第7章 直流稳压电源

直流稳压电源第

7章7.1单相整流滤波电路7.3

开关集成稳压电源第7章小结7.2线性集成稳压器7.4

直流稳压电源的调整与测试7.1单相整流滤波电路7.1.2滤波电路第

7

章直流稳压电源

引言7.1.1单相整流电路引言滤波整流稳压变压交流电源负载OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动电压合适的交流电压滤波稳压组成框图第7章直流稳压电源7.1.1单相整流电路一、半波整流tO

2

3

u2tO

2

3

uOtO

2

3

iD=iOtO

2

3

uDＶRL~220V+uｏ–u2iD+uD–第7章直流稳压电源V3RLV4V2V1u1u2+uo

ioRLV4V3V2V1+uo

u2u1二、桥式整流输入正半周1.工作原理2.波形输入负半周tOtOtOtO

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD=iO+uo

单相桥式整流电路第7章直流稳压电源3.参数估算1)

整流输出电压平均值2)

二极管平均电流3)

二极管最大反向电压totototo

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD

=iO第7章直流稳压电源4.简化画法+uo

RLio~+u2

5.整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~第7章直流稳压电源io+

uo=uc

RLV1V4V3V2

+u

7.1.2滤波电路一、电容滤波V导通时给C充电，V截止时C向RL

放电；1.电路和工作原理滤波后

uo

的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电C电容滤波电路第7章直流稳压电源2.波形及输出电压当RL=

时：OtuO

2

当RL

为有限值时：通常取

UO=1.2U2RC越大UO

越大RL=

为获得良好滤波效果，一般取：(T

为输入交流电压的周期)第7章直流稳压电源[例7.1.1]

单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=40，要求直流输出电压UO=20V，选择整流二极管及滤波电容。[解]1.选二极管选二极管应满足：IF

(2

3)

ID可选：2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或1A、100V

整流桥电流平均值：承受最高反压：2.选滤波电容可选：

1000F，耐压50V的电解电容。第7章直流稳压电源二、其他形式滤波1.电感滤波RLL~+u2

整流后的输出电压：直流分量被电感L

短路交流分量主要降在L上电感越大，滤波效果越好2.

型滤波L

C1RL~+u2

C2C1、C2

对交流容抗小L对交流感抗很大负载电流小时第7章直流稳压电源7.2线性集成稳压器7.2.2三端固定输出集成稳压器7.2.1串联型稳压电路的工作原理第7章直流稳压电源7.2.3三端可调输出集成稳压器8+Uo

+UI

RLV1+UCE

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7.2.1串联型稳压电路的工作原理+UI

取样电路调整管比较放大电路基准电压UZUF

一、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串联反馈式稳压电路第7章直流稳压电源二、输出电压的调节范围8+Uo

+UI

R

2RLR

1R1UFUZR2RP第7章直流稳压电源7.2.2三端固定输出集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/79M××—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第7章直流稳压电源封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7800++312CW790012_3_塑料封装金属封装312第7章直流稳压电源二、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=12VW7812132C2++UiC1C30.33

F0.1

F100

FRL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，消除高频噪声第7章直流稳压电源提高输出电压电路W78

123CiC2+UO

+UI

+U

R1R2IQI1I2静态电流5

8mA要求输出电压UO>U

第7章直流稳压电源输出电压可调稳压电路W78

C1C2+UI

+U

+UO

R1R2R3R48(虚短)可产生小于U

的输出电压UO第7章直流稳压电源输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151233211000

F220

F0.33F0.33F0.1F+15V

15V++++1000

F0.1F220

F电流源电路12+UI=10V

W78053+U23

RRLIQIO0.1F0.33F10

第7章直流稳压电源7.2.3三端可调输出集成稳压器一、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未标字母—输出电流1.5A第7章直流稳压电源二、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CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ

50

A第7章直流稳压电源基本应用电路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1

F10

F33

FR1R2C4IOIQIIREF0.1

FV1V2V1

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

50

A2.2kUO=

1.2524V第7章直流稳压电源0

30V连续可调电路Uo

CW317123++UiC10.33

F10

FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V当R2=0时，UO=0V第7章直流稳压电源7.3开关集成稳压电源引言

7.3.1

开关稳压电源的基本工作原理

7.3.2

集成开关稳压器及其应用第7章直流稳压电源引言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第7章直流稳压电源一、串联型开关稳压电路7.3.1

开关稳压电源的基本工作原理调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+UI

+Uo

RLV18A8C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第7章直流稳压电源工作波形+UI

V1LuEIO+Uo

RL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)第7章直流稳压电源+UI

+Uo

RLV18A8C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

为预定标称值第7章直流稳压电源*二、并联型开关稳压电路+UI

+Uo

RLV1R1R2LC+UREFuFuB控制电路V2+UI

+Uo

RLV1LC+uBV2+UI

+Uo

RLV1LC+uBV2iL高电平iO低电平uBtofftonT

截止截止iL第7章直流稳压电源单片脉宽调制式(外接开关功率管)7.3.2

集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器CW1524CW4960/4962一、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)第7章直流稳压电源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系列引脚排列第7章直流稳压电源防止寄生振荡外接复合管扩流产生振荡12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k

3k

5k

5k

5k

2k

50k

180

68

0.1

UIUOR00.1

F0.02

F0.01

F500

F(28

V)CW1524L0.9mHf0=1.15/R5C2=19.2kHz+5V2.5

V2.5

V+5V限流取样电阻(1

A)第7章直流稳压电源二、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(0

100%)最大输入电压：50

V输出电压：5.1

40

V连续可调最高工作频率：100

kHz额定输出电流：CW4960—2.5A(过流保护3.0

4.5A)CW4960—1.5A(过流保护2.5

3.5A)小散热片不用散热片第7章直流稳压电源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NCCW4962第7章直流稳压电源CW4960/4962应用电路220

FR115k

L150

H4962(4960)11(3)10(2)7(1)14(5)4(4)15(6)2(7)。。R2RPRTCPCTC1UIUO4.7k

+++220

F220

F/40VC2C34.3k

33nF2.2

F2.2nFV取样电阻500

10k

工作频率控制f=1/RTCT106kHz一般RT

=1

27k

CT

=1

3.3nF

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1

4.7

F第7章直流稳压电源7.4直流稳压电源的调整与测试第7章直流稳压电源第7章直流稳压电源一、特性指标1.输入电压及其变化范围2.输出电压及其可调范围3.额定输出电流及过流保护电流1.稳压系数

Sr稳压系数、电压调整率、电流调整率、输出电阻、温度系数、纹波电压及纹波抑制比7.4.1直流稳压电源的主要技术指标二、质量指标第7章直流稳压电源2.电压调整率SU或定义为：负载电流和温度不变，输入电压变化

10%时输出电压的变化量，单位mV。3.电流调整率SI

当输入电压和