第8章 直流稳压电源PPT学习教案

1、会计学1第第8章章 直流稳压电源直流稳压电源8.1.1 单相整流电路单相整流电路一、半波整流一、半波整流)sin(222tUu tO 2 3 u222U tO 2 3 uO22U 0 2O)(d)sin(221ttUU 245. 0U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 2RM2UU L2OD45. 0RUII RL220 V+ uu2iD+ uD第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第1页/共31页V3RLV4V2V1u1u2+uo ioRLV4V3V2V1+uo u2u1二、桥式整流二、桥式整流输入正半周输入正半周1. 1. 工作原理工作原理2. 波形波形输入负半

2、周输入负半周 tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD= iO22U22UU2+uo 单相桥式整流电路第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第2页/共31页3. 参数估算参数估算1) ) 整流输出电压平均值整流输出电压平均值)(d)sin(21 0 OttUU 229 . 022UU 2) ) 二极管平均电流二极管平均电流LOOD221RUII L245. 0RU 3) ) 二极管最大反向压二极管最大反向压2RM2UU to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD = iO22U22UU2第第 8 章集成直流稳压电

3、源章集成直流稳压电源第3页/共31页4. 简化画法简化画法+uo RLio+u2 5. 整流桥整流桥把四只二极管封装把四只二极管封装在一起称为整流桥在一起称为整流桥 第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第4页/共31页io + uo= uc RLV1V4V3V2+u 8.1.2 滤波电路滤波电路一、电容滤波一、电容滤波V 导通时给导通时给 C 充电，充电，V 截止时截止时 C 向向 RL 放电放电；1. 电路和工作原理电路和工作原理滤波后滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。的波形变得平缓，平均值提高。电容电容充电充电电容电容放电放电C电容滤波电路第第 8 章集成直流稳压电源章集

4、成直流稳压电源第5页/共31页2. 波形及输出电压波形及输出电压2O2U U 当当 RL = 时：时：O tuO 2 22U当当 RL 为有限值时：为有限值时：2O229 . 0UUU 通常取通常取 UO = 1.2U2RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL = 为获得良好滤波效果，一般取：为获得良好滤波效果，一般取：( (T 为输入交流电压的周期为输入交流电压的周期) )第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第6页/共31页 例例 8.1.1 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻负载电阻 RL = 40 ，

5、要求直流输出电压，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择，选择整整流二极管流二极管及及滤波电容。滤波电容。 解解 1. 选二极管选二极管V 172 . 1202 . 1O2 UU2RM2UU 选二极管应满足选二极管应满足：IF (2 3) ID可选：可选：2CZ55C( (IF = 1 A，URM = 100 V) )或或 1 A、100 V 整整流桥流桥电流平均值：电流平均值： A0.2540 20212121LOOD RUII承受最高反压承受最高反压：V 2422RM UU2. 选滤波电容选滤波电容s 02. 05011 fTs 04. 024 L TCR取取F 0001 40s 0.

6、04 C可选可选： 1 000 F，耐压，耐压 50 V 的电解电容的电解电容。第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第7页/共31页二、其他形式滤波二、其他形式滤波1. 电感滤波电感滤波RLL+u2 整流后的输出电压：整流后的输出电压：直流分量直流分量被电感被电感 L 短路短路交流分量交流分量主要主要降在降在 L 上上电感越大，滤波效果越好电感越大，滤波效果越好2. 型滤波型滤波L C1RL+u2 C2C1、C2 对交流对交流容抗小容抗小L 对交流对交流感抗感抗很很大大负载电流小时负载电流小时第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第8页/共31页8.2线性集成稳压线性集成稳压

7、器器三端固定集成稳压器三端固定集成稳压器串联型稳压电路的工作原理串联型稳压电路的工作原理第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第9页/共31页8+Uo +UI RLV1+UCE 并联型并联型稳压电路稳压电路 调整管与负载并联调整管与负载并联串联型串联型稳压电路稳压电路 调整管与负载串联调整管与负载串联8.2.1 串联型稳压电路的工作原理串联型稳压电路的工作原理+UI 取取样样电电路路调整管调整管比较放比较放大电路大电路基准电压基准电压UZUF 一、结构和稳压原理一、结构和稳压原理 稳压的实质：稳压的实质：UCE 的自动调节使输出电压恒定的自动调节使输出电压恒定串联反馈式稳压电路第第 8

8、 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第10页/共31页二、输出电压的调节范围二、输出电压的调节范围8+Uo +UI R 2RLR 1R1UFUZR2RPZp212OFURRRRUU Z2p21OURRRRU Zp2p21minOURRRRRU Z2p21maxOURRRRU 第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第11页/共31页8.2.2 三端固定集成稳压器三端固定集成稳压器CW7800 系列系列( (正电源正电源) )CW7900 系列系列( (负电源负电源) )5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V一、一、78、79 系列的型号命名系列的型号

9、命名输出电流输出电流78L / 79L 输出电流输出电流 100 mA78M / 9M 输出电流输出电流 500 mA78 / 79 输出电流输出电流 1.5 A输出电压输出电压例如：例如：CW7805 输出输出 5 V，最大电流，最大电流 1.5 ACW78M05 输出输出 5 V，最大电流，最大电流 0.5 ACW78L05 输出输出 5 V，最大电流，最大电流 0.1 A第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第12页/共31页封装封装CW78051 2 3UIUOGNDCW79051 2 3UIUOGND符号符号CW7800+213CW790013_2_塑料封装塑料封装金属封装金

10、属封装312第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第13页/共31页二、二、CW7800 的内部结构和基本应用电路的内部结构和基本应用电路内部内部结构结构+UI 取样电路调整电路保护电电路路基准电压比较放大启动电路+UO 基本应基本应用电路用电路Uo = 12VW7812123C2+UiC1C30.33 F0.1 F 100 FRL防止输入端短路时防止输入端短路时 C3反向放电损坏稳压器反向放电损坏稳压器抵消输入抵消输入长接线的长接线的电感效应，电感效应，防止自激防止自激改善负载改善负载的瞬态响的瞬态响应，消除应，消除高频噪声高频噪声第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第14

11、页/共31页提高输出电压电路提高输出电压电路W78132 Ci C2+UO +UI +U R1R2IQI1I2静态电流静态电流5 8 mA要求要求Q115IRUI 2Q1O)(RIIUU 2Q1)(RIRUU URR)1(12输出电压输出电压 UO U 第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第15页/共31页输出电压可输出电压可调稳压电路调稳压电路W78 C1 C2+UI + U +UO R1R2R3R48 UU( (虚短虚短) )O211433URRRURRR URRRRRU43312O)1(可产生可产生小于小于 U 的的输出电压输出电压 UO第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳

12、压电源第16页/共31页输出正、负输出正、负电压的电路电压的电路24V24V220VW7815W79151 000 F 220 F 0.33 F0.33 F0.1 F+1 000 F 0.1 F220 F 恒流源电路恒流源电路+UI = 10V W7805+UO RRLIQIO0.1 F0.33 F10 Q23OIRUI A5 . 0 第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第17页/共31页8.2.3 三端可调输出集成稳压器三端可调输出集成稳压器一、典型产品型号命名一、典型产品型号命名CW117/217/317系列系列( (正电源正电源) )CW137/237/337系列系列( (负电

13、源负电源) )工作温度工作温度CW117( (137) ) - -55 150 CCW217( (237) ) - -25 150 CCW317( (337) ) 0 125 C基准电压基准电压1.25 V输出电流输出电流L 型型 输出电流输出电流 100 mAM 型型 输出电流输出电流 500 mA第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第18页/共31页二、二、CW117 内部结构和基本应用电路内部结构和基本应用电路内部内部结构结构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路电路保护电路电路IREFUIUOADJ外形外形引脚引脚CW1171 2 3UIUOADJCW1371 2 3UIU

14、OADJ 50 A第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第19页/共31页基本应基本应用电路用电路Uo CW3173C2+UiC1C30.1 F10 F33 FR1R2C4I REF0.1 FV1V2V1 防止输入端短路时防止输入端短路时C4 反向放电损坏稳压器反向放电损坏稳压器V2 防止输出端短路时防止输出端短路时C2 通通过调整端放电损坏稳压器过调整端放电损坏稳压器UREF = 1.25 V使使 UREF 很稳定很稳定2REF211REFO)(RIRRRUU )/1(25. 112RR R1 = UREF/ IQ = 125 静态电流静态电流 IQ( (约约10 mA) )从输出端

15、流出，从输出端流出，RL 开路时流过开路时流过 R1R2 = 0 2.2 k 时，时，I REF 50 AUO = 1.25 24 V第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第20页/共31页0 30 V 连续连续可调电路可调电路Uo CW3173+UiC10.33 F10 FR1R2C31 FVC2R3+ 3 k 120 680 +32 V10 VAUA = 1.25 V当当 R2 = 0 时，时，UO= 0 V第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第21页/共31页8.3开关集成开关集成 稳压电源稳压电源 引言引言 8.3.1 开关稳压电源的基本工作原开关稳压电源的基本工作原

16、理理 8.3.2 集成开关稳压器及其应用集成开关稳压器及其应用第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第22页/共31页线性稳压电路的缺点：线性稳压电路的缺点：调整管调整管管耗大管耗大电源电源效率低效率低( (40% 60%) )改进思路：改进思路：使调整管使调整管截止截止( (电流小电流小) ) 饱和饱和( (管压降小管压降小) )开关稳压电路的优点：开关稳压电路的优点：效率高效率高( (80% 90%) )体积小、重量轻体积小、重量轻稳压范围宽稳压范围宽开关稳压电路的缺点：开关稳压电路的缺点：电路电路复杂复杂对电网要求不高对电网要求不高对电子设备对电子设备干扰较大干扰较大输出电压含输

17、出电压含较大纹波较大纹波第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第23页/共31页一、一、 串联型开关稳压电路串联型开关稳压电路8.3.1 开关稳压电源的基本工作原理开关稳压电源的基本工作原理调整管调整管取样取样电路电路开关调整管控制开关调整管控制组成框图组成框图滤波滤波+UI +Uo RLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定的三角波频率固定的三角波误差放大误差放大续流续流第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第24页/共31页工作波形工作波形onIOtTUU +UI V1LuEIO+Uo RL8A8CV2C+UREFuF

18、uAuTuBiL= DUITtDon 占空比占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式脉宽调制式 ( (PWM) )第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第25页/共31页+UI +Uo RLV18A8CR1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO稳压原理稳压原理UIUOuFuA占空比占空比 UOD = 50 %当当 uF = UREF ，uA = 0，UO 为预定标称值为预定标称值第第 8 章集成直流稳压电源章集成直流稳压电源第26页/共31页小小 结结第第 8 章章第27页/共31页一、整流滤波电路的参数关系一、整流滤波电路的参数关系输出电压输出电压均值均值UO流过二极管流过二极管电流均值电流均值 ID二极管二极管最高反压最高反压 URM半波整流半波整流0.45U2IO全波整流全波整流0.9U20.5IO桥式整流桥式整流0.9U20.5IO整流整流电容滤波电容滤波2)53(LTCR UO 1.2U222U222U22U第第 8 章小结章小结第28页/共31页二、分立元件稳压电路二、分立元件稳压电路1. 稳压管稳压稳压管稳压适合于负载电流小，适合