第18章 直流稳压电源

1、2/543/54第第章直流稳压电源章直流稳压电源功能：功能：把交流电压变成稳定的大小合适把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。的直流电压。4/54 将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。 半波、全波、桥式和倍压整流半波、全波、桥式和倍压整流; 单相和三相整流等。单相和三相整流等。 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。利用二极管的单向导电性。利用二极管的单向导电性。 下面下面重点分析半波和桥式整流、滤波电路。重点分析半波和桥式整流、滤波电路。5/54t uDOuOOt U2 6/54u tOt uDOuOOt U2

2、U2VauC时，二极管导通时，二极管导通, 电源在给负载电源在给负载RL供电的同时供电的同时也给电容充电，也给电容充电， uC 增加，增加，uO= uC 。 CC二极管承受的最高反向电压为二极管承受的最高反向电压为 。UU22RM 23/54截止二极管上的最高反向电压截止二极管上的最高反向电压URM24/54 输出电压的脉动程度与平均值输出电压的脉动程度与平均值UO 和放电时间常数和放电时间常数 RLC有关。有关。 U2 为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压25)(3LTCR 一般取一般取25/54例：例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源有一单相桥式整流滤波电路，已知交

3、流电源频率频率 f = 50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200 ，要求直流输出，要求直流输出电压电压UO=30V，选择整流二极管及滤波电容器。，选择整流二极管及滤波电容器。V 35V2522RM UU A075. 0A20030212121LOOD RUII解：解：25VV1.230 2 . 1O UUIOM =100mA URWM =50V 可选用二极管可选用二极管2CZ52B26/54取取 RLC = 5 T/2已知已知 RL = 50 s 05. 0s25015L CR2. 选择滤波电容器选择滤波电容器2505F10250F2000.05 05. 06L RC可选用可选用C =

4、250 F，耐压为，耐压为 50 V 的极性电容器。的极性电容器。解：解： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率频率 f = 50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200 ，要求直流输出，要求直流输出电压电压UO=30V，选择整流二极管及滤波电容器。，选择整流二极管及滤波电容器。例：例：27/54 28/54 滤波效果比滤波效果比LC滤波器更好，滤波器更好，但二极管的冲但二极管的冲击电流较大。击电流较大。 比比 形形 LC 滤波器的体积滤波器的体积小、成本低。小、成本低。 29/54交直流收扩两用机电源交直流收扩两用机电源 如图电源输出电压如图电源

5、输出电压为为24V, 电流为电流为1.8A。变。变压器二次绕组压器二次绕组N3 的电压的电压约为约为20V, C2起抑制高频起抑制高频干扰作用；二次绕组干扰作用；二次绕组N2的电压为的电压为 5.5V, 供照明供照明指示灯用。直流指示灯用。直流 24V电电池的极性可任意接入。池的极性可任意接入。30/5431/54UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL (IO ) IR 设设UI一定，负载一定，负载RL变化变化UO 基本不变基本不变 IR (IRR) 基本不变基本不变 UO (UZ ) IZ IRIZ限流调压限流调压RDZ稳压电路稳压电路32/54UO = UZ IR = IO

6、+ IZUI UZ UO 基本不变基本不变 IRR IZ IR UIUZ33/54ZMOOIMmin IIRUU (1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) ICM(3) UI = (2 3) UO(4) RIIUU OminZMOIM OMZOImin IIUU ZOMOIminIIRUU 34/54 串联型稳压电源的工作电流较大，输出电压一般串联型稳压电源的工作电流较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路中。电路中

7、。35/54调整调整元件元件比较比较放大放大基准基准电压电压取样取样电路电路稳压的实质：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。36/54若若UI增大时，自动调整过程如下：增大时，自动调整过程如下：UIUOVB2 UBE2IB2IC2UCE2 UO UCE1 IC1 IB1 UBE1 具有放大环节的串联型稳压电路输出电压的大小具有放大环节的串联型稳压电路输出电压的大小,决定于电路的分压比和基准电压，调节电位器决定于电路的分压比和基准电压，调节电位器RP的滑的滑动端即可改变输出电压。动端即可改变输出电压。37/54调整调整元件元件比较比较放大放大基准基准电压电压

8、采样采样电路电路 典型串联型稳压电路温度稳定性和稳定精度不高典型串联型稳压电路温度稳定性和稳定精度不高, 采用线性集成运放作为比较放大器，以减小稳压电路采用线性集成运放作为比较放大器，以减小稳压电路输出电压的温漂和提高输出电压稳定精度。输出电压的温漂和提高输出电压稳定精度。38/54 当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压UO 升高时，有如下稳压过程：升高时，有如下稳压过程：O2121FURRRRUU ZUU )(FBZoUUAUu UO UF UB UO IC UCE 由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳

9、压电路。电路。39/54Z211BO)(1URRRUU 40/54 单片集成稳压电源具有体积小，可靠性高，使用单片集成稳压电源具有体积小，可靠性高，使用灵活灵活, ,价格低廉等优点。价格低廉等优点。 最简单的集成稳压电源只有输入、输出和公共引最简单的集成稳压电源只有输入、输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。出端，故称之为三端集成稳压器。表示集成稳压器的输出电压的数值表示集成稳压器的输出电压的数值, 以以V为单位。为单位。输出电流：输出电流：78L / 79L 输出电流输出电流100 mA78M/ 79M 输出电流输出电流500 mA78/ 79 输出电流输出电流 1.5 A5V, 6V,

10、 9V, 12V, 15V, 18V, 24V等多种等多种输出电压输出电压：型号命名型号命名W78 (输出正电压输出正电压)系列系列 W79 (输出负电压输出负电压)系列系列 (1)41/54W7800、W7900系列稳压器有系列稳压器有金属封装金属封装和和塑料封装塑料封装两种两种W78系列系列INOUTGND312IN 12 3OUTGND金属封装金属封装塑料封装塑料封装IN1 2 3 OUTGNDINOUTGND312金属封装金属封装塑料封装塑料封装W79系列系列外形封装和引脚功能图外形封装和引脚功能图 W7800+213_W790013_2符号符号 使用时必须注意引脚功能，不能接错，否则

11、电路将使用时必须注意引脚功能，不能接错，否则电路将不能正常工作，甚至损坏集成电路。不能正常工作，甚至损坏集成电路。 42/54 输出电流超过输出电流超过 1. 5 A(加散热器加散热器) 不需要外接元件不需要外接元件 内部有过热保护内部有过热保护 内部有过流保护内部有过流保护 调整管设有安全工作区保护调整管设有安全工作区保护 输出电压容差为输出电压容差为 4% 三端集成稳压器因内部有过热、过流保护电路，三端集成稳压器因内部有过热、过流保护电路，因此它的性能优良，可靠性高。由于其具有体积小、因此它的性能优良，可靠性高。由于其具有体积小、使用方便、价格低廉等优点，得到广泛应用。使用方便、价格低廉等

12、优点，得到广泛应用。 43/54 反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压波反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压波动对稳压电路的影响。动对稳压电路的影响。0 0 IO %100oo TIU UUUS 反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载能力。能力。00ooI %100 I T UUUS 0.0050.02% 0.11.0%44/54输出电压输出电压 UO 最大输入电压最大输入电压 UIM 最大功耗最大功耗 PM OMOIMM)(IUUP 最大输出电流最

13、大输出电流 IOM 最小输入、输出电压差最小输入、输出电压差 (UI UO ) min 45/54输出电流：输出电流： L型型(0.1A)、M型型(0.5A)，未标字母，未标字母(1.5A) W117/217/317系列系列 (输出正电压输出正电压)W137/W237/W337系列系列(输出负电压输出负电压)46/54输出为固定正电压时的接法如图所示。输出为固定正电压时的接法如图所示。COW7805CiUI+_UO123 0.11 F+_1 F47/5448/54 49/54 UU URRU)1(12O 可见移动电位器的滑动端，改变电阻可见移动电位器的滑动端，改变电阻 R2 和和 R1的比值，

14、便可调节输出电压的比值，便可调节输出电压 UO 的大小。的大小。50/54)1(25. 112ORRU 51/54 串联型稳压电路中调整管工作在放大状态，功耗串联型稳压电路中调整管工作在放大状态，功耗较大、效率较低。开关型稳压电源调整管工作在饱和较大、效率较低。开关型稳压电源调整管工作在饱和导通和截止状态导通和截止状态 (即开关状态即开关状态)，与负载连接方式有串，与负载连接方式有串联和并联两种。联和并联两种。 开关型稳压电源具有效率高、体积小、适用面广、开关型稳压电源具有效率高、体积小、适用面广、可靠性高等特点，符合现代电子设备向小型化发展的可靠性高等特点，符合现代电子设备向小型化发展的方向

15、，因而被广泛采用。相对于电子设备中的其他模方向，因而被广泛采用。相对于电子设备中的其他模块，开关型稳压电源工作电压较高，电流较大，故障块，开关型稳压电源工作电压较高，电流较大，故障率高。率高。 开关型稳压电源种类很多开关型稳压电源种类很多, 其基本工作原理相同其基本工作原理相同,均是市电整流滤波得到的。均是市电整流滤波得到的。52/54串联开关型稳压电源的原理电路串联开关型稳压电源的原理电路53/54 开关型稳压电源能获得平稳直流电压输出的关键在开关型稳压电源能获得平稳直流电压输出的关键在于二极管于二极管 D 的续流和的续流和L 、C 的滤波作用。的滤波作用。 当当uB为高电平时，为高电平时，T饱和导通饱和导通, uE UI，二极管承受反相电压二极管承受反相电压截止截止,