模拟电子技术基础第十一章直流稳压电源

11直流稳压电源11.1小功率整流滤波电路11.2线性稳压电路11.3开关式稳压电路11.1小功率整流滤波电路11.1.1单相桥式整流电路11.1.2滤波电路*11.1.3倍压整流电路交流电网电压转换为直流电压的一般过程变压器：整流：滤波：稳压：降压滤除脉动交流变脉动直流进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力11.1.1单相桥式整流电路利用二极管的单向导电性1.工作原理3.纹波系数4.平均整流电流5.最大反向电压2.VL和IL单相半波整流电路

单相整流电路除桥式整流电路外，还有单相半波和全波两种形式。单相半波整流电路如图(a)所示，波形图如图(b)所示。(a)电路图(b)波形图流过负载和二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压

单相全波整流电路如图(a)所示，波形图如图(b)所示。(a)电路图(b)波形图输出平均电压流过负载的平均电流为

二极管所承受的最大反向电压注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。整流电路既有交流量，又有直流量，通常对:

输入（交流）—用有效值或最大值；

输出（交直流）—用平均值；

整流管正向电流—用平均值；

整流管反向电压—用最大值。

单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而半波和全波整流电路中均有直流分量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同样的功率容量条件下，体积可以小一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电路，故广泛应用于直流电源之中。11.1.2滤波电路几种滤波电路（a）电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（倒L型）（c）型滤波电路#为什么不用有源滤波电路?电容滤波电路A.二极管的导电角

<，流过二极管的瞬时电流很大。B.负载直流平均电压VL

升高d=

RLC

越大，VL

越高C.直流电压VL

随负载电流增加而减少当d（35）时，VL=(1.11.2)V2VL

随负载电流的变化11.1.2滤波电路电感滤波电路

利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性质，把电感Ｌ与整流电路的负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。

电感滤波电路如图10.10所示。电感滤波的波形图如图10.11所示。*使用条件：*11.1.3倍压整流电路是变压器副边电压的2倍正半周，D1导通，D2截止，C1充电达峰值电压当C2的放电时间常数RLC2远大于电源电压周期时，正半周，C2放电很少，负载电压可以基本保持不变。负半周，D1截止，D2导通，C2充电的峰值电压倍压整流电路一般用于高电压、小电流（几毫安以下）和负载变化不大的直流电源中。电路中元器件要求有较高的耐压值，并能承受更大的冲击电流增加连接的级数，可得到更高倍数的输出电压10.2线性稳压电路10.2.1稳压电源质量指标10.2.2串联反馈式稳压电路工作原理10.2.3三端集成稳压器10.2.4三端集成稳压器的应用11.2.1稳压电源质量指标输出电压输出电压变化量输入调整因数电压调整率稳压系数输出电阻温度系数11.2.2串联反馈式稳压电路的工作原理1.结构输入电压波动负载电流变化输出电压变化电压串联负反馈所以输出电压满足深度负反馈，根据虚短和虚断有将VREF看作电路的输入#除了稳压原理来自负反馈，此电路设计还需要考虑哪些问题?2.工作原理11.2.3三端集成稳压器78XX：正电压79XX：负电压1.输出电压固定的三端集成稳压器2.可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压LM337）输出电压由于Iabj<<

I1所以3.最小输入－输出电压差类型三端固定三端可调参数符号单位正压78××负压79××正压LM317负压LM337输入电压VIV(8～40)(3～40)输出电压VOV(5～24)(1.2～37)最小（输入－输出）电压差（VI－VO）minV(2.0～2.5)1.2～2211.2.4三端集成稳压器的应用1.固定式应用举例

图示电路是用W78XX和μA741组成的输出电压可调的稳压电路。图中集成运放作为电压跟随器使用，它的电源借助于三端集成稳压器的输入直流电压。输出电压可调电路当电位器滑动端在最上端时，可得最大输出电压

Uomax=

当电位器滑动端在最下端时，可得最小输出电压

Uomin=

故输出电压调节范围为≤

Uo≤三端可调输出集成稳压器的典型应用电路如图所示可调输出三端集成稳压器的内部，在输出端和公共端之间是1.25V的参考源，因此输出电压可通过电位器调节。2.可调式应用举例11.3开关式稳压电路11.3.1开关试稳压电路的工作原理*11.3.2带隔离变压器的直流变换型电源11.3.3开关稳压电源的应用举例11.3.1开关式稳压电路的工作原理1.串联（降压）型开关稳压电路（Buck）电路组成开关管T与负载RL串联工作原理输出电压的平均值式中q＝ton/T称为脉冲波形的占空比脉宽调制（PWM）式降压型开关稳压电源稳压原理VI↑（或RL↑）→VO↑→VF↑→vA↓→vB↓→q↓（ton↓）VO↓

当ton不变，改变T（或fk）同样能调节VO的大小，称为脉冲频率调制PFM控制方式。2.并联（升压）型开关稳压电路（Boost）主回路工作原理开关管T与负载RL并联

当控制电压vG为高电平（ton期间）时，T饱和导通，输入电压VI直接加到L两端，电感储存能量

。二极管D截止，电容C向负载提供电流i放

当vG为低电平（toff期间）时，T截止，iL不能突变。L产生反电势vL为左负（－）右正（＋）若VI＋vL＞VO，则D导通，VI＋vL给负载提供电流iO。显然VO＞VI，所以电路称为升压型开关稳压电路工作波形控制与驱动电路可以采用电压-脉冲宽度调制器（PWM）集成电路来实现也有包括所有单元电路在内的单片集成开关稳压电源共选用*11.3.2带隔离变压器的直流变换型电源推挽式自激变换型稳压电路

T1、T2和Tr左侧线圈等构成振荡电路，产生上千赫兹的振荡波形，通过变压器耦合到副边，再整流滤波稳压实现DC/DC变换。在变压器副边增加几组类似的电路，便可获得多个要求不同的直流电压*11.3.2