wěn)壓電路帶負(fù)載能力越強(qiáng)。在只考慮變化量條件下，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路可等效為如圖形式，rz為穩(wěn)壓管的動(dòng)態(tài)電阻。+-UIUO+-IZIODZRLR限流電阻IR+-UIUO+-RLRrz第十章56脈動(dòng)系數(shù)Sr：∴Sr=(ΔUO/ΔUI)(UI/UO)

+-UIUO+-RLRrz輸出電阻RO：RO=R//rz≈rz(R>>rz)(R>>rz)另外，用電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10%時(shí)UO的變化量ΔUO作為衡量指標(biāo)，稱為電壓調(diào)整率。用IO從0變到額定值時(shí)，UO的變化量作為衡量指標(biāo)，稱為電流調(diào)整率。57四、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的參數(shù)選擇首先應(yīng)確定輸出電壓UO，輸出電流范圍Iomin、Iomax（或RLmax、RLmin），輸入電壓UI波動(dòng)范圍（一般為±10%）等，據(jù)此選擇整流、濾波、穩(wěn)壓元件參數(shù)。1、UI的選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般選擇UI=（2~3）UO確定Ii：該電流的選擇原則為Ii>

Iomax。582、穩(wěn)壓管的選擇UZ=UOIZM－IZ>Iomax－IominIZM

≥

Iomax

+IZ3、限流電阻的選擇由得限流電阻的功率：（空載時(shí)）第十章59輸出電流小，輸出電壓不可調(diào)節(jié)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便，使用元件少；適用于IO較小，UO不變的場(chǎng)合，如作電壓基準(zhǔn)。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的特點(diǎn)：第十章6010.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路以穩(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,并在電路中引入深度電壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定,通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)使輸出電壓可調(diào).10.5.1串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理第十章61IL=(1+β)I′L

調(diào)整管T在穩(wěn)壓管后增加一級(jí)共集放大電路。穩(wěn)壓原理：UIUEUBEIBUOIE（UBE=UB-UE）當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)：當(dāng)負(fù)載變化時(shí)：RLUEUBEIBUOIE（UBE=UB-UE）T通過(guò)對(duì)電流的調(diào)整實(shí)現(xiàn)UO的穩(wěn)定，故稱T為調(diào)整管。一、基本調(diào)整管電路第十章IOR-+UIUO+-DZRLIL+-UIUO+-DZRLRI'L62負(fù)載電流的變化量可以比穩(wěn)壓管工作電流的變化量擴(kuò)大（1+

）倍。實(shí)際上是射極輸出器，Uo=UZ-UBE

。但帶負(fù)載的能力比穩(wěn)壓管強(qiáng)。第十章UZ–TUORL+–+UIiRiZiL63∴

ILmax=(1+β)(Izmax

-Iz)UO=UZ-UBE調(diào)整管T工作在放大區(qū)，即線性區(qū)，故稱為線性穩(wěn)壓電路，又因?yàn)檎{(diào)整管與負(fù)載相串聯(lián)，所以稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓條件下，而IL+-UIUO+-DZRLRI'LUZ–TUORL+–+UIiRiZiL64串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路的基本形式兩個(gè)主要缺點(diǎn)：(1)穩(wěn)壓效果不好。Uo=UZ–UBE(2)輸出電壓不可調(diào)。改進(jìn)的方法：在穩(wěn)壓電路中引入帶電壓負(fù)反饋的放大環(huán)節(jié)。第十章UZ–TUORL+–+UIiRiZiL65UO+－UI+-ILDZRLRR3+-R1R'2R''2R2TAUI二.具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路2、穩(wěn)壓原理：UOUNUBUOUOUNUBUO1、電路構(gòu)成663、輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍：UI第十章67帶有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路，一般由四部分組成，即采樣電路、基準(zhǔn)電壓、比較放大電路和調(diào)整元件。三.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖調(diào)整元件T：與負(fù)載串聯(lián)，通過(guò)全部負(fù)載電流?？梢允菃蝹€(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)。比較放大器：可以是單管放大電路，差動(dòng)放大電路，集成運(yùn)算放大器?；鶞?zhǔn)電壓：可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路：取出輸出電壓UO的一部分和基準(zhǔn)電壓相比較。UoUI-++-調(diào)整管比較放大器基準(zhǔn)電壓采樣電路68一種實(shí)際的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源1）穩(wěn)壓原理UoUB2UBE2(=UB2-UZ）UC2Uo當(dāng)UI增加或輸出電流減小使Uo升高時(shí)第十章UoUIR3R2R4R1DZRPUCE2T1_+T2+_+_692）輸出電壓的確定和調(diào)節(jié)范圍第十章UoUIR3R2R4R1DZRPUCE2T1_+T2+_+_703）影響穩(wěn)壓特性的主要因素2.流過(guò)穩(wěn)壓管的電壓隨UI波動(dòng)，使UZ不穩(wěn)定，降低了穩(wěn)壓精度。1.電路對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)抑制能力較差。例：UI

UC2

Uo

3.溫度變化時(shí)，T2組成的放大電路產(chǎn)生零點(diǎn)漂移時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定度變差。第十章UoUIR3R2R4R1DZRPUCE2T1_+T2+_+_7110.5.2集成穩(wěn)壓器中的基準(zhǔn)電路和保護(hù)電路基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定決定了輸出電壓的穩(wěn)定。一、基準(zhǔn)電壓電路電路中增加了T2，采用正溫度系數(shù)的穩(wěn)壓二極管，使基準(zhǔn)電壓為：（UZ<4V的穩(wěn)壓管為負(fù)溫度系數(shù)；

UZ>7V的穩(wěn)壓管為正溫度系數(shù)；

4V≤UZ≤7V的穩(wěn)壓管正負(fù)溫度系數(shù)均有）1、穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓電路72由于T2具有負(fù)溫度系數(shù)，當(dāng)溫度變化時(shí)選擇元件參數(shù)使得兩者變化大小相等變化趨勢(shì)相反，從而維持UREF基本不變。同時(shí)該電路引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋能更加穩(wěn)定UREF的值，并使RO減小，提高電路帶負(fù)載能力。在集成電路中很容易制成三極管，因此利用該思想在UREF上下各連接多個(gè)作為二極管使用的溫度系數(shù)相反的三極管就可以實(shí)現(xiàn)零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓電路。732、能隙基準(zhǔn)電壓電路由于UBE3具有負(fù)溫度系數(shù)（隨T升高UBE3降低），因此用一個(gè)正溫度系數(shù)的電壓I2RC2來(lái)補(bǔ)償（隨T升高UBE3增大），可寫為：合理選擇和的值，即可利用正溫度系數(shù)電壓補(bǔ)償負(fù)溫度系數(shù)電壓，使得UREF的溫度系數(shù)為0，此時(shí)：74EQ為Si元素的禁帶寬度電壓；q為電子電荷。該電路又稱為禁帶寬度基準(zhǔn)電壓電路（或能帶間隙基準(zhǔn)電壓電路）。該電路輸出電壓較低但溫度穩(wěn)定性好，故常用于低電壓電源電路中。常用的有：LM285（1.2V）、LM236（1.2V）、MC1403（2.5V）、LM336（2.5V）、LM385（2.5V）等。這類基準(zhǔn)電壓電路還可方便地轉(zhuǎn)換成1.2V~10V的基準(zhǔn)電壓電路，使之廣泛應(yīng)用于集成穩(wěn)壓器；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（A/D、D/A）及集成傳感器中。第十章75常見保護(hù)電路有：過(guò)流保護(hù)；調(diào)整管安全保護(hù)；過(guò)熱保護(hù)等。T1RT'1IL（1）限流型：當(dāng)調(diào)整管的電流超過(guò)額定值時(shí)，對(duì)調(diào)整管的基極電流進(jìn)行分流，使發(fā)射極電流不至于過(guò)大。當(dāng)IL不超過(guò)額定值時(shí)，T’1截止；當(dāng)IL超過(guò)額定值時(shí)，T'1導(dǎo)通，其集電極從T1的基極分流。R為一小電阻，用于檢測(cè)負(fù)載電流。二、保護(hù)電路1．過(guò)流保護(hù)第十章76輸出電流在額定值內(nèi)時(shí)：三極管T2截止，這時(shí)，電壓負(fù)反饋保證電路正常工作。輸出電流超出額定值時(shí)：UB電壓上升，三極管T2導(dǎo)通，使UO

迅速下降

，由于R1、R2>>RO，故UB的下降速度慢于UO，使UO迅速下降到0，實(shí)現(xiàn)了截流作用。（2）截流型第十章772．調(diào)整管安全區(qū)保護(hù)電路第十章783．芯片過(guò)熱保護(hù)電路第十章79本節(jié)主要介紹常用的三端集成穩(wěn)壓器，該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過(guò)熱保護(hù)環(huán)節(jié)。10.5.3集成穩(wěn)壓器電路用集成電路的形式制造的穩(wěn)壓電路稱為集成穩(wěn)壓器。優(yōu)點(diǎn)是性能穩(wěn)定可靠，使用方便、價(jià)格低廉。集成穩(wěn)壓器種類有多端式和三端式，輸出電壓有固定式和可調(diào)式，正壓、負(fù)壓輸出穩(wěn)壓器等。第十章80注：型號(hào)后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值輸出電壓額定電壓值有:5V、9V、12V、18V、24V等。三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負(fù)穩(wěn)壓W79XX1、集成穩(wěn)壓電源的分類第十章81一、三端固定式集成穩(wěn)壓器這類產(chǎn)品的封裝形式有金屬殼和塑料殼兩種。它們都有三個(gè)管腳，分別是輸入端、輸出端和公共端，因此稱為三端式穩(wěn)壓器。

1.CW7800系列是三端固定正壓輸出的集成穩(wěn)壓器。輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等檔次。例如：CW7805表示輸出電壓為正5V。此系列最大輸出電流為1.5A。同類產(chǎn)品：CW78M00系列（0.5A）；CW78L00系列（0.1A）；CW78T00系列（3A）和CW78H00系列（5A）。

2.CW7900系列是三端固定負(fù)壓輸出的集成穩(wěn)壓器。在輸出電壓檔次、電流檔次等方面與78系列相同。引腳排列請(qǐng)查閱手冊(cè)。第十章82二、三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器

CW337為三端可調(diào)式負(fù)壓輸出穩(wěn)壓器，其引腳排列請(qǐng)查閱手冊(cè)。三端可調(diào)式穩(wěn)壓器的外形和管腳的編號(hào)與三端固定式穩(wěn)壓器相同。但管腳功能有區(qū)別，如

CW317為三端可調(diào)式正壓輸出穩(wěn)壓器，其引腳排列請(qǐng)查閱手冊(cè)。第十章8310.5.4三端穩(wěn)壓器的應(yīng)用一、三端穩(wěn)壓器的外形和方框圖第十章841端:輸入端2端:公共端3端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形123第十章85

二、CW7800的應(yīng)用1、輸出為固定正壓時(shí)的接法如圖所示。注意：輸入與輸出端之間的電壓不得低于3V！+_W7800系列穩(wěn)壓器基本接線圖CoW7800CIUI+_Uo1320.1~1

F1μF第十章86COW78XXCIUI+_+_UO132UXXUZRDZUXX:為W78XX固定輸出電壓

UO=UXX+UZ2、提高輸出電壓的電路第十章873、輸出電壓可調(diào)式電路用三端穩(wěn)壓器也可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，下圖是用W7805組成的7－30V可調(diào)式穩(wěn)壓電源。W7805132R1CICoUI76234UoR2F0070.33

33V10k0.1μ

第十章88(UXX=5V)運(yùn)算放大器作為電壓跟隨器使用,它的電源就借助于穩(wěn)壓器的輸入直流電壓。由于運(yùn)放的輸入阻抗很高,輸出阻抗很低，可以克服穩(wěn)壓器受輸出電流變化的影響。132R1CICoUI76234UoR2F0070.33

33V10k0.1μ

W7805Uo1第十章894、輸出正負(fù)電壓的電路第十章78XX+Uo~220VTrVD1VD3VD2VD479XXC1C3C6C2C4C5-Uo++90(a)

(b)三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的外形及管腳功能(a)X17系列(b)X37系列LMx17UoUI調(diào)整端與Uo相聯(lián)Uo(外殼)UILMx37UoUI與UI相聯(lián)UI(外殼)Uo調(diào)整端調(diào)整端調(diào)整端

三、CW317和CW337的基本應(yīng)用電路91應(yīng)用特點(diǎn)是外接兩個(gè)電阻（R1和RP）就可得到所需的輸出電壓。為了使電路正常工件，一般輸出電流不小于5mA。輸入電壓范圍在3~40V之間，輸出電壓可調(diào)范圍為1.25~37V，器件最大輸出電流約1.5A。

三、CW317和CW337的基本應(yīng)用電路第十章240ΩADJLM317C3C140VUo+_C4OUTINR1VD6VD5R230V~220VTrVD1VD3VD2VD4C26.8k1.25～37V1μF10μF0.33μF2200μFIW++三端可調(diào)集成穩(wěn)壓電源9210.6開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓電源由六部分組成,其中,取樣電路、比較電路、基準(zhǔn)電路,在組成及功能上都與普通的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路相同;不同的是增加了開關(guān)控制器、開關(guān)調(diào)整管和續(xù)流濾波等電路,新增部分的功能如下：10.6.1開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及分類一、開關(guān)穩(wěn)壓電源原理框圖第十章93

(1)開關(guān)調(diào)整管:在開關(guān)脈沖的作用下,使調(diào)整管工作在飽和或截止?fàn)顟B(tài),輸出斷續(xù)的脈沖電壓。開關(guān)調(diào)整管采用大功率管。設(shè)閉合時(shí)間為Ton,

斷開時(shí)間為Toff,則工作周期為T=Ton+Toff。負(fù)載上