《直流穩(wěn)壓》課件

《直流穩(wěn)壓》課件課程目標(biāo)掌握直流穩(wěn)壓電路原理深入理解線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的工作原理。熟悉集成穩(wěn)壓器應(yīng)用了解常見(jiàn)集成穩(wěn)壓器的引腳功能、典型應(yīng)用電路及選型要點(diǎn)。提升電路設(shè)計(jì)能力掌握直流穩(wěn)壓電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試技巧。直流電源基本概念直流電源直流電源是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的設(shè)備，為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定直流電壓。直流穩(wěn)壓直流穩(wěn)壓是將電壓穩(wěn)定在特定值的技術(shù)，以確保電子設(shè)備正常工作。線性穩(wěn)壓電路1工作原理通過(guò)晶體管的放大作用，將輸入電壓穩(wěn)定在輸出端。2優(yōu)點(diǎn)輸出電壓穩(wěn)定性高，紋波小。3缺點(diǎn)效率低，功率損耗大，不適合大功率應(yīng)用。開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路效率高開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路的效率通常高于線性穩(wěn)壓電路，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)將多余的電壓以熱量的形式浪費(fèi)掉。體積小開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路通常比線性穩(wěn)壓電路更小，因?yàn)樗鼈儾恍枰蟮纳崞?。靈活性高開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路可以輕松調(diào)整輸出電壓，使其適合各種應(yīng)用。集成穩(wěn)壓器原理內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成穩(wěn)壓器內(nèi)部包含一個(gè)基準(zhǔn)電壓源、放大器、誤差放大器和一個(gè)功率晶體管。這些組件以特定的方式連接在一起，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓。工作原理輸入電壓經(jīng)過(guò)整流濾波后，通過(guò)誤差放大器與基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行比較，誤差信號(hào)被放大后控制功率晶體管的導(dǎo)通程度，從而調(diào)節(jié)輸出電壓。集成穩(wěn)壓器引腳功能輸入引腳接收未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓，通常標(biāo)為“IN”或“VI”。輸出引腳提供經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓的直流電壓，通常標(biāo)為“OUT”或“VO”。接地引腳提供電路的參考點(diǎn)，通常標(biāo)為“GND”。調(diào)節(jié)引腳可選功能，用于微調(diào)輸出電壓，通常標(biāo)為“ADJ”或“VR”。典型集成穩(wěn)壓器應(yīng)用集成穩(wěn)壓器應(yīng)用廣泛，常見(jiàn)于以下場(chǎng)景：電子設(shè)備電源電腦、手機(jī)等汽車電子工業(yè)控制醫(yī)療設(shè)備負(fù)載調(diào)節(jié)特性負(fù)載調(diào)節(jié)特性是指在輸入電壓恒定情況下，輸出電壓隨負(fù)載電流變化的特性，反映了穩(wěn)壓器輸出電壓的穩(wěn)定性。線路調(diào)節(jié)特性定義輸入電壓變化時(shí)，輸出電壓的變化程度指標(biāo)通常用線路調(diào)節(jié)率表示，即輸出電壓變化量與輸入電壓變化量的比值影響因素穩(wěn)壓電路的反饋環(huán)路性能、元器件的特性等溫度特性25工作溫度是指集成穩(wěn)壓器正常工作所需的溫度范圍。10溫度漂移是指輸出電壓隨溫度變化而產(chǎn)生的偏差。1熱穩(wěn)定性是指集成穩(wěn)壓器在溫度變化時(shí)保持穩(wěn)定輸出電壓的能力。輸入電壓范圍參數(shù)描述VIN(min)集成穩(wěn)壓器正常工作所需的最低輸入電壓。VIN(max)集成穩(wěn)壓器能夠承受的最大輸入電壓，超過(guò)該電壓會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。靜態(tài)特性1輸出電壓2負(fù)載電流3輸入電壓4溫度集成穩(wěn)壓器的靜態(tài)特性是指在穩(wěn)態(tài)條件下，其輸出電壓、電流、輸入電壓和溫度等參數(shù)之間的關(guān)系。這些特性反映了穩(wěn)壓器在不同工作條件下的性能，對(duì)選擇合適的穩(wěn)壓器型號(hào)和設(shè)計(jì)電路至關(guān)重要。動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性指穩(wěn)壓器在輸入或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓的變化情況。噪聲特性100mV最大峰峰值表示輸出電壓的最大波動(dòng)范圍。10Hz典型帶寬指輸出電壓噪聲的頻率范圍。熱保護(hù)和過(guò)載保護(hù)1熱保護(hù)集成穩(wěn)壓器內(nèi)部溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致性能下降，甚至損壞。熱保護(hù)電路可以監(jiān)測(cè)芯片溫度，并在溫度過(guò)高時(shí)自動(dòng)降低輸出電流或關(guān)斷輸出。2過(guò)載保護(hù)當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)穩(wěn)壓器額定值時(shí)，過(guò)載保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)切斷輸出，防止穩(wěn)壓器因過(guò)載而損壞。標(biāo)準(zhǔn)集成穩(wěn)壓器型號(hào)78XX系列正電壓穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍從+5V到+24V。79XX系列負(fù)電壓穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍從-5V到-24V。LM317可調(diào)式穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍從1.25V到37V。LM338大電流可調(diào)式穩(wěn)壓器，輸出電流可達(dá)5A。典型應(yīng)用電路集成穩(wěn)壓器在電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，例如：電源模塊：為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源便攜式電子設(shè)備：如手機(jī)、筆記本電腦等，需要小型化、高效率的穩(wěn)壓器工業(yè)控制系統(tǒng)：需要穩(wěn)定可靠的電源，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行散熱設(shè)計(jì)散熱片散熱片是提高熱傳導(dǎo)效率的關(guān)鍵組件。它們將熱量從集成電路傳導(dǎo)到周圍空氣，防止過(guò)熱。風(fēng)扇風(fēng)扇通過(guò)強(qiáng)制空氣流動(dòng)來(lái)增強(qiáng)散熱，有助于更快速地帶走熱量，提高整體散熱效率。導(dǎo)熱膏導(dǎo)熱膏填充集成電路和散熱片之間的間隙，提高熱傳導(dǎo)效率，確保熱量能夠有效傳遞。濾波電路設(shè)計(jì)電容濾波利用電容的充放電特性來(lái)濾除紋波電壓，主要用于降低直流電源輸出電壓中的紋波。電感濾波通過(guò)電感的儲(chǔ)能特性來(lái)濾除紋波電流，主要用于降低直流電源輸出電流中的紋波。LC濾波結(jié)合電容和電感濾波器的優(yōu)點(diǎn)，提供更有效的濾波效果，適用于高頻紋波濾除。限流電路設(shè)計(jì)過(guò)流保護(hù)限流電路的主要作用是防止過(guò)電流損壞電路和器件。電流限制通過(guò)限制電路中的最大電流，防止負(fù)載過(guò)載。電路穩(wěn)定性限流電路有助于提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。三端穩(wěn)壓器應(yīng)用實(shí)例三端穩(wěn)壓器是應(yīng)用廣泛的穩(wěn)壓器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品和設(shè)備中。常見(jiàn)的三端穩(wěn)壓器應(yīng)用實(shí)例包括：電源模塊音頻放大器無(wú)線通信設(shè)備工業(yè)控制系統(tǒng)醫(yī)療電子設(shè)備低壓差穩(wěn)壓器應(yīng)用實(shí)例低壓差穩(wěn)壓器(LDO)具有低壓降、高效率、低噪聲的特點(diǎn)，常用于電源管理、電池供電設(shè)備和便攜式電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。例如，在手機(jī)、平板電腦等設(shè)備中，LDO可用于將電池電壓降至合適的電壓，為處理器、內(nèi)存、顯示屏等器件供電。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器應(yīng)用實(shí)例開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，例如：筆記本電腦適配器手機(jī)充電器LED照明電源服務(wù)器電源集成穩(wěn)壓器選型要點(diǎn)1輸出電壓選擇與應(yīng)用電路要求相匹配的輸出電壓。2輸出電流確保集成穩(wěn)壓器的最大輸出電流能夠滿足負(fù)載需求。3輸入電壓范圍選擇能夠適應(yīng)系統(tǒng)工作電壓范圍的集成穩(wěn)壓器。4負(fù)載調(diào)節(jié)特性選擇負(fù)載調(diào)節(jié)特性良好的集成穩(wěn)壓器，以確保輸出電壓穩(wěn)定性。集成穩(wěn)壓器實(shí)驗(yàn)演示1電路搭建根據(jù)電路圖連接器件2參數(shù)測(cè)量使用萬(wàn)用表測(cè)試輸出電壓3負(fù)載測(cè)試觀察輸出電壓變化集成穩(wěn)壓器性能測(cè)試1負(fù)載調(diào)節(jié)特性測(cè)試負(fù)載變化時(shí)的輸出電壓變化。2線路調(diào)節(jié)特性測(cè)試輸入電壓變化時(shí)的輸出電壓變化。3溫度特性測(cè)試溫度變化時(shí)的輸出電壓變化。課程總結(jié)集成穩(wěn)壓器介紹了集成穩(wěn)壓器的原理、特性、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)相關(guān)電路設(shè)計(jì)提供了