《模拟电子技术基础与实验应用教程》第7章 直流稳压电路

第7章直流稳压电源本章小结7.1

单相整流滤波电路7.2线性集成稳压器7.3开关集成稳压电路7.4直流稳压电源的使用知识引入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本章重点桥式整流电容滤波电路及三端稳压器的应用第7章直流稳压电源7.1单相整流滤波电路7.1.1单相整流电路7.1.2滤波电路7.1.1单相整流电路一、半波整流电路tO

2

3

u2tO

2

3

uOtO

2

3

iD=iOtO

2

3

uDＶRL~220V+uｏ–u2iD+uD–电路点评电路结构简单，仅利用交流电的半个周期，电源利用率低，输出电压波动大，只适用要求不高的场合。V3RLV4V2V1u1u2+uo

ioRLV4V3V2V1+uo

u2u1二、桥式整流电路输入正半周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

3.参数估算1)

整流输出电压平均值2)

二极管平均电流3)

二极管最大反向压totototo

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD=iO电路点评电源利用率高，输出平均电压高，脉动成分小，应用广泛。4.简化画法+uo

RLio~+u2

~~把四只二极管封装在一起称为整流桥整流桥7.1.2滤波电路io+

uo=uc

RLV1V4V3V2

+u

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C2.波形及输出电压当RL=

时：OtuO

2

当RL

为有限值时：RL=

UO(AV)

电容滤波电路的使用滤波电容的选择电容滤波电路输出电压平均值UO(AV)会随负载电流的增加（即负载电阻RL减小）而减小，纹波电压也会随之增大，故适用于负载电流较小或负载电流基本不变的场合。[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。二、其他形式滤波1.电感滤波RLL~+u2

2.

型滤波L

C1RL~+u2

C2负载电流小时整流后的输出电压：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

C1、C2

对交流容抗小L对交流感抗很大第7章直流稳压电源7.2线性集成稳压器7.2.1稳压电路的主要技术指标7.2.2串联型稳压电路的工作原理7.2.3三端集成稳压器7.2.1直流稳压电路的主要技术指标一、特性指标（1）稳压系数

Sr二、质量指标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当负载电流和环境温度不变时，输出电压变相对化量与相应的输入电压相对变化量之比。（2）输出电阻RO（3）纹波电压及纹波抑制比SR叠加在直流输出电压上的交流电压，通常用有效值或峰值表示。其大小与负载电流有关，应在额定输出电流下测。输入纹波电压峰峰值与输出纹波电压峰峰值之比的分贝值。当输入电压和温度不变时，输出电压变化量与负载电流变化量之比。纹波电压纹波抑制比

SR

温度系数ST当输入电压和负载电流不变，温度变化所引起的输出电压相对变化量与温度变化量之比。电压调整率SU电流调整率SI当输入电压和温度不变，输出电流从0变化到最大时输出电压的相对变化量。

或定义为：恒温时，负载电流变化

10%时引起的输出电压变化量，单位mV。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。或定义为：7.2.2串联型稳压电路的工作原理8+Uo

+UI

RLVT+UCE

+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UoUFUB1IB1UCEUo

UB1稳压过程二、输出电压的调节范围8+Uo

+UI

R

2RLR

1R1UFUZR2RP7.2.3三端集成稳压器5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V1.型号及引脚排列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一、三端固定输出集成稳压器

78L

××/79L××—输出电流100mA

78M××/9M××—输出电流500mA

78××/79××—输出电流1.5A输出电压输出电流CW7800

系列(正电源)；CW7900系列(负电源)CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGNDCW7800++312CW790012_3_塑料封装金属封装3122.应用电路防止输入端短路时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Uo=12VW7812132C2++UiC1C30.33

F0.1

F100

FRL+W78

123CiC2+UO

+UI

+U

R1R2IQI1I2静态电流5

8mA基本应用电路提高输出电压电路要求：输出电压UO>U

输出正、负电压电路~24V~24V~220VW7815W79151233211000

F220

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

15V++++1000

F0.1F220

F13+UI=10V

W78052+UO

RRLIQIO0.1F0.33F10

电流源电路二、三端可调输出集成稳压器1.型号及引脚排列CW117/217/317系列(正电源)CW137/237/337系列(负电源)外形引脚CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ工作温度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C基准电压UREF=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1.5AUo

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R1=

UREF/

IQ=125

R2=

02.2k

时，1202.2kUO=

1.2524V2.基本应用电路静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL

开路时流过R10

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=0V3.输出可调集成线性直流稳压电源实例组成用以调节输出电压大小输出电压范围：1.5~30V1额定输出电流：1.5A2

3

4电源变压器、桥式整流、电容滤波、稳压电路和电源指示

5第7章直流稳压电源7.3开关集成稳压电路7.3.1开关稳压电路的特点及类型7.3.2开关稳压电路的基本工作原理7.3.3集成开关稳压器及其应用7.3.1开关稳压电路的特点及类型一、开关稳压电路的特点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）效率高(80%

90%)稳压范围宽对电网要求不高体积小、重量轻输出电压含较多高频成分对电子设备干扰较大开关稳压电路的优点开关稳压电路的缺点二、开关稳压电路类型按调整管与负载连接方式分串联型；并联型。控制方式脉冲宽度调制型（PWM）；脉冲频率调制型（PFM）；混合调制型。7.3.2开关稳压电路的基本工作原理调整管取样电路滤波续流+UI

+Uo

RLV1控制电路R1R2V2LC+uBuEiLIO=DUI—占空比OOOUOttOttuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)组成框图工作波形UOuF占空比↑UO+UI

+Uo

RLV1控制电路R1R2V2LC+uFuBuEiLIOUI稳压原理7.3.3集成开关稳压器及其应用*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)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)二、

CW4960/4962集成开关稳压器及应用组成功能慢起动、过流保护、过热保护占空比可调(0

100%)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

最大输入电压：50V输出电压：5.1

40V

最高工作频率：100kHz

定输出电流：CW4960—2.5A(过流保护3.0

4.5A)小散热片CW4960—1.5A(过流保护2.5

3.5A)不用散热片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NCCW4962CW4960/4962系列引脚图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

FCW4960/4962应用电路三、

CW2575/2576集成开关稳压器及应用12345CWUIUOGND反馈开关3.3V/5V/12V/15V/可调输出电压输出电流串联型，外部元件少，使用方便；振荡频率固定为52kHz；占空比可达98%；转换效率75%～88%。典型应用CW2575

—1A,

CW2576

—3A特性封装特性及封装固定输出可调输出工作频率越高，滤波电路LC数值减小，可减小体积和重量降低成本。但频率太高，功耗增大，电源的效率降低。通常开关频率大于20kHz.集成开关稳压器使用注意问题工作频率的确定

电路元器件的选择主回路的连线应尽可能短、粗，接地要良好，控制电路应被共地面积包围，信号地线与功率地线分开，并在输出一点接地，电感线圈应用铜箔屏蔽。结构上的考虑知识拓展第7章直流稳压电源7.4直流稳压电源的使用知识直流稳压电源的使用知识一、直流稳压电源的使用注意问题交流输入电压应符合要求1输出电压调节应缓慢进行，先调整好，再接入负载2输出负载电流不得超过额定值，输出端避免短路3更换交流熔断器应切断交流电源，不得任意扩大其容量4不用电源时应及时关断电