
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文档简介
直流稳压电源电子技术实践基础2024/12/2直流稳压电源电子技术实践基础电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。一.直流稳压电源的组成和功能整流电路滤波电路稳压电路整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo直流稳压电源电子技术实践基础OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动电压合适的交流电压滤波稳压直流稳压电源电子技术实践基础单相三相二极管可控硅桥式倍压整流半波全波本课主要介绍:单相半波整流,单相全波整流,单相桥式整流把交流电压转变为直流脉动的电压。整流电路分类:整流电路的任务:直流稳压电源电子技术实践基础二.单相整流电路1.单相半波整流电路二极管导通,忽略二极管正向压降,
uo=u2u1u2aTbDRLuo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,uo=0+–io+–u2>0时:u2<0时:直流稳压电源电子技术实践基础单相半波整流电压波形u1u2aTbDRLuouDu2uouD
t
2340直流稳压电源电子技术实践基础输出电压平均值(Uo),输出电流平均值(Io):()ò=pwp2021tduUoo=()òpwp
021tdsinwt22U=p2245.02UU=u1u2aTbDRLuouDioIo=Uo/RL=0.45U2/RL
uo
20tUo=0.45U2直流稳压电源电子技术实践基础二极管上的平均电流及承受的最高反向电压:u1u2aTbDRLuouDiouD
20tUDRM二极管上的平均电流:ID=IOUDRM=22U承受的最高反向电压:直流稳压电源电子技术实践基础2.单相全波整流电路u1u2aTbD1RLuoD2u2io+–+–原理:+–+–变压器副边中心抽头,感应出两个相等的电压u2当u2正半周时,D1导通,D2截止。当u2负半周时,D2导通,D1截止。直流稳压电源电子技术实践基础u1u2aTbD1RLuoD2u2io单相全波整流电压波形u2uouD1
t
2340uD2+–+–0~:uD2=2u2+忽略二极管正向压降直流稳压电源电子技术实践基础输出电压平均值(Uo),输出电流平均值(Io):u1u2aTbD1RLuoD2u2iouo
20t()ò=pwp
01tduUoo=()òpwp
01tdsinwt22U=p229.02UU=2Io=Uo/RL=0.9U2/RL
Uo=0.9U2直流稳压电源电子技术实践基础二极管上的平均电流及承受的最高反向电压:u1u2aTbD1RLuoD2u2io二极管上的平均电流:oDII21=uD
20tDRM22UU=2二极管承受的最高反向电压:直流稳压电源电子技术实践基础3.单相桥式整流电路u1u2TD3D2D1D4RLuo组成:由四个二极管组成桥路RLD1D3D2D4u2uou2uo直流稳压电源电子技术实践基础+–u1u2TD3D2D1D4RLuou2正半周时电流通路D1、D4导通,D2、D3截止直流稳压电源电子技术实践基础-+u0u1u2TD3D2D1D4RLu2负半周时电流通路D2、D3导通,D1、D4截止直流稳压电源电子技术实践基础u2>0时D1,D4导通D2,D3截止电流通路:a
D1
RL
D4bu2<0时D2,D3导通D1,D4截止电流通路:b
D2
RL
D4a输出波形及二极管上电压波形u2D3D2D1D4RLuoab整流输出电压平均值:
Uo=0.9U2负载电流平均值:Io=Uo/RL=0.9U2/RL
二极管平均电流:ID=Io/2二极管最大反向电压:DRM22UU=u2uD2,uD3uD1,uD4uo直流稳压电源电子技术实践基础集成硅整流桥:u2uo+
–
直流稳压电源电子技术实践基础4.整流电路的主要参数
负载电压Uo的平均值为:()ò=πootduπU2021w负载上的(平均)电流:LoRUIo=(1)整流输出电压的平均值uo
20t直流稳压电源电子技术实践基础
S定义:整流输出电压的基波峰值Uo1M与Uo平均值之比。S越小越好。(2).脉动系数S用傅氏级数对全波整流的输出uo
分解后可得:uo
20t基波基波峰值输出电压平均值直流稳压电源电子技术实践基础平均电流(ID)与反向峰值电压(UDRM)是选择整流管的主要依据。oDII21=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:(3)二极管平均电流与反向峰值电压(选购时:二极管额定电流
2ID)(选购时:最大反向电压
2URM)直流稳压电源电子技术实践基础三.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。交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压RLLRLC直流稳压电源电子技术实践基础1.电容滤波电路以单向桥式整流电容滤波为例进行分析,其电路如图所示。(1)电容滤波原理a桥式整流电容滤波电路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC直流稳压电源电子技术实践基础RL未接入时(忽略整流电路内阻)u2tuot设t1时刻接通电源t1整流电路为电容充电充电结束没有电容时的输出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCuc直流稳压电源电子技术实践基础RL接入(且RLC较大)时(忽略整流电路内阻)u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCu2tuot无滤波电容时的波形加入滤波电容时的波形直流稳压电源电子技术实践基础uotu2上升,u2大于电容上的电压uc,u2对电容充电,uo=uc
u2u2下降,u2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,uc按指数规律下降,时间常数
=RLC直流稳压电源电子技术实践基础u2tuot只有整流电路输出电压大于uc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u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC直流稳压电源电子技术实践基础u2tuot电容充电时,电容电压滞后于u2。RLC越小,输出电压越低。u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL接入(且RLC较大)时
(考虑整流电路内阻)直流稳压电源电子技术实践基础一般取)105(TCRτL-³=(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=(1.2~1.4)U2Io=Uo/RL(b)流过二极管瞬时电流很大RLC越大
Uo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(2)电容滤波电路的特点(a)输出电压平均值Uo与时间常数RLC有关RLC愈大
电容器放电愈慢
Uo(平均值)愈大(c)二极管承受的最高反向电压直流稳压电源电子技术实践基础2.电感滤波电路电路结构: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。u2u1RLLuo适于大电流负载!直流稳压电源电子技术实践基础电感滤波原理对谐波分量:
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。Uo=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时,输出平均电压约为:u2u1RLLuo对直流分量:
XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上直流稳压电源电子技术实践基础3.RC–
型滤波器改善滤波特性的方法:采取多级滤波uoRu2u1C1C2uo1´RLRC–
型滤波器将RC–
型滤波器中的电阻换为电感,变为LC–
型滤波器直流稳压电源电子技术实践基础分析时的两个要点:设①负载开路,②电路进入稳态。u2负半周,u2加C1上电压对C2充电:P→D2→C2→A,最终u2正半周C1充电:A→D1→C1→B,最终P附:倍压整流电路直流稳压电源电子技术实践基础四.稳压电路稳压电路的作用: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直流稳压电源电子技术实践基础稳压电源类型:以下主要讨论线性稳压电路。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。效率较高,目前应用的也比较广泛。直流稳压电源电子技术实践基础1.稳压电路的主要性能指标(1)稳压系数S(越小越好)
稳压系数S反映电网电压波动时对稳压电路的影响。定义为当负载固定时,输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。(2)输出电阻Ro(越小越好)
输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。质量指标直流稳压电源电子技术实践基础(5)输出电压Uo及其调节范围(4)额定输出电流Io输出电压纹波因数(3)电压纹波因数是直流稳压电源的重要品质指标之一。定义为输出电压交流成分有效值(纹波电压)uo与输出电压平均值之比。性能指标(6)输入电压Ui及其变化范围直流稳压电源电子技术实践基础2.稳压管稳压电路稳定电压UZ:稳压管的击穿电压稳定电流IZ:使稳压管工作在稳压状态的最小电流最大耗散功率PZM:允许的最大功率,PZM=IZMUZ动态电阻rz:工作在稳压状态时,rz=ΔU/ΔI(1).稳压管的伏安特性和主要参数伏安特性符号等效电路直流稳压电源电子技术实践基础(2).稳压管稳压电路的工作原理直流稳压电源电子技术实践基础(3).稳压管稳压电路的主要指标(a)输出电压UO=UZ(b)输出电流IZmax-IZmin≤IZM-IZ(c)稳压系数(d)输出电阻(4).特点:简单易行,稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。直流稳压电源电子技术实践基础(5).稳压管稳压电路的设计(1)UI的选择UI=(2~3)UZ(2)稳压管的选择UZ=UO
IZM-IZ>ILmax-ILmin(3)限流电阻的选择保证稳压管既稳压又不损坏。电网电压最低且负载电流最大时,稳压管的电流最小。电网电压最高且负载电流最小时,稳压管的电流最大。为减小Sr,取值矛盾!直流稳压电源电子技术实践基础讨论:稳压管稳压电路的设计依次选择稳压管、UI、R、C、U2、二极管1.输出电压、负载电流→稳压管2.输出电压→UI3.输出电压、负载电流、稳压管电流、UI→R4.UI、R→滤波电路的等效负载电阻→C5.UI→U26.U2、R中电流→整流二极管已知输出电压为6V,负载电流为0~30mA。试求图示电路的参数。直流稳压电源电子技术实践基础为了使稳压管稳压电路输出大电流,需要加晶体管放大。稳压原理:电路引入电压负反馈,稳定输出电压。3、基本调整管稳压电路
不管什么原因引起UO变化,都将通过UCE的调节使UO稳定,故称晶体管为调整管。
若要提高电路的稳压性能,则应加深电路的负反馈,即提高放大电路的放大倍数。直流稳压电源电子技术实践基础4.串联反馈式稳压电路(1)电路结构的一般形式串联式稳压电路的组成:(1)基准电压;(2)比较放大;(3)输出电压取样电路;(4)调整元件UOT+_UI比较放大基准电压Uo取样URFUORL调整元件+–+–直流稳压电源电子技术实践基础
因调整管与负载接成射极输出器形式,为深度串联电压负反馈,故称之为:
串联反馈式稳压电路。若因输入电压变化或负载变化而使UO加大,比较放大电路使UB1变小,从而使UO降低.UOT1+_UI比较放大基准电压Uo取样URFUORL调整元件+–+–UB1+UIUoRLR3比较放大直流稳压电源电子技术实践基础T1调整管R3、T2比较放大R1、RW、R2采样电阻R、UZ基准电压(2)一种实际的串联式稳压电源R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2直流稳压电源电子技术实践基础稳压原理UoUB2UBE2=(UB2-UZ)UC2(UB1)Uo当UI增加或输出电流减小使Uo升高时R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2UC2(UB1)直流稳压电源电子技术实践基础(3)输出电压的确定和调节范围因为:OU2BEZUU+22WRR+21WRRR++=()22221BEZWWOUURRRRRU++++=所以:2221ZWWURRRRR+++=忽略UBE2R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2直流稳压电源电子技术实践基础例:UI=18V,UZ=4V,R1=R2=RW=4.7k,求输出电压的调节范围。R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2221ZWWOminURRRRRU+++=
4=6V4.74.7++=4.74.7+4.7221ZWOmaxURRRRU++=
4=12V4.74.7++=4.74.7直流稳压电源电子技术实践基础(4)实际的稳压电源采取的改进措施1.比较放大级采用差动放大器或集成运放2.调整管采用复合三极管3.采用辅助电源(比较放大部分的电源)4.用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益5.内部加短路和过热保护电路R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2集成化集成稳压电源直流稳压电源电子技术实践基础1.稳压原理:若由于某种原因使UO增大2.输出电压的调节范围同相比例运算电路则UO↑→UN↑→UB↓→UO↓5、具有集成放大环节的串联型稳压电路直流稳压电源电子技术实践基础集成运放的串联型稳压电路分析调整管取样电阻调整管:是电路的核心,UCE随UI和负载产生变化以稳定UO。比较放大基准电压基准电压:是UO的参考电压。取样电阻:对UO的取样,与基准电压共同决定UO。比较放大:将UO的取样电压与基准电压比较后放大,决定电路的稳压性能。直流稳压电源电子技术实践基础串联型稳压电源中调整管的选择IEmax=IR1+ILmax≈ILmax<ICMUCEmax=UImax-UOmin<U(BR)CEO
PTmax=IEmaxUCEmax<PCM根据极限参数ICM、U(BR)CEO、PCM选择调整管!应考虑电网电压的波动和负载电流的变化!直流稳压电源电子技术实践基础讨论一:对于基本串联型稳压电源的讨论3.若电网电压波动±10%,UI为28V,UO为10V~20V;晶体管的电流放大系数为50,PCM=5W,ICM=1A;集成运放最大输出电流为10mA,则最大负载电流约为多少?1.若UO为10V~20V,R1=R3=1kΩ,则R3和UZ各为多少?2.若电网电压波动±10%,UO为10V~20V,UCES=3V,UI至少选取多少伏?0.9U2>UOmax+UCES
应取几个极限值求出的负载电流最大值中最小的那个作为电源的性能指标——最大负载电流直流稳压电源电子技术实践基础讨论二:关于实用串联型稳压电源的讨论1.标出集成运放的同相输入端和反相输入端;2.电路由哪些部分组成?3.UI=21V,R1=R2=R3=300Ω,UZ=6V,UCES=3V,UO=?4.如何选取R’和R?限流型过流保护电路输出电流取样电阻直流稳压电源电子技术实践基础讨论三:关于实用串联型稳压电源的讨论5.取样电阻的取值应大些还是小些,为什么?它们有上限值吗?6.若电路输出纹波电压很大,则其原因最大的可能性是什么?7.根据图中过流保护电路的原理组成一种限流型过流保护电路。其电流应大于调整管的穿透电流电路可能产生了自激振荡直流稳压电源电子技术实践基础五.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:三端固定输出、三端可调输出直流稳压电源电子技术实践基础封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7800++213CW790013_2_塑料封装金属封装1.三端固定输出集成稳压器直流稳压电源电子技术实践基础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直流稳压电源电子技术实践基础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
直流稳压电源电子技术实践基础基本应用电路Uo=12VW7812123C2++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CW7800的内部结构和基本应用电路注意:输入与输出端之间的电压不得低于3V!直流稳压电源电子技术实践基础集成稳压电源应用电路u2u1C1300µFU1=220VU2=8VUC1=1.2U2=9.6VUo=5V+_CoW7805+_Uo1321µFRLCI1
F1.参考应用电路直流稳压电源电子技术实践基础2.输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151323211000
F220
F0.33F0.33F0.1F+15V
15V++++1000
F0.1F220
F直流稳压电源电子技术实践基础3.恒流源电路12+UI=10V
W78053+UO
RRLIQIO0.1F0.33F10
直流稳压电源电子技术实践基础2.三端可调输出集成稳压器A、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直流稳压电源电子技术实践基础B、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直流稳压电源电子技术实践基础基本应用电路Uo
CW317123C2++UiC1C30.1
F10
F33
FR1R2C4IOIQIIREF0.1
FV1V2UREF=1.25V使UREF很稳定120IREF
50
A2.2kV1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直流稳压电源电子技术实践基础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,UO=
1.2524V直流稳压电源电子技术实践基础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直流稳压电源电子技术实践基础第二部分开关式直流稳压电源
引言1.开关稳压电源的基本工作原理2.集成开关稳压器及其应用直流稳压电源电子技术实践基础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)降低调整管功耗直流稳压电源电子技术实践基础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直流稳压电源电子技术实践基础构成开关型稳压电源的基本思路:
将交流电经变压器、整流滤波得到直流电压↓控制调整管按一定频率开关,得到矩形波↓滤波,得到直流电压引入负反馈,控制占空比,使输出电压稳定。AC→DC→AC→DC直流稳压电源电子技术实践基础直流稳压电源电子技术实践基础开关电源基本电路框图
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。直流稳压电源电子技术实践基础开关电源基本电路框图
控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。直流稳压电源电子技术实践基础调宽式开关稳压电源的基本原理
开关式稳压电源按控制方式分为调宽式PWM和调频式PFM两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
当Um与T不变时,直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。
直流稳压电源电子技术实践基础开关稳压电源的分类根据电源部分是否要与输入电源隔离对于不隔离式开关电源,大体上有降压(buck)、升压(boost)、极性反转(负输出,降升压buck-boost)、斩波(cuck)3种类型。对于隔离式开关电源,分正激、反激、半桥、全桥、推挽5种类型。
直流稳压电源电子技术实践基础T截止,D导通,uE≈-UD;L释放能量,C放电。T、D均工作在开关状态。T饱和导通,D截止,uE≈UI;L储能,C充电。uB=UH时uB=UL时1.电路组成及工作原理(一)、串联型开关稳压电路(BUCK降压型)一.非隔离式开关稳压电源原理直流稳压电源电子技术实践基础2.波形分析及输出电压平均值关键技术:大功率高频管,高质量磁性材料稳压原理:若某种原因使输出电压升高,则应减小占空比。直流稳压电源电子技术实践基础3.稳压原理脉冲宽度调制式:PWM电路作用:
UO↑→Ton↓→δ↓→UO↓其它控制方式:PFM脉冲频率调制式:UO↑→T↑(脉宽不变)→δ↓→UO↓混合调制式:UO↑→T↑Ton
↓→δ↓→UO↓在串联开关型稳压电路中UO<UI,故为降压型电路。直流稳压电源电子技术实践基础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串联型开关稳压电路直流稳压电源电子技术实践基础工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)直流稳压电源电子技术实践基础+UI
V1LuEIO+Uo
RL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比直流稳压电源电子技术实践基础+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
为预定标称值直流稳压电源电子技术实践基础(二)、并联开关型稳压电路(BOOST升压型)T截止,L产生感生电动势,D导通;UI与L所产生的感生电动势相加对C充电。T饱和导通,L储能,D截止,C对负载放电。uB=UH时uB=UL时
要研究调整管在饱和导通和截止状态下电路的工作情况。1.工作原理直流稳压电源电子技术实践基础2.输出电压只有L足够大,才能升压;只有C足够大,输出电压交流分量才足够小!在周期不变的情况下,uB占空比越大,输出电压平均值越高。+-+-直流稳压电源电子技术实践基础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直流稳压电源电子技术实践基础二.隔离式开关稳压电源原理1.单端反激式开关电源
开关管VT1导通时,高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。开关管VT1截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1整流和电容C滤波后向负载输出。反激式是磁性元件T在前半周储能,后半周期传递能量。直流稳压电源电子技术实践基础
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20-100W,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。单端反激式开关电源使用的开关管VT1承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍(电源电压与反激电压之和),工作频率在20-200kHz之间。一般220V整流后开关管要选用耐压700V以上的功率管。1.单端反激式开关电源
直流稳压电源电子技术实践基础2.单端正激式开关电源
开关管VT1截止时,电感L通过续流二极管VD3继续向负载释放能量。
正激式是在前半周期直接传递能量,后半周期泄放磁场。若磁场泄放不掉,则后面的周期中会因磁饱和而烧毁功率器。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。
电路中还设有钳位线圈与二极管VD2,它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。
开关管VT1导通时,VD2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;直流稳压电源电子技术实践基础3.自激式开关稳压电源
利用间歇振荡电路组成的开关电源
当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流,使VT1开始导通,其集电极电流Ic在L1中线性增长,在L2中感应出使VT1基极为正,发射极为负的正反馈电压,使VT1很快饱和。与此同时,感应电压给C1充电,随着C1充电电压的增高,VT1基极电位逐渐变低,致使VT1退出饱和区,Ic开始减小,在L2中感应出使VT1基极为负、发射极为正的电压,使VT1迅速截止,这时二极管VD1导通,高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。
在VT1截止时,L2中没有感应电压,直流供电输人电压又经R1给C1反向充电,逐渐提高VT1基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。直流稳压电源电子技术实践基础3.自激式开关稳压电源
自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作用,也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态,具有输入和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源,亦适用于小功率电源。直流稳压电源电子技术实践基础4.推挽式开关电源
属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器T次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。
这种电路的优点是两个开关管容易驱动,主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大,一般在100-500W范围内。
直流稳压电源电子技术实践基础单片脉宽调制式(外接开关功率管)CW1524三.集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器
CW4960/4962一、CW1524/2524/3524(区别在于温度范围)参数: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)组成:直流稳压电源电子技术实践基础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系列引脚排列直流稳压电源电子技术实践基础防止寄生振荡外接复合管扩流产生振荡12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k
3k
5k
5k
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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)直流稳
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