第8章 直流稳压电源

1、第第8章章 直流稳压电源直流稳压电源 8.1 直流稳压电路的组成直流稳压电路的组成8.2 整流电路整流电路 8.3 滤波电路滤波电路8.4 倍压整流电路倍压整流电路 8.5 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路8.6 串联型直流稳压电路串联型直流稳压电路8.7 集成稳压电源集成稳压电源8.1 直流稳压电路的组成直流稳压电路的组成一、直流稳压电源的作用一、直流稳压电源的作用 将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。作电源。二、组成二、组成变压器：变压器：整流：整流：滤波：滤波：稳压：稳压：一、直流稳压电源的作用一、直流稳压电源的作用

2、三、引起电压不稳定的原因三、引起电压不稳定的原因1、交流电网电压的波动；、交流电网电压的波动；2、负载的变化（由于整流滤波电路存在内阻）；、负载的变化（由于整流滤波电路存在内阻）；3、温度的影响；、温度的影响；8.2 整流电路整流电路 单相单相三相三相二极管二极管可控硅可控硅桥式桥式倍压整流倍压整流半波半波全波全波本课主要介绍：本课主要介绍：单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流把交流电压转变为直流脉动的电压。把交流电压转变为直流脉动的电压。整流电路分类：整流电路分类：整流电路的任务：整流电路的任务：一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路1、工作原理

3、iDu2tuot2设变压器输出电压：u2= sint u1 u2uoRL+则输出电压：2t0t0tsin2uo=2、电路特点 优点：结构简单，元件少。 缺点：输出波形脉动大，利用率低+一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路2t0t0tsin2uo=3、电路分析tttUuo4cos1522cos32sin211(2222045. 02UUuLLRURuI20045. 022UURM57. 12001uUSm输出电压的平均值的幅值负载上最低次谐波分量（1）输出直流电压：（2）负载平均电流（3）二极管所承受的最大反向电压（4）整流管平均整流电流=负载平均电流4、整流输出电压的脉动系数二、单相全波整

4、流电路二、单相全波整流电路ttU4cos1542cos342(222209 . 022UUuLLRURuI2009 . 0222UURMu1u2u2D1RLD2u2tuot电路分析：2sin20sin2ttttu0=67. 0322232422UUS三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路ttU4cos1542cos342(222209 . 022UUuLLRURuI2009 . 022UURMu2tuot正确利用二极管的引导作用 2sin20sin2ttttu0=67. 0322232422UUSu1u2RL8.3 滤波电路滤波电路几种滤波电路几种滤波电路（a）电容滤波电路）电容滤波电路（b

5、）电感电容滤波电路（倒）电感电容滤波电路（倒L型）型）（c） 型滤波电路型滤波电路滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点: 电容与负载电容与负载 RL 并联，或电感并联，或电感与负载与负载RL串联。串联。一、电容滤波电路一、电容滤波电路充电放电 tuoDu1u2 C RL uoi0 1、空栽时的情况22输出电压为 U2，二极管承受的最高反向电压URM=2 U22、接负载的情况在工作过程中，二极管并非在整个半周内导电，按能量守恒的观点，在较长时间内释放的电荷等于在较短时间内冲得的电荷，所以充电电流较大。3、结论（1）二极管的导通角IB2，这样，当IB2变化时取样比n才能基本不变。但R1、R2不能过

6、小，过小的分压电路，将浪费过多的电流，通常选择I1（510）IB2。（6）串联型稳压电路的基本组成RL变压器整流滤波比较放大基准电压取样调整管交流输入二、带有放大环节的稳压电路二、带有放大环节的稳压电路IC1T1RC IR Ib1 R3 R1Ib2 I1UI T2 RL U0UZ R2 3、讨论（7）电路的不足流过稳压管的电流随U0而波动，使UZ不稳定，从而降低了稳压精度，T2的发射极电流也会影响UZ。当温度变化时，由T2组成的放大环节将产生零点漂移，使U0稳定度变差。当负载电流变化较大时，相应地要求调整管的基极电流也有较大的变化范围，这部分电流要由放大管的集电极来提供，一般三极管不易达到这样

7、的要求。输出电压固定，不能调节。T2的C极电阻RC接至电路的不稳定的输入端，UI的变化，通过RC加到T1的b极而被放大。IC1T1RC IR Ib1 R3 R1Ib2 I1UI T2 RL U0UZ R2 ZwwUnUURRRRR00212三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施1、改变取样比以调节输出电压的范围T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R2显然，调节Rw，可改变取样比，从而使输出电压U0得到调整。ZwWZURRRRRnUU2210或 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ

8、 R2mAAIICb67. 01500121122、调整管采用复合管例如：I0=1A，T1的=30，则IB1Ie/=1A/30=33mA。而T2的IC2约为12mA，因此，不能对T1进行有效控制，这就得采用复合管。设1=30，2=50，则 12=1500这时调整管的基极电流只需 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R23、说明：（1）若两只管子组成的复合管还不能满足要求，可用三只或四只管子组成复合管，但此时会产生穿透电流过大的问题。（2）T1通常选用大功率管，为了充分利用管子，一般都加有散热片。两只电阻起平衡作用（3

9、）在一个大功率管不能负担输出电流时，可采用两管或多管并联运用。CBE1. 比较放大级采用差动放大器或集成运放比较放大级采用差动放大器或集成运放2.2.调整管采用复合三极管调整管采用复合三极管3. 采用辅助电源采用辅助电源(比较放大部分的电源比较放大部分的电源)4. 用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益5. 内部加短路和过热保护电路内部加短路和过热保护电路R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2集成化集成化集成稳压电源集成稳压电源三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施3、说明：（4）其它措施 三、提高稳压电源性能的措施

10、三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R2例： UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=202=50，R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（1）要使Rw滑到最下端时，U0=15v，Rw应为多少？（2）当Rw滑到最上端时，此时的U0为多少？（3）当U0=15v，I0=500mA时，求通过RC3的电流IRC3和流过稳压管的电流IZ？ 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R2例： UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=202=50，R1=R2

11、=200R3=1k，RC3=2kT1T3都工作于放大区，其中，T1、T2组成复合管，其电流放大系数 =12=2050=1000T1管的基极电位：UB3=UZ+UBE3=5.3v+0.7v=6V调节Rw的滑动端，可改变输出U0，当Rw的滑动端往下调，则T2管的基极电位UB2=UIIRC3RC3愈高，T1管的管压降UCE1愈小，输出电压U0愈高。反之，Rw的滑动端往上调，U0愈低。 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R2例： UBE3=0.7v，UZ=5.3vUI=20v，1=202=50，R1=R2=200R3=1k

12、，RC3=2k（1）要使Rw滑到最下端时，U0=15v，Rw应为多少？ 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R20w2123BURRRRU100200200615200RRUURR213BD2w例： UBE3=0.7vUZ=5.3vUI=20v1=202=50R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（1）当Rw的滑动端往下调到最下端时，电路满足由此可解得： 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R20w21w23BURRRRRUv10URR

13、RRRU3Bw2w210例： UBE3=0.7vUZ=5.3vUI=20v1=202=50R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（2）当Rw的滑动端往上调到最上端时，电路满足 即 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R2mA8 . 1R)UUU(URUUI3C2BE1BE0I3C3CI3RCmARUUIZR7 . 9303210132112IIIIIRREB例： UBE3=0.7vUZ=5.3vUI=20v1=202=50R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（3）因T1、T2均工作于放大区，其发射结电压均为

14、0.7v左右，故通过RC3的电流流过稳压管的电流IZ=IR3+IE3IE3IC3=IRC3IB2 三、提高稳压电源性能的措施三、提高稳压电源性能的措施T1RC3 T2 R3 R1UI T3 Rw RL U0DZ R2mARRRUIwR302101例： UBE3=0.7vUZ=5.3vUI=20v1=202=50R1=R2=200R3=1k，RC3=2k（3）因T1、T2均工作于放大区，其发射结电压均为0.7v左右，故通过RC3的电流流过取样电阻上的电流近似为（忽略IB3）代入数值可得：IB20.54mA，IE3=1.26mA，IZ=11mA8.7 集成稳压电源集成稳压电源特点：体积小特点：体积

15、小,可靠性高可靠性高,使用灵活使用灵活,价格低廉价格低廉内部电路：串联型晶体管稳压电路内部电路：串联型晶体管稳压电路类型：类型：W7800系列系列 稳定正电压稳定正电压W7805 输出输出+5V W7809 输出输出+9V W7812 输出输出+12V W7815 输出输出+15V W7900系列系列 稳定负电压稳定负电压W7905 输出输出-5V W7909 输出输出-9V W7912 输出输出-12V W7915 输出输出-15V一、集成稳压电路一、集成稳压电路1. 输出电压固定的三端集成稳压器输出电压固定的三端集成稳压器 （正电压（正电压 78 、负电压、负电压 79 ）恒流源恒流源基准

16、电压电路基准电压电路调整电路调整电路比较放大比较放大减流保护减流保护过热保护过热保护启动电路启动电路取取样样电电路路R4T1T4T2T3T5DZ1DZ2R3R2R1VREFT14T13D2D1R5R7R6T6T7T8T9T12T10T11R8R9R10R11R12R13R14R15DZ3DZ4VFVOVI123IO2. 可调式三端集成稳压器（正电压可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压、负电压LM337 ）输出电压输出电压)1(12REFORRVV 基准电压Iadj调整管TVREFIVBVI+VoR2R1I2I1一、集成稳压电路一、集成稳压电路1端端: 输入端输入端2端端: 公共端公共端3端端: 输出端输出端1、W7800系列稳压器外形及接线图系列稳压器外形及接线图123+_W7805UI+_Uo132CI0.11 FCo1F+10V+5V注意：注意：输入与输出端输入与输出端 之间的电压不之间的电压不 得低于得低于3V！二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用1端端: 公共端公共端2端端: 输入端输入端3端端: 输出端输出端2、W7900系列稳压器外形及接线图系列稳压器外形及