电子技术基础模拟部分课件第十章

10直流稳压电源南京工程学院第10章直流稳压电源

10.1小功率整流滤波电路

10.2串联反馈式稳压电路

*10.3串联开关式稳压电路

*10.4直流变换性电源第10章直流稳压电源

基本要求:

10.1掌握单相(桥式)整流电容滤波电路的工作原理及各项指标的计算

10.2掌握带放大器的串联反馈式稳压电路的稳压原理及输出电压的计算，了解三端集成稳压电源的使用方法及应用

教学要点：

重点介绍单相桥式整流电容滤波电路的工作原理及各项指标的计算，介绍串联反馈式稳压电路及三端集成稳压电路的稳压原理.引言

电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路

整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。

滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。

稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值。10.1.1单相整流电路10.1小功率直流稳压电源整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路二极管导通，忽略二极管正向压降，

vL=v2v1v2aTbDRLvL为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管截止,vL=0+–iL+–v2>0时:v2<0时:*一、半波整流电路二极管导通时间：半个周期导通角：1800单相半波整流电压波形v1v2aTbDRLvLvDv2vLvDt2340导通角180ott输出电压平均值（VL）—直流量,输出电流平均值（IL)：()ò=pwp2021tdvVLL=()òpwp

021tdsinwt22V≈p2245.02VV=v1v2aTbDRLvLvDiLIL=VL/RL

≈0.45V2/RL

vL20t二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：v1v2aTbDRLvLvDiLvD20tVDRM二极管上的平均电流：ID=ILVDRM=22V承受的最高反向电压:v1v2aTbD1RLvLD2v2iL原理：变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压v2+–+–当v2正半周时,D1导通,D2截止。+–+–当v2负半周时,D2导通,D1截止。*二、全波整流电路v1v2aTbD1RLvLD2v2iL单相全波整流电压波形v2vLvD1t2340vD2+–+–0~：vD2=2v2+忽略二极管正向压降D1导通D2导通输出电压平均值（VL）,输出电流平均值（IL)：v1v2aTbD1RLvLD2v2iLvo20t()ò=pwp

01tdvVLL=()òpwp

01tdsinwt22VIL=VL/RL=0.9V2/RL

=p229.02VV=2二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：v1v2aTbD1RLvLD2v2iL二极管上的平均电流：LDII21=vD20tDRM22VV=2二极管承受的最高反向电压：v1v2TD4D2D1D3RLvL组成：由四个二极管组成桥路RLD1D4D2D3v2vLv2vL三、桥式整流电路常见电路形式：+–v1v2TD4D2D1D3RLvLv2正半周时电流通路D1、D3导通，D2、D4截止-+vLv1v2TD4D2D1D3RLv2负半周时电流通路D2、D4导通，D1、D3截止

在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压利用桥式整流电路实现正、负电源集成硅整流桥：v2vL+

–

~+~-

+–负载电压VL的平均值为:()ò=πLLtdvπV2021w负载上的(平均)电流:LLRVIL=vL20t四、整流电路的主要参数

(1)整流输出电压的平均值半波整流：0.45V2全波整流：0.9V2vL20t平均电流(ID)与反向峰值电压(VRM)是选择整流管的主要依据。LDII21=例如：在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流ID

是负载平均电流的一半。

二极管截止时两端承受的最大反向电压：（选购时：二极管额定电流2ID)（选购时：最大反向电压2VRM)(2)二极管平均电流与反向峰值电压（3）波纹系数Kr波纹：信号的各谐波分量总称，它叠加在直流分量之上波纹系数：VLr：谐波分量总的有效值

S定义：整流输出电压的基波峰值VL1M与VL平均值之比。S越小越好。用傅氏级数对全波整流的输出vo

分解后可得:vL20t基波基波峰值输出电压平均值（4）脉动系数Ｓ整流电路中物理量的表示：

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。平均值有效值瞬时值交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压几种滤波电路10.1.2滤波电路（a）电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（倒L型）c）型滤波电路电容输入式：电容器接在最前面a、c电感输入式：电感接在最前面b滤波的基本概念

滤波电路利用电抗性元件对交、直流信号阻抗的不同，实现滤波：

电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。

电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。

经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。

滤波电路的结构特点:

电容与负载RL并联,或电感与负载RL串联以单相桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。a桥式整流电容滤波电路v1v2u1bD4D2D1D3RLvLSC1、电容滤波电路

(1)电容滤波原理vLtv2上升，v2大于电容上的电压vc，v2对电容充电，vL=vcv2v2下降，v2小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。电容C通过RL放电，vc按指数规律下降，时间常数=RLC导通角θ<πv2tvLt只有整流电路输出电压大于vc时，才有充电电流。因此二极管中的电流是脉冲波。二极管中的电流v1v2v1bD4D2D1D3RLvLSC一般取)53(T/2CRτL-³=(T:电源电压的周期)近似估算:VL=(1.1-1.2)V2

IL=VL/RLRL开路：VL=1.414V2

IL=0(b)流过二极管瞬时电流很大RLC越大VL越高负载电流的平均值越大;

整流管导电时间越短iD的峰值电流越大(a)输出电压平均值VL与时间常数RLC有关RLC愈大电容器放电愈慢VL(平均值)愈大(c)二极管承受的最高反向电压(2)电容滤波电路的特点(3)结论

1）二极管的导通角θ<π，流过二极管的瞬时电流大

电流有效值和平均值的关系：

纯电阻负载时：I2=1.11IL

有电容滤波时：I2=（1.5~2）IL

2）输出电压的平均值增大,脉动系数减小。

电容滤波要获得较好的效果：RLC=(35)T/2

3）输出直流电压VL随负载电流IL的增大而减小。

电路的外特性某电子设备需要直流电压VL=30v，IL=400mA的直流电，若采用桥式整流，电容滤波电路，试选择整流元件和滤波电容。（1）选择二极管考虑到电容充电电流的冲击，选用最大直流电流为500mA、耐压为50V的整流二极管。（2）选电容选C=500μF，耐压为50V的电解电容。举例电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。v2v1RLLvL2.电感滤波电路对谐波分量:

f越高，XL越大,电压大部分降在XL上。

因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：VL=0.9V2v2v1RLLvL对直流分量:

XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上电感滤波原理特点：

（1）电感滤波电路的外特性是很平坦的，UL随IL增大而略有下降的原因是输出电流增大时，整流电路的内阻和电感的整流电阻压降也略有增加的缘故。

（2）导通角θ=π，因而避免了过大的冲击电流。

（3）输出电压没有电容滤波高。

电感滤波电路适用于负载所需的直流电压不高，输出电流较大及负载变化较大的场合。

（4）缺点：电感体积大，成本高，输出电压稍低。

（5）为了提高滤波效果，通常采用倒L型滤波电路。IL0.9V2*3、RC–

型滤波器改善滤波特性的方法：采取多级滤波vLRv2v1C1C2vL1´RLRC–

型滤波器将RC–

型滤波器中的电阻换为电感，变为LC–

型滤波器整流滤波电路小结：P450例10.1.1例10.1.2

全波整流

22V

29.0V

0.5IL

半波整流

22V

0.45V2

222V

0.5IL

桥式整流22V0.9V2

22V

22VIL

例1课本例10.1.1，已知220V交流电源频率f=50HZ，要求直流电压VL=30V，负载电流IL=50mA。试求电源变压器副边电压v2的有效值，选择整流二极管及滤波电容器。C解（1）因为是全波整流，所以（2）因为流过二极管的平均电流：ID=0.5IL二极管所承受的最大反向电压（3）选择滤波电容器一般取RLC≥（3~5）T（半波整流）RLC≥（3~5）T/2（全波整流）因为是全波整流，故取

RLC=4ΧT/2=2T=2Χ1/50s=0.04s例2课本例10.1.2（简单介绍）RL=VL/IL=30/50=0.6KC=0.04/RL=66.6F考虑电网波动10%，则电容器最高承受电压为：VCM=1.4V21.1=38.5V例2设计一个桥式整流电容滤波电路，用220V、50Hz交流供电，要求输出直流电压Uo＝45V，负载电流IL＝200mA。解（1）电路如图所示。(2)整流二极管的选择。ID＝0.5IL＝0.5×200＝100mAUo＝1.2U2所以U2＝每个二极管承受的最大反向电压根据ID和UDmax进行选管。可选用整流二极管2CP31B(最大整流电流为250mA,最大反向工作电压为100V)。

(3)滤波电容C的确定。一般应使放电时间常数RLC大于电容C的充电周期(3～5)倍。对桥式整流来说，C的充电周期等于交流电网周期的一半,即取其中所以：(4)对电源变压器T的要求。变压器次级线圈电压的有效值U2在前面已经求出，为37.5V。变压器次级线圈电流有效值I2比IL大，I2与IL的关系取决于电流脉冲波形的形状，波形愈尖，有效值越大。一般取I2≈(1.1～3)I2。这里取I2＝1.5IL＝1.5×200＝300mA这样就对电源变压器的绕制提出了依据。作业:P471习题10.1.1，10.1.3引起输出电压变化的原因是负载电流的变化和输入电压的变化稳压电路的作用: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10.2串联式稳压电路以下主要讨论线性稳压电路。

-串联型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。-并联型效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。稳压电源类型:串联反馈式稳压电路

串联反馈式稳压电路以稳压管电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流；

在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定；

且通过改变反馈网络参数使输出电压可调。输出电压变化量：10.2.1稳压电路的质量指标1.特性指标

包括允许的输入电压、输出电压、输入电流、输出电流及输出电压调节范围等。2.质量指标用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数r、输出电阻Ro、温度系数ST、波纹电压等。

用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。VI、IO和T引起的VO可用下式表示：稳压系数：输出电阻：负载电流变化对输出电压的影响温度系数：温度变化对输出电压的影响输入调整因数：输入电压波动对输出电压的影响输出电压变化量电压调整率SV10.2.2串联型稳压电源1.基本电路显然，VO=VI-VR，当VI增加时，R受控制而增加，使VR增加，从而在一定程度上抵消了VI增加对输出电压的影响。若负载电流IL增加，R受控制而减小，使VR减小，从而在一定程度上抵消了因IL增加，使VI减小，对输出电压减小的影响。

在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管（调整管）来替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的管压降VCE，VCE相当于VR。要想输出电压稳定，必须按电压负反馈电路的模式来构成串联型稳压电路。（1）电路组成它由调整管、比较放大环节、取样环节、基准电压源几个部分组成。主回路是由起调整作用的BJTT与负载串联，故称为串联式稳压电路。2.典型串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路一般结构图RDZVREFVFVBbecR1R2RL+VO-VI+-A基准电压比较放大调整取样整流滤波电路的输出电压串联型稳压电路方框图主回路是由起调整作用的BJTT与负载串联，故称为串联式稳压电路。(2)工作原理当输入电压变化，负载电流保持不变VI↑→VO↑→Vf↑→VB↓（IC↓）→VCE↑→VO↓RDZVREFVFVBbecR1R2RL+VO-VI+-A基准电压比较放大调整取样负载电流变化，输入电压保持不变IL↑→VO↓→Vf↓→VB↑→VCE↓→VO↑RDZVREFVFVBbecR1R2RL+VO-VI+-A基准电压比较放大调整取样（3）输出电压调节范围的计算根据图可知Vf≈VREF调节R2显然可以改变输出电压。（4）特点调整管的作用是通过VF与VREF之间的偏差来实现的。必须有偏差才能调整。所以Vo不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定，所示系统是一个闭环有差调整系统。反馈越深时，调整作用越强，输出电压也越稳定，电路的稳压系数γ和输出电阻R0也越小。基准电压是稳压电路的一个重要组成部分，直接影响稳压电路的性能。为此要求基准电压源输出电阻小，温度稳定性好，噪声低。目前常用带隙基准电压源*（介绍）。（5）稳压电路的保护环节串联型稳压电源的内阻很小，如果输出端短路，则输出短路电流很大。同时输入电压将全部降落在调整管上，使调整管的功耗大大增加，调整管将因过损耗发热而损坏，为此必须对稳压电源的短路进行保护。过载也会造成损坏。保护的方法反馈保护型温度保护型截流型限流型利用集成电路制造工艺，在调整管旁制作PN结温度传感器。当温度超标时，启动保护电路工作，工作原理与反馈保护型相同。截流型限流型当发生短路时，通过保护电路使调整管截止，从而限制了短路电流，使之接近为零。当发生短路时，通过电路中取样电阻的反馈作用，输出电流得以限制。T1调整管R3、T2比较放大R1、RW、R2采样电阻R、UZ基准电压R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2分立元件组成的串联式稳压电源稳压原理分析：VoVB2VBE2=（VB2-VZ）VC2（VB1）Vo当VI增加或输出电流减小使Vo升高时R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2VC2（VB1）VCE1输出电压的确定和调节范围因为：OV2BEZVV+22WRR+21WRRR++=()22221BEZWWOVVRRRRRV++++=所以：2221ZWWVRRRRR+++=忽略VBE2R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2调节RW可以改变输出电压例：VI=18V，VZ=4V，R1=R2=RW=4.7k，求输出电压的调节范围。R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2221ZWWOminVRRRRRV+++=4=6V4.74.7++=4.74.7+4.7221ZWOmaxVRRRRV++=4=12V4.74.7++=4.74.7最下端最上端例1*（1）简述在下图所示电路中，限流型保护电路（T3和R1）是如何起到保护作用的？（2）若足够大，所有管子均为硅管，则T1的最大输出电流为多少？RcDZcR2R3+VO-+VI—T1T3T2R1RsRLIB1IC3IE1解：（1）R1为限流保护电阻，两端压降VR1=R1IL（后者为负载电流），在输出正常工作时，T3的射基电压VBE3=VR1，小于它的导通电压，T3管截止；当IL超过额定值，VBE3大于导通电压，T3导通，其电流IC3对IB1起分流作用，限制了IL的增大，从而起到了保护调整管的作用。

DZ提供了基准电压。T2比较放大，R2、R3构成取样电路。（2）图中T3和R1构成限流保护电路，IE1流过R1，压降为IE1R1。当R两端的压降等于T3的导通电压时，T3导通，它的集电极电流电流IC3对IB1起分流作用，使IB1减少，保护T1管不被烧坏。当T3饱和时，VCE3很小，从而使VBE1小于导通电压，T1管截止，T1输出的最大电流IE1maX=VBE（on）3/R=0.7/RRcDZcR2R3+VO-+VI—T1T3T2R1RsRLIB1IC3IE1概述：将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个端：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。10.2.3三端集成稳压电源特点：体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉内部电路：串联型晶体管稳压电路。恒流源基准电压电路调整电路比较放大减流保护过热保护启动电路取样电路1.输出电压固定的三端集成稳压器（1）启动电路：在集成稳压器中，常采用恒流源。当输入电压VI接通后，这些恒流源难以自行导通，以致输出电压较难建立。因此必须用启动电路给恒流源的BJTT4、T5提供基极电流。启动电路由T1、T2、DZ1组成。当输入电压VI高于稳压管DZ1的稳定电压时，有电流流过T1、T2，使T3基极电位上升而导通，同时恒流源T4、T5也工作。T4的集电极电流通过DZ2以建立起正常工作电压，当DZ2达到和DZ1相等的稳压值，整个电路进入正常工作状态，电路启动完毕。同时T2因发射结电压为零而截止，切断了启动电路与放大电路的联系，保证T2左边出现的纹波与噪声不致影响基准电压源。（2）基准电压电路基准电压电路由T4、DZ2、T3、R1、R2、R3、D1、D2组成，电路中的基准电压为上式中VZ2为DZ2的稳定电压，VBE为T3、D1、D2发射结的正向电压值。在电路设计和工艺上使具有正温度系数的R1、R2、R3、DZ2与具有负温度系数的T3、D1、D2发射结互相补偿，可使基准电压VREF基本上不遂温度变化。同时，对稳压管DZ2采用恒流源供电，从而保证基准电压不受输入电压波动的影响。（3）取样比较放大电路和调整电路这部分电路由T4~T11组成，其中T10、T11组成复合调整管；R12、R13组成取样电路；T7、T8和T6组成带恒流源的差分式放大电路；T4、T5组成的电流源作为它的有源负载。T9、R9的作用说明：起缓冲作用，当IO减小时，IB10减小，IC8增大，待IC8增大到VR9>0.6V时,则T9导通起分流作用.这样就减轻了T8的过多负担,使IC8的变化范围缩小.(4)保护电路减流式保护电路减流式保护电路由T12、R11、R15、R14、DZ3、DZ4组成，R11为检流电阻。保护的目的是使调整管（主要是T11）能在安全区以内工作，特别要注意使它的功耗不超过额定值PCM。过热保护电路:电路是由DZ2、T3、T14、T13组成。在常温时，R3上的压降仅为0.4V左右，T14、T13是截止的，对电路工作没有影响。当某种原因（过载或环境温升）使芯片温度上升到某一极限值时，R3上的压降10随DZ2的工作电压升高而升高，而T14的发射结电压VBE14下降，导致T14导通，T13也随之导通。调整管T10的基极电流IB10被T13分流，输出电流IO下降，从而达到过热保护的目的。电路中R10的作用是给T10管的ICEO10和T11管的ICBO11一条分流通路，以改善温度稳定性。（1）类型：W7800系列—稳定正电压

W7805输出+5V

W7809输出+9V

W7812输出+12V

W7815输出+15V

输出电压固定的三端稳压器实例：（2）W7900系列—稳定负电压

W7905输出-5V

W7909输出-9V

W7912输出-12V

W7915输出-15V2.三端可调式集成稳压器（正电压LM317、负电压LM337）输出电压基准电压Iadj调整管TVREFIVBVI+VoR2R1I2I1adj三个接线端：输入端、输出端、调整端（1）117／217／317系列

117系列是输出电压为1.2～37V可调式三端线性集成稳压器，117系列的引脚图和原理图见图。图10―21117系列的引脚图和原理图使用时，只要满足稳压器输入与输出的压差在3～40V之间，117系列的稳压器就能正常工作。典型应用电路如图10―22(a)所示。工作中LM117的输出和调节端之间形成1.25V的基准电压UREF，该基准电压加在设定电阻R1上，产生恒定电流，再流过输出设定电阻R2，得到的输出电压为图8―27117系列稳压器应用电路117系列稳压器本身具有较高的稳压精度，但调整端通过电阻R2接地，这样输出电压的精度会受到R2的变化和调整端电流变化的影响。消除R2的影响，可以采用高精度稳压管代替电阻R2，电路如图10―22（c）所示，R3可以对输出电压微调，输出电压为（2）LM137／237／337系列

LM137／237／337系列是输出电压为-1.2～-37V的可调式三端线性集成稳压器。与117系列类似，LM137系列稳压器需要外接两个电阻来决定输出电压，典型应用电路如图10-23所示。图10―23137系列应用电路输出电压连续可调的正、负输出稳压电源可以很方便地采用LM117和LM137来实现。电路如图10―24所示。该电路的输出电压为±1．2～±20V。

图10―24正、负可调输出稳压电源（3）*LM196／396LM196/396大电流可调稳压器可以在1.25～15V输出电压范围内提供大于10A的输出电流，芯片的耗散功率可达70W。LM196的引脚和典型应用电路如图10―25所示。输出电压为图10―25LM196引脚和典型应用电路(a)LM196引脚;(b)LM196典型应用电路电阻R1和R2需选用温度系数小的电阻如金属膜电阻，误差小于1%。C3用于改善纹波抑制比和噪声(也可以不用该电容)。如果采用C3，C2必须选用1μF以上的电容，并靠近稳压器输出端连接。C3和C2均应为钽电容。当电源的滤波电容距离稳压器较远时才采用C1，并且要用较粗的引线尽量靠近稳压器输入端连接。1端:输入端2端:公共端3端:输出端1.三端固定式集成稳压器应用实例（1）W7800系列稳压器外形及接线图123+_W7805UI+_Uo132CI0.1~1FCo1µF+10V+5V注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！10.2.4三端集成稳压电路的应用C1、C2:频率补偿1端:公共端2端:输入端3端:输出端（2）W7900系列稳压器外形及接线图123–+W7905UI–+Uo231CI0.1~1FCo1µF-10V-5VU1=220VUC1=1.2U2=9.6Vu2u1C1300µF+_CoW7805+_Uo1321µFRLCI1F3.实际应用接线图Uo=5VU2=8V（1）输出正、负电压可调的稳压电路2.三端可调式集成稳压器应用举例adj2adj1输入电压分别为±25V，VREF=V31（或V21）=1.2V，输出电压可调范围为±（1.2~20V）1132（2）并联扩流的稳压电路集成运放741是用来平衡两稳压器的输出电流。输入电压为25V，输出电流为IO=IO1+IO2=3A，输出电压可调范围为（1.2~22V）10.3*串联开关式稳压电路

串联反馈式稳压电路的缺点：调整管工作在线性放大区，因此在负载电流过大时，调整管的集电极损耗（PC=VCEIO）相当大，电源效率（=PO/PI=VOIO/VIIO）较低，一般为40%~60%，有时还要配备庞大的散热装置。为克服上述缺点，可采用串联开关式稳压电路。串联开关式稳压电路优点：电路中的串联调整管工作在开关状态，即调整管主要工作在饱和导通和截止两种状态。由于管子饱和导通时管压降VCES和截止时管子的电路ICEO都很小，管耗主要发生在状态转换过程中，电源效率可提高到80%~90%，所以其体积小，重量轻。

缺点：输出电压中所含纹波较大，对电子设备的干扰较大，而且电路比较复杂，对元器件要求较高。

应用：已成为宇航、计算机、通信和功率较大的电子设备中电源的主流，应用日趋广泛。1.串联开关型稳压电路原理图基准电压三角波电压发生器ACTVREFvFvAvT比较放大器比较器vBVILRL+-vO（-）DC+R1R2vFiOiL（+）vE控制电路开关管取样LC滤波开关型稳压电路和串联反馈式稳压电路相比，电路增加了LC滤波电路及产生固定频率的三角波电压（vT）发生器和比较器C组成的控制电路。VI是整流滤波电路的输出电压，vB是比较器的输出电压，利用vB控制调整管T，将VI变成断续的矩形波电压vE（vD）。当vA>vD时,vB为高电平,T饱和导通,输入电压VI经T加到二极管D的两端,电压vE等于VI(忽略管T的饱和压降),此时二极管D承受反向电压而截止,负载中有电流iO流过,电感L储存能量,同时向电容器C充电.输出电压vO略有增加.当vA<vD时,vB为低电平,T由导通变为截止,滤波电感产生自感电动势(极性如图所标),使二极管D导通,于是电感中储存的能量通过D向负载RL释放,使负载RL中继续有电流流过,因而常称二极管D为续流二极管。此时电压vE等于-vD(二极管正向压降).由此可见,虽然调整管处于开关工作状态,但由于二极管D的续流作用和L、C的滤波作用，输出电压是比较平稳的。波形如下图所示：vA，vT，vBvAvTvBtvEtVI-VDtILtVO0000vOiLtontoff图中ton是调整管T的导通时间，toff是调整管T的截止时间，T=ton+toff是开关转换周期。在忽略滤波电感L的直流压降的情况下，输出电压的平均值为：其中称为脉冲波形的占空比。可见，对于一定的VI值，通过调节占空比即可调节输出电压VO。故称脉宽调制（PWM）式开关稳压电源。为了提高开关稳压电源的效率，开关调整管应选取饱和压降VCES及穿透电流ICEO均小的功率BJT，而且为减小管耗，通常要求开关转换时间开关转换频率开关调整管一般选用fT≥10fK的高频功率BJT；续流二极管D的选择也要考虑导通、截止和转换三部分的损耗，所以选用正向压降小，反向电流小及存储时间短的开关二极管，一般选用肖特基二极管。输出端的滤波电容使用高频电解电容。开关频率fK的选择对开关稳压器的性能影响也很大。fK越高，需要使用的L、C值越小。这样系统的尺寸和重量将会减小，成本将随之降低。另一方面，开关频率的增加将会使开关调整管单位时间转换的次数增加，使开关调整管的功耗增加，效率将会降低。目前，随着开关BJT、电容、电感材料及工艺性能的改进，fK可提高到15KHZ~500KHZ以上。10.4*直流变换型电源直流变换型电源也是一种开关型稳压电源，它主要包括直流变换器和整流、滤波及稳压电路等。直流变换器通常是指将一种直流电压变换为各种不同直流电压的电子设备。它的电路型式很多，有单管、推挽和桥式等变换器；按激励方式不同又可分为自激式和他激式两种。自激式的振荡频率及输出电压幅度受负载影响较大，适用于小功率电源；而大功率稳压电源多采用他激式。一、推挽式自激变换型稳压电路1基本原理：由推挽式变换器将直流电压变成高频方波，再经过高频变压器Tr、桥式整流、电容滤波电路和稳压电路而得到稳定的直流电压。2.电路原理图+u1-C3稳压电路+_Uo132C2C1（+）（+）（+）（+）（+）（+）（-）（-）（-）（-）（-）（-）uL+（+）（-）-N1N2NLT1T2Nb1Nb2IC1IC23.波形图：vCE1t0ton1toff1iCE1t0vCE2t0vCE1t0Фt0+s-svLt0变换式直流稳压电源除自激式外还有他激式。BJT在其中工作在开关状态，使它具有体积小、重量轻和效率高等优点，因此应用日益广泛。此外，目前应用较多的还有脉冲宽度调制（PWM）式、脉冲频率调制（PFM）式及脉宽脉频混合调制式等类型。变换型开关稳压器可以把不稳定的直流高压变换成稳定的直流低压；还可以把不稳定的直流低压变成稳定的直流高压或倒换极性等，这些都是线性稳压电源无法实现的优点。4.总结例1电路如下图所示，稳压管的稳定电压为6V，输入电压VI=18V，C=1000F，R=RL=1k。(1)电路中稳压管接反或限流电阻R短路，会出现什么现象？（2）求变压器副边电压有效值V2和输出电压Vo的值？（3）若稳压管的动态电阻rz=20,求稳压电路的内阻Ro及Vo/VI的值；（4）若电容器断开，试画出vI、vo及电阻R两端的电压vR的波形。u2u1DZ+_Uo3RRLCIRIZIo+VI_例2电路中集成稳压器7824的2，3端电压V32=VREF=24V，