第11章 直流稳压源电路

1、1/25问题：问题：1 1：如何将：如何将50HZ50HZ、220V220V的交流电压变为的交流电压变为5V5V的直流的直流电压？电压？2.220V2.220V的交流电压整流后是否可以输出的交流电压整流后是否可以输出220V220V的直的直流电压？流电压？3.3.为什么有的直流电源在电网电压变化和负载变为什么有的直流电源在电网电压变化和负载变化时输出电压基本不变，而有的随之变化？化时输出电压基本不变，而有的随之变化？4.4.为什么市场上销售的为什么市场上销售的6V6V的直流电源接到收音机的直流电源接到收音机上，为什么有的声音清晰，有的含有交流声？上，为什么有的声音清晰，有的含有交流声？2/25

2、第第11章章 直流稳压源电路直流稳压源电路11.1 11.1 直流稳压电路组成及各部直流稳压电路组成及各部分的作用分的作用10.2 10.2 整流电路整流电路10.3 10.3 稳压管稳压电路稳压管稳压电路10.4 10.4 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路3/2511.1 11.1 直流稳压电路组成及各部分的作用直流稳压电路组成及各部分的作用改变电压值改变电压值通常为降压通常为降压交流变脉交流变脉动的直流动的直流减小脉动减小脉动1) 负载变化输出电负载变化输出电压基本不变；压基本不变；2) 电网电压变化输电网电压变化输出电压基本不变。出电压基本不变。 直流电源是能量转换电路，将直流电源是

3、能量转换电路，将220V（或或380V）50Hz的的交流电转换为直流电。交流电转换为直流电。半波整流半波整流全波整流全波整流在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：(1) 允许电网电压波动允许电网电压波动10，(2) 负载有一定的变化范围。负载有一定的变化范围。4/2510.2 10.2 整流电路整流电路研究的问题：研究的问题：1. 电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析。电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析。2. 输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压。输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压。3. 整流二极管的选择：二极管承受的最

4、大整流平均电流和最高整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压。反向工作电压。一、单相半波电路一、单相半波电路 1. 工作原理工作原理u2的正半周，的正半周，D导通，导通， ADRLB。uo=uiu2的负半周，的负半周，D截止。截止。uo=05/252. 输出平均电压输出平均电压UO（AV）和和平均电流平均电流 IL（AV）的估算的估算 已知变压器副边电压有效值为已知变压器副边电压有效值为U2) (d sin2212 0 O(AV)ttUUL2LO(AV)L(AV)45. 0RURUI3. 二极管的选择二极管的选择L2L(AV)D(AV)45. 0RUII2maxR2UU

5、22O(AV)45. 02UUU6/253. 二极管的选择二极管的选择L2L(AV)D(AV)45. 0RUII2maxR2UU2RL2F21 . 1 45. 01 . 1 %10 UURUI满足，二极管的极限参数应围为考虑到电网电压波动范二极管承受的最大反向电压二极管承受的最大反向电压二极管正向平均电流二极管正向平均电流7/25二、单相桥式二、单相桥式全波全波整流电路整流电路u2的正半周的正半周 AD1RLD3Bu2的负半周的负半周 B D2RLD4 A四只管子如何接？四只管子如何接？) (d sin21 0 2O(AV)ttUUL2LO(AV)L(AV)9 . 0RURUI22O(AV)9

6、 . 022UUU8/25二极管的选择二极管的选择2maxR2UUL2L(AV)D(AV)45. 02RUII 2RL2F21 . 1 45. 01 . 1 %10 UURUI满满足足，二二极极管管的的极极限限参参数数应应围围为为考考虑虑到到电电网网电电压压波波动动范范9/25集成的桥式整流电路称为整流堆。集成的桥式整流电路称为整流堆。10/25三、三、滤波电路滤波电路1. 工作原理工作原理非常小。，对电容充电，时，有一对二极管导通当充电 C2uu。放电，电容通过时，所有二极管均截止当放电CRRuuLLC2 C 越大，越大， RL越大，越大， 放电放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。将越大，曲线

7、越平滑，脉动越小。1、电容滤波电路电容滤波电路充电充电放电速度与正弦放电速度与正弦波下降速度相似波下降速度相似按指数规律下降按指数规律下降整流电路有内阻整流电路有内阻11/252 2. . 二极管的导通角二极管的导通角 O(AV)LURC脉动脉动放电放电3. 电容的选择及电容的选择及UO（A V）的估算的估算。时时，当当2O(AV)L2 . 12)53(UUTCR 。的的耐耐压压值值应应大大于于2256.121 .1UUC 4. 优缺点优缺点 简单易行，简单易行，UO（AV）高，高，C足够大时足够大时交流分量较小；不适交流分量较小；不适于大电流负载。于大电流负载。导通角导通角小到一定程度，难小

8、到一定程度，难于选择二极管！于选择二极管！T/212/253、复式滤波电路、复式滤波电路2、电感滤波电路、电感滤波电路 当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。增大二极管的导通角。 电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为L。 交流分量O(AV)LULR13/2511.3 稳压管稳压电路稳压管稳压电路一、稳压电路的主要指标一、稳压电路的主要指标1. 输出电压输出电压2. 输出电流输出电流3. 稳压系数：表明电网电压波动时电路的稳压性能。稳压系数：表

9、明电网电压波动时电路的稳压性能。 在负载电流不变时，输出电压相对变化量与输入电压变化在负载电流不变时，输出电压相对变化量与输入电压变化量之比。量之比。LLOIIOIIOORRrUUUUUUUUS4. 输出电阻：表明负载电流变化时电路的稳压性能。输出电阻：表明负载电流变化时电路的稳压性能。 在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变化量之比。输出电流的变化量之比。IOOoUIUR5. 纹波电压纹波电压 ：输出电压中的交流分量。：输出电压中的交流分量。14/251 1、稳压管的伏安特性和主要参数、稳压管的伏安特性和主要参数稳定电

10、压稳定电压 UZ：稳压管的击穿电压。稳压管的击穿电压。稳定电流稳定电流 IZ：使稳压管工作在稳压状态的最小电流。使稳压管工作在稳压状态的最小电流。最大耗散功率最大耗散功率 PZM：允许的最大功率，允许的最大功率， PZM= IZM UZ。动态电阻动态电阻 rz：工作在稳压状态时，工作在稳压状态时，rzU /I。二、二、 稳压管稳压电路稳压管稳压电路15/252、稳压管稳压电路、稳压管稳压电路LZDOIIIIUUURR OZDZOI)(1UUIIUUURR）电电网网电电压压（的波动。上的电压变化补偿基本不变。利用，则若IOI URUUUR RRIIRIIUURLLZDZOL)(2 ）（的的变变化

11、化。的的变变化化来来补补偿偿利利用用也也就就基基本本不不变变。基基本本不不变变，则则若若LZDOLZDIIUUIIR 稳压原理：稳压原理：16/253、主要指标、主要指标1. 输出电压输出电压 UOUZ2. 输出电流输出电流 ILmax ILmin IZM IZ3. 稳压系数稳压系数OIzOILzLzOIIOLUURrUURrRRrUUUUSRr4. 输出电阻输出电阻zzorRrR4、特点、特点 简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定，输出电流简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定，输出电流变化范围较小的场合。变化范围较小的场合。17/255、稳压管稳压电路的设计、稳压管稳压电路的设计（1

12、） UI的的选择：选择：为了具有较好的稳压性能，为了具有较好的稳压性能，R应取大些；应取大些；但是若但是若R大，则大，则UI也要大，也要大，Sr将变大，稳压性能反而变差。将变大，稳压性能反而变差。 通常，通常， UI（23）UZ（2） 稳压管稳压管的的选择选择: UZUO ,IZMIZ ILmax ILmin（3） 限流电阻限流电阻R的选择的选择：保证稳压管既稳压又不损坏。保证稳压管既稳压又不损坏。OIzUURrSr ZMmaxDZminDZZIIII且ZLmaxZinImminDZIIRUUI电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。Lm

13、axZZinImIIUUR电网电压最高且负载电流最小时，稳压管电网电压最高且负载电流最小时，稳压管的电流最大。的电流最大。ZMLminZaxImmaxDZIIRUUILminZMZaxImIIUUR18/25例题：例题：已知输出电压为已知输出电压为6V，负载电流为负载电流为030mA。试选择稳压管、试选择稳压管、限流电阻、滤波电容、整流二极管、变压器副边电压有效值。限流电阻、滤波电容、整流二极管、变压器副边电压有效值。依次选择稳压管、依次选择稳压管、 UI、 R、 C、U2、二极管二极管1. 输出电压、负载电流输出电压、负载电流稳压管稳压管2. 输出电压输出电压UI（UI（23）UZ）3. 输

14、出电压、负载电流、稳压管电流、输出电压、负载电流、稳压管电流、 UI R4. UI 、 R 滤波电路的等效负载电阻滤波电路的等效负载电阻C，RL=R+rDZ/RL5. UI U26. U2、 R中电流中电流整流二极管整流二极管LI2(35)1.22TR CUU当时，。举例：举例：Uo=5V时，时，u2=(1218)V19/25三、集成稳压器（三端稳压器）三、集成稳压器（三端稳压器）输出电压：输出电压：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V输出电流：输出电流：1.5A（W7800）、）、0.5A （W78M00）、）、0.1A（W78L00）（一）（一）W7800系列系列1. 简介简介

15、20/25W7800 的内部结构的内部结构+UI 取样电路调整电路保护电路电路基准电压比较放大启动电路+UO 21/252. 基本应用基本应用抵销长线电感效应，抵销长线电感效应，消除自激振荡消除自激振荡消除高频噪声消除高频噪声使使CO不通过不通过稳压器放电稳压器放电说明：输入说明：输入UI取值范围需查阅芯片的相关参数。如取值范围需查阅芯片的相关参数。如7805，8VUI18V22/25W7800系列三端集成稳压器主要参数系列三端集成稳压器主要参数型号型号参数参数符号符号单位单位7805780678087812781578187824输入电压输入电压UIV10111419232733输出电压输出

16、电压UOV56812151824电压调整率电压调整率SU%/V0.00760.00860.010.0080.00660.010.011电流调整率电流调整率5mAIO1.5ASImV40434552525560最小压差最小压差UI-UOV2222222输出噪声输出噪声UNV10101010101010峰值电流峰值电流IOMA2.22.22.22.22.22.22.2输出温漂输出温漂STmV/C1.01.01.21.21.51.82.423/25输出电压：输出电压：-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V输出电流：输出电流：1.5A（W7900）、）、0.5A （W79M00）、）、0.1A（W79L00）2. 基本应用基本应用（二）（二）W7900系列系列1. 简介简介24/25一般应用一般应用25/25多路输出电压应用（参考）多路输出电压应用（参考）26/25改变输出电压稳压电路改变输出电压稳压电路ZoUUU27/25输出电压可调稳压电路输出电压可调稳压电路W78 C1 C2+UI + U +UO R1R2R3