第三讲电源集成稳压电路设计讨论

第三讲电源集成稳压电路设计讨论第1页，课件共41页，创作于2023年2月第三讲电子系统中的电源第2页，课件共41页，创作于2023年2月主要内容电源的主要技术指标常用的整流滤波电路线性集成稳压电源及其应用开关型集成稳压器及其应用直流——直流变换器及其应用电压基准第3页，课件共41页，创作于2023年2月电源1——直流稳压电源的主要技术指标主要技术指标：性能参数工作参数性能参数1、稳压系数Sv：又称电压调整率，体现了抗输入电压变化的能力。2、输出系数Ro：又称负载调整率，体现了抗负载变化的能力。3、纹波抑制比Srip：体现对交流纹波电压的抑制能力4、温度系数ST：表征输出电压随温度变化而漂移的大小。第4页，课件共41页，创作于2023年2月电源1——直流稳压电源的主要技术指标主要技术指标：性能参数工作参数工作参数1、输出电压及调节范围：Uomax——Uomin2、最大输出电流Iomax：稳压电源能够向负载提供的最大电流。3、功耗P：将交流变成直流的过程中要消耗功率，并将消耗的功率转换成热，主要由稳压电路消耗。第5页，课件共41页，创作于2023年2月电源2——整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计桥式整流为例1、整流二极管的选择：Uim为输入交流电压的振幅2、滤波电容的选择：T为周期、还要注意耐压3、电压变压器的选择：Uo、IL为整流滤波输出的电压电流、U2、I2为变压器次级电压电流有效值。4、输出纹波的估算第6页，课件共41页，创作于2023年2月电源2——整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计桥式整流为例：设计整流滤波电路，由市电供电，输出24V，输出电流1A，纹波电压有效值小于2V1、整流二极管的选择：1N4001100V反向电压1A的IF2、滤波电容的选择：RL＝24Ω、2200μF3、电压变压器的选择：U2=20V、I2＝1.5IL=1.5A、变压器功率需要大于30W4、输出纹波的估算：1.57v第7页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路及其应用三端集成稳压电源电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO-220的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。L、M与不标对应输出电流100mA500mA1.5A第8页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错，不然容易烧坏一般最小输入、输出电压差约为2V，否则不能输出稳定的电压，一般应使电压差保持在4-5V安装足够大的散热器，散热片总是和最低电位的第③脚相连C1改善纹波特性，C2消除芯片自激震荡和改善瞬态响应，个别严重的自激可以在输出输入之间加C3，但抑制纹波比变差。第9页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路散热器问题

例如：78系列稳压器，压差4V，最大电流1A，TO－220封装最高结温125°C，管芯到环境的热阻为54°C/W（结到管壳4°C/W，管壳到环境50°C/W），如果环境为25°C，管芯则为241°C，集成电路进入过热保护状态。54*4+25=241°C，大于125°C

问：如果压差为3V，不加散热器时，最大电流不能超过多少？（125-25）/54/3V=600mA第10页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路散热器的选择例：使用TO－3封装的LM117进行可调稳压，电网电压波动10％，选择次级输出17V的变压器，要求稳压范围在1.5V——15V之间，最大输出电流为1A，问对散热器有何要求。已知结到外壳热阻为2.3°C/W，稳压器到散热器不绝缘，并充以硅胶导热，其热阻为0.12.3°C/W，LM117工作结温为125°C/W，环境温度为25°C/W。

第11页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路散热器的选择例：使用TO－3封装的LM117进行可调稳压，电网电压波动10％，选择次级输出17V的变压器，要求稳压范围在1.5V——15V之间，最大输出电流为1A，问对散热器有何要求。已知结到外壳热阻为2.3°C/W，稳压器到散热器不绝缘，并充以硅胶导热，其热阻为0.1°C/W，LM117工作结温为125°C/W，环境温度为25°C/W，采用桥式整流。

计算过程：1、电网电压波动10％，选择次级输出17V的变压器，17*1.2=20.4V稳压器输入电压10%的电压波动，20.4V±2.04V=18.36V到22.44V2、稳压范围在1.5V——15V之间故压差范围为18.36—15=3.36V22.44-1.5=20.94V3、最大输出电流为1A，则最大耗散20.94V*1A=20.94W4、总热阻：（125-25）/20.94=4.78°C/W5、4.78-2.3-0.1=2.38°C/W，留给散热器的热阻。6、查表，得V=HLB=200cm3

第12页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路三端固定式集成稳压电路实例第13页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路三端可调式稳压电源

正压负压军品级：LM117，LM137结温-55——150工业品级：LM217，LM237结温-55-125；民用品级：LM317，LM337结温0-1251.25-37V范围连续可调1.5A最大输出电流压差：3——35VUo=1.25（1+R2/R1）第14页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路三端可调式稳压电源

C3可取1uF但电容，减少阻尼震荡和改善瞬态响应C2减少纹波C1防止自激当输入发生短路时，D1D2提供放电通路第15页，课件共41页，创作于2023年2月集成稳压电路实例－可调式正负电源第16页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路NS公司的LM196/396大电流可调稳压器1.25V——15V范围内可以提供10A电流第17页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路LT/LM108x系列低压差三端线性稳压器：输入输出压差1.5V就能正常工作。固定式LM1084——NS公司可调式LT1083等——凌特公司第18页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路LM2990/2991系列负压输出线性稳压器：输入输出压差0.6V就能正常工作

TPS75xxx系列线性稳压器——TI公司输入输出压差0.6V就能正常工作

第19页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——线性集成稳压电路小型线性稳压器（贴片封装）MAXIM公司MAX88903路输出如3.3V2.5V1.8VMAX88822路输出MAX1806低输出电压最低0.8V新型微处理器供电

第20页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路设计讨论设计一个线性稳压电路题目11、输出电压1.5V——15V之间连续可调；2、要求稳压范围内，最大输出电流为1A；3、当输出电流从30mA变化到1A时，输出电压的变化小于20mV；4、当输入交流电压的变化是220V±10%时，输出电压变化；小于15mV，输出纹波电压有效值不大于0.5mV。讨论分析过程，设计方案，硬件设计整流滤波？整流二极管滤波电容稳压电路？有关参数，查datasheet输出电阻输出电流变化————输出电压变化电压调整率纹波抑制

第21页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论提高输出电压电路输入电压较高时的处理扩流电路改变可调输出电压范围电路具有启动控制的稳压电路集成稳压器构成的恒流源。第22页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论提高输出电压电路

。第23页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论输入电压较高时的处理

。第24页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论扩流电路。第25页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论改变可调输出电压范围电路。第26页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论具有启动控制的稳压电路。第27页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论具有启动控制的稳压电路

第28页，课件共41页，创作于2023年2月电源3——集成稳压电路应用讨论集成稳压器构成的恒流源。50mA第29页，课件共41页，创作于2023年2月电源4——开关集成稳压电路工作原理：串联型降压第30页，课件共41页，创作于2023年2月电源4——开关集成稳压电路工作原理并联型升压第31页，课件共41页，创作于2023年2月电源4——开关集成稳压电路开关稳压控制器

需外接开关功率管及快速恢复二极管等LM1524TL494MAX786等开关稳压器

需外接电感、电阻等LH1605MIC4680LM2578LM2576MAX8505MAX1878ADP3000等开关稳压电源模块

直流——直流模块VI200交流——直流模块AC220-DC（深圳创建）第32页，课件共41页，创作于2023年2月电源4——开关集成稳压电路工作原理并联型升压第33页，课件共41页，创作于2023年2月电源5直流——直流变换器及应用直流直流降压，升压和极性反转

开关电源在某种意义上也是直流——直流变换电路。这里主要讨论基于开关电容原理（也称电荷泵原理）的小电流的直流——直流变换电路。

常见的如ICL7660LM2685LM2660ADM660第34页，课件共41页，创作于2023年2月电源6——集成基准电压源电路电压基准具有输出电压精度高，温漂小，输出噪声小的特点。

两端型电压基准ADR520AADR525AADR530ALT1004-1.2LT1004-1.5MAX6006MAX6008MAX6008等三端型电压基准

AD780ANLT1461LTC1798等第35页，课件共41页，创作于2023年2月电源6——集成基准电压源电路两端型电压基