稳压电路设计课件

任务1-3稳压电路任务2三端固定集成稳压器任务1串联型稳压电路的工作原理任务3三端可调式集成稳压器

任务4开关型稳压电源

任务1-3稳压电路任务2三端固定集成稳压器任务1串联1稳压电路的作用:交流电压脉动直流电压整流滤波有波纹的直流电压稳压直流电压任务1串联型稳压电路的工作原理稳压电路的作用:交流脉动整流滤波有波纹的稳压直流任务1串联2稳压电源类型:以下主要讨论线性稳压电路。稳压管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备)电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。效率较高，目前用的也比较多。稳压电源类型:以下主要讨论线性稳压电路。稳压管稳压电路开关型3并联型稳压电路—调整管与负载并联串联型稳压电路—调整管与负载串联1.稳压管稳压电路稳压原理:利用稳压管的反向击穿特性。由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。并联型稳压电路—调整管与负载并联串联型稳压电路—调整41.稳压管稳压电路⑴工作原理U2

UI

Uz

IZ

IRUo=

UI－URUO

UO基本不变1.稳压管稳压电路⑴工作原理U2UIUzIZIRUo5⑵参数计算①稳压管的选型

②输入电压UI的确定③限流电阻R的计算

＜R＜

UZ=UO

IZm=（1.5~3）IOmax

UI=(2~3)UO

⑵参数计算①稳压管的选型②输入电压UI的确定③限流电阻R6

【例3】为了保护稳压管，经常在图10-11所示电路中加一限流电阻。假设稳压电路的输入电压为15V，稳压管的输出电压为12V，稳压管的安全工作电流范围为5～50mA，负载电阻为400Ω，求限流电阻的取值范围。解:依题意可知流过负载电阻的电流为因此流过限流电阻的总电流变化范围为而限流电阻两端的电压为3V，便可求得R的范围为【例3】为了保护稳压管，经常在图10-11所示电路中加7硅稳压管稳压电路的特点这种稳压电路的输出电压是不能调节的，负载电流变化范围较小，输出电阻较大，约几个欧姆到几10欧姆，因此稳压性能较差。但其电路结构简单，负载短路时，稳压管不会损坏。因此仅适用于Uo固定和要求不高的场合。硅稳压管稳压电路的特点这种稳压电路的输出电压是不能调82.串联型稳压电路8+Uo+UIRLV1+UCE+UI取样电路调整管比较放大电路基准电压1)结构和稳压原理稳压的实质：UCE的自动调节使输出电压恒定2.串联型稳压电路8++RLV1+UCE+取调整管比较放92)输出电压的调节范围8+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP串联型稳压电路2)输出电压的调节范围8++R2RLR1R1UFUZR210任务2三端固定集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V1、78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压例如：CW7805输出5V，最大电流1.5ACW78M05输出5V，最大电流0.5ACW78L05输出5V，最大电流0.1A任务2三端固定集成稳压器CW7800系列(正电源)CW11封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7805++213CW790513_2_塑料封装金属封装312封装CW7805123UIUOGNDCW790122、CW7800的内部结构和基本应用电路内部结构+UI取样电路调整电路保护电路基准电压比较放大启动电路+UO基本应用电路Uo=12VW7812123C2++UiC1C30.33F0.1F100FRL防止输入端短路时C3反向放电损坏稳压器抵消输入长接线的电感效应，防止自激改善负载的瞬态响应，消除高频噪声2、CW7800的内部结构和基本应用电路内部+取调整电路保13提高输出电压电路W78132CiC2+UO+UI

+UR1R2IQI1I2静态电流58mA要求输出电压UO>U

提高输出电压电路W78132CiC2++14输出电压可调稳压电路W78C1C2+UI

+U+UOR1R2R3R48(虚短)可产生小于U

的输出电压UO输出电压可W78C1C2+++R1R15输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151323211000F220F0.33F0.33F0.1F+15V15V++++1000F0.1F220F恒流源电路12+UI=10VW78053+UORRLIQIO0.1F0.33F10输出正、负~24V~24V~220VW7815W791513163、基本应用电路1)输出固定电压的稳压电路

2)输出正、负电压的稳压电路

C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。3、基本应用电路1)输出固定电压的稳压电路2)输出正、负电173)输出电压可调的稳压电路

≤UO

≤

输出电压调整范围

3)输出电压可调的稳压电路≤UO≤18任务3三端可调输出集成稳压器1、典型产品型号命名CW117/217/317系列(正电源)CW137/237/337系列(负电源)工作温度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100mAM型—输出电流500mA任务3三端可调输出集成稳压器1、典型产品型号命名CW117192、CW117内部结构和基本应用电路内部结构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路保护电路IREFUIUOADJ123外形引脚CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ50A2、CW117内部结构和基本应用电路内部调整电路基准电路误20基本应用电路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1F10F33FR1R2C4IOIQIIREF0.1FV1V2V1防止输入端短路时C4反向放电损坏稳压器V2防止输出端短路时C2通过调整端放电损坏稳压器UREF=1.25V使UREF很稳定R1=

UREF/

IQ=125静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL开路时流过R1R2=

02.2k

时，120IREF

50A2.2kUO=

1.2524V基本应UoCW317123C2++UiC1C30.1F21030V连续可调电路Uo

CW317123++UiC10.33

F10FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V当R2=0时，UO=0V030V连续可调电路UoCW317123++Ui22线性稳压电路的缺点：调整管管耗大电源效率低(40%60%)改进思路：使调整管截止(电流小)

饱和(管压降小)开关稳压电路的优点：效率高(80%90%)体积小、重量轻稳压范围宽开关稳压电路的缺点：电路复杂对电网要求不高对电子设备干扰较大输出电压含较大纹波任务4开关型稳压电源

线性稳压电路的缺点：调整管管耗大改进思路：使调整管截止(电流231、串联型开关稳压电路开关稳压电源基本原理调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定的三角波误差放大续流1、串联型开关稳压电路开关稳压电源基本原理调整管取样开关24工作波形+UIV1LuEIO+UoRL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)工作波形+V1LuEIO+RL8A8CV2C+UREFuFu25+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO稳压原理UIUOuFuA占空比UOD=50%当uF=UREF，uA=0，UO

为预定标称值++RLV18A8C基准三角波R1R2V2LC+UREFuF262、并联型开关稳压电路+UI+UoRLV1R1R2LC+UREFuFuB控制电路V2+UI+UoRLV1LC+uBV2+UI+UoRLV1LC+uBV2iL高电平iO低电平uBtofftonT

截止截止iL2、并联型开关稳压电路++RLV1R1R2LC+UREF27单片脉宽调制式(外接开关功率管)3、集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器CW1524CW4960/49621)CW1524/2524/3524(区别在于温度范围)组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、振荡器、触发器、2只输出功率管、过热保护最大输入电压：40V最高工作频率：100kHz每路输出电流：100mA内部基准电压：5V(承受50mA电流)单片脉宽调制式(外接开关功率管)3、集成开关稳压器及其应用类28取样电压基准电压输出方波定时电容定时电阻关闭,控制脉宽接扩流晶体管C、E极输入电压振荡/同步12345678161514131211109–IN+INUINUREF(+5V)EBCBCAEARTCTGND–限流+限流断路补偿CW1524系列引脚排列取样电压基准电压输出定时电容定时电阻关闭,接扩流晶体输入振荡29防止寄生振荡外接复合管扩流产生振荡12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k3k5k5k5k2k50k180680.1UIUOR00.1F0.02F0.01F500F(28V)CW1524L0.9mHf0=1.15/R5C2=19.2kHz+5V2.5V2.5V+5V限流取样电阻(1A)防止寄生振荡外接复合管扩流产生116。。+–+–R1R2R302)CW4960/4962组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器开关功率管(内接)、软启动电路、过流限制、过热保护功能：慢起动、过流保护、过热保护占空比可调(0100%)最大输入电压：50V输出电压：5.140V连续可调最高工作频率：100kHz额定输出电流：CW4960—2.5A(过流保护3.04.5A)CW4960—1.5A(过流保护2.53.5A)小散热片不用散热片2)CW4960/4962组成：基准电压源、误差放大器、脉313)CW4960/4962系列引脚图1234567CW4960IN反馈补偿GNDRT/CT软启动输出12345678161514131211109NC输出NC补偿NCGNDGNDNC输入NC软启动RT/CTGNDGND反馈NCCW49623)CW4960/4962系列引脚图123324)CW4960/4962应用电路220FR115kL150H4962(4960)11(3)10(2)7(1)14(5)4(4)15(6)2(7)。。R2RPRTCPCTC1UIUO4.7k+++220F220F/40VC2C34.3k33nF2.2F2.2nFV取样电阻500

10k工作频率控制f=1/RTCT106kHz一般RT

=127k

CT

=13.3nF

频率补偿防寄生振荡续流二极管采用肖特基管软启动电容14.7F4)CW4960/4962应用电路33Thanks！Thanks！34任务1-3稳压电路任务2三端固定集成稳压器任务1串联型稳压电路的工作原理任务3三端可调式集成稳压器

任务4开关型稳压电源

任务1-3稳压电路任务2三端固定集成稳压器任务1串联35稳压电路的作用:交流电压脉动直流电压整流滤波有波纹的直流电压稳压直流电压任务1串联型稳压电路的工作原理稳压电路的作用:交流脉动整流滤波有波纹的稳压直流任务1串联36稳压电源类型:以下主要讨论线性稳压电路。稳压管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备)电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。效率较高，目前用的也比较多。稳压电源类型:以下主要讨论线性稳压电路。稳压管稳压电路开关型37并联型稳压电路—调整管与负载并联串联型稳压电路—调整管与负载串联1.稳压管稳压电路稳压原理:利用稳压管的反向击穿特性。由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。并联型稳压电路—调整管与负载并联串联型稳压电路—调整381.稳压管稳压电路⑴工作原理U2

UI

Uz

IZ

IRUo=

UI－URUO

UO基本不变1.稳压管稳压电路⑴工作原理U2UIUzIZIRUo39⑵参数计算①稳压管的选型

②输入电压UI的确定③限流电阻R的计算

＜R＜

UZ=UO

IZm=（1.5~3）IOmax

UI=(2~3)UO

⑵参数计算①稳压管的选型②输入电压UI的确定③限流电阻R40

【例3】为了保护稳压管，经常在图10-11所示电路中加一限流电阻。假设稳压电路的输入电压为15V，稳压管的输出电压为12V，稳压管的安全工作电流范围为5～50mA，负载电阻为400Ω，求限流电阻的取值范围。解:依题意可知流过负载电阻的电流为因此流过限流电阻的总电流变化范围为而限流电阻两端的电压为3V，便可求得R的范围为【例3】为了保护稳压管，经常在图10-11所示电路中加41硅稳压管稳压电路的特点这种稳压电路的输出电压是不能调节的，负载电流变化范围较小，输出电阻较大，约几个欧姆到几10欧姆，因此稳压性能较差。但其电路结构简单，负载短路时，稳压管不会损坏。因此仅适用于Uo固定和要求不高的场合。硅稳压管稳压电路的特点这种稳压电路的输出电压是不能调422.串联型稳压电路8+Uo+UIRLV1+UCE+UI取样电路调整管比较放大电路基准电压1)结构和稳压原理稳压的实质：UCE的自动调节使输出电压恒定2.串联型稳压电路8++RLV1+UCE+取调整管比较放432)输出电压的调节范围8+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP串联型稳压电路2)输出电压的调节范围8++R2RLR1R1UFUZR244任务2三端固定集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V1、78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压例如：CW7805输出5V，最大电流1.5ACW78M05输出5V，最大电流0.5ACW78L05输出5V，最大电流0.1A任务2三端固定集成稳压器CW7800系列(正电源)CW45封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7805++213CW790513_2_塑料封装金属封装312封装CW7805123UIUOGNDCW790462、CW7800的内部结构和基本应用电路内部结构+UI取样电路调整电路保护电路基准电压比较放大启动电路+UO基本应用电路Uo=12VW7812123C2++UiC1C30.33F0.1F100FRL防止输入端短路时C3反向放电损坏稳压器抵消输入长接线的电感效应，防止自激改善负载的瞬态响应，消除高频噪声2、CW7800的内部结构和基本应用电路内部+取调整电路保47提高输出电压电路W78132CiC2+UO+UI

+UR1R2IQI1I2静态电流58mA要求输出电压UO>U

提高输出电压电路W78132CiC2++48输出电压可调稳压电路W78C1C2+UI

+U+UOR1R2R3R48(虚短)可产生小于U

的输出电压UO输出电压可W78C1C2+++R1R49输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151323211000F220F0.33F0.33F0.1F+15V15V++++1000F0.1F220F恒流源电路12+UI=10VW78053+UORRLIQIO0.1F0.33F10输出正、负~24V~24V~220VW7815W791513503、基本应用电路1)输出固定电压的稳压电路

2)输出正、负电压的稳压电路

C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。3、基本应用电路1)输出固定电压的稳压电路2)输出正、负电513)输出电压可调的稳压电路

≤UO

≤

输出电压调整范围

3)输出电压可调的稳压电路≤UO≤52任务3三端可调输出集成稳压器1、典型产品型号命名CW117/217/317系列(正电源)CW137/237/337系列(负电源)工作温度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100mAM型—输出电流500mA任务3三端可调输出集成稳压器1、典型产品型号命名CW117532、CW117内部结构和基本应用电路内部结构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路保护电路IREFUIUOADJ123外形引脚CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ50A2、CW117内部结构和基本应用电路内部调整电路基准电路误54基本应用电路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1F10F33FR1R2C4IOIQIIREF0.1FV1V2V1防止输入端短路时C4反向放电损坏稳压器V2防止输出端短路时C2通过调整端放电损坏稳压器UREF=1.25V使UREF很稳定R1=

UREF/

IQ=125静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL开路时流过R1R2=

02.2k

时，120IREF

50A2.2kUO=

1.2524V基本应UoCW317123C2++UiC1C30.1F55030V连续可调电路Uo

CW317123++UiC10.33

F10FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V当R2=0时，UO=0V030V连续可调电路UoCW317123++Ui56线性稳压电路的缺点：调整管管耗大电源效率低(40%60%)改进思路：使调整管截止(电流小)

饱和(管压降小)开关稳压电路的优点：效率高(80%90%)体积小、重量轻稳压范围宽开关稳压电路的缺点：电路复杂对电网要求不高对电子设备干扰较大输出电压含较大纹波任务4开关型稳压电源

线性稳压电路的缺点：调整管管耗大改进思路：使调整管截止(电流571、串联型开关稳压电路开关稳压电源基本原理调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定的三角波误差放大续流1、串联型开关稳压电路开关稳压电源基本原理调整管取样开关58工作波形+UIV1LuEIO+UoRL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)工作波形+V1LuEIO+RL8A8CV2C+UREFuFu59+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO稳压原理UIUOuFuA占空比UOD=50%当uF=UREF，uA=0，UO

为预定标称值++RLV18A8C基准三角波R1R2V2LC+UREFuF602、并联型开关稳压电路+UI+UoRLV1R1R2LC+UREFuFuB控制电路V2+UI+UoRLV1LC+uBV2+UI+UoRLV1LC+uBV2iL高电平iO低电平uBtofftonT

截止截止iL2、并联型开关稳压电路++RLV1R1R2LC+UREF61单片脉宽调制式(外接开关功率管)3、集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器CW1524CW4960/49621)CW1524/2524/3524(区别在于温度范围)组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、振荡器、触发器、2只输出功率管、过热保护最大输入电压：40V最高工作频率：100kHz每路输出电流：100mA内部基准电压：5V(承受50mA电流)单片脉宽调制式(外接开关功率管)3、集成开关稳压器及其应用类62取样电压基准电压输出方波定时电容定时电阻关闭,控制脉宽接扩流晶体管C、E极输入电压振荡/同步12345678161514131211109–IN+INUINUREF(+5V)EBCBCAEARTCTGND–限流+限流断路补偿CW1524系列引脚排列取样电压基准电压输出定时电容定时电阻关闭,接扩流晶体输入振荡63防止寄