直流稳压电源17460课件

第二节直流稳压电源主要内容:1.1小功率整流滤波电路1.2串联反馈式稳压电路基本要求:1.1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1.2了解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，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：

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。直流电源的方框图如图15.01所示。1.1.1单相桥式整流电路(1)工作原理

单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图15.02（a）所示。（a）桥式整流电路（b）波形图图15.02单相桥式整流电路根据图15.02（b）可知，输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为（2）参数计算流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压1.1.2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。一、电容滤波电路

充电放电tuoDu1u2CRLuoi0

1、空载时的情况输出电压为U2，二极管承受的最高反向电压URM=2U22、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θ<π，流过二极管的瞬时电流大，故常串入一个限流电阻(1/25)RL。一、电容滤波电路充电放电tuoDu1u2CRLuoi0（3）脉动系数小（按桥式整流电路计算，参见清华本）（4）电路的外特性一般情况ULI00.45U2半波0.9U2全波SI0157%67%半波全波外特性滤波特性电容滤波电路使用于负载电流变化不大，负载整流电压较高的场合。一、电容滤波电路充电放电tuoDu1u2CRLuoi04、电路参数的近似估算（1）整流二极管的选择滤波电容的容量愈大，导通角愈小，通过二极管脉冲电流的幅度愈大，因此，整流管的幅值电流必须加以考虑。但流过整流管的平均电流：

半波整流时：全波整流时：整流管的耐压：由于电容电压最高为U2，所以UDRM=一、电容滤波电路充电放电tuoDu1u2CRLuoi04、电路参数的近似估算

（2）滤波电容的估算容量：C≥耐压：（3）变压器次级参数的估算U2=U0/1.2（全波整流）I2=（1.5~2）I0二、电感滤波电路u0Lωtωt工作原理：当忽略电感线圈的直流电阻时，负载上的直流电压与不加滤波时负载上的直流电压相同。特点：（1）电感滤波电路的外特性是很平坦的，U0随I0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。I00.9U2三、电感滤波电路特点：（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。u0LωtωtI00.9U2C1.2串联反馈式稳压电路1.2.1稳压电源概述1.2.2线性串联型稳压电源1.2.3集成稳压电源（三端集成稳压器及其应用）1.2.2线性串联型稳压电源

稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压值不能连续调节。线性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制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路之中。线性串联型稳压电源的缺点是损耗较大，效率低。一、线性串联型稳压电路的工作原理二、稳压电路的保护环节一、线性串联型稳压电路的工作原理(1)线性串联型稳压电源的构成线性串联稳压电源的工作原理可用图16.03来说明。

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。图16.03串联稳压电源示意图图16.03串联稳压电源示意图

在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来替代的，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。典型的串联型稳压电路如图16.04所示。它由调整管、放大环节、比较环节、基准电压源几个部分组成。

图16.04串联型稳压电路方框图（动画16-2）2．负载电流变化，输入电压保持不变

负载电流IL的增加，必然会使输入电压VI有所减小，输出电压VO必然有所下降，经过取样电路取出一部分信号Vf与基准源电压VREF比较，获得的误差信号使VO1增加，从而使调整管的管压降VCE下降，从而抵消因IL增加，使输入电压减小的影响。IL↑→VI↓→VO↓→Vf↓→VO1↑→VCE↓→VO↑3.输出电压调节范围的计算根据图16.04可知Vf≈VREF调节R2显然可以改变输出电压。（动画16-1）1.2.3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类型：W7800系列——稳定正电压

W7805输出+5VW7809输出+9VW7812输出+12VW7815输出+15VW7900系列——稳定负电压

W7905输出-5VW7909输出-9VW7912输出-12VW7915输出-15V一、集成稳压电路1.输出电压固定的三端集成稳压器（正电压78、负电压79

）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端:输入端2端:公共端3端:输出端1、W7800系列稳压器外形及接线图123+_W7805UI+_Uo132CI0.1~1FCo1µF+1V+5V注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！二、集成稳压电路的应用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-1V-5V二、集成稳压电路的应用u2u1C1300µFU1=220VU2=8VUC1=1.2U2=9.6VUo=5V+_CoW7805+_Uo1321µFRLCI1F二、集成稳压电路的应用3、实际应用接线图三、三端集成稳压器(1)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：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。它的电路符号见图16.07，外形如图16.08所示。

图16.07集成稳压器符号要特别注意，不同型号，不同封装的集成稳压器，它们三个电极的位置是不同的，要查手册确定。图16.08外形图照片(2)线性三端集成稳压器的分类三端集成稳压器有如下几种：1.三端固定正输出集成稳压器，国标型号为CW78--/CW78M--/CW78L--2.三端固定负输出集成稳压器，国标型号为CW79--/CW79M--/CW79L--3.三端可调正输出集成稳压器，国标型号为CW117--/CW117M--/CW117L-CW217--/CW217M--/CW217L--CW317--/CW317M--/CW317L--4.三端可调负输出集成稳压器，国标型号为CW137--/CW137M--/CW137L-CW237--/CW237M--CW237L--CW337--/CW337M--/CW337L--5.三端低压差集成稳压器6.大电流三端集成稳压器

以上1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级。

军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃～150℃；

工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃～150℃；

民品级多为塑料封装，工作温度范围0℃～125℃。(3)应用电路三端固定输出集成稳压器的典型应用电路如图16.09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1.25

V的参考源，因此输出电压可通过电位器调节。

16.09应用电路(固定)三端可调输出集成稳压器的典型应用电路如图16.1所示。

图