武汉理工大学模电课件11电源电信

11 直流稳压电源(P288),11.3 串联型稳压电路,11.5 直流开关式稳压电路,基本要求: 1 掌握单相桥式整流电容滤波电路的工作原理及分析计算 2 掌握带放大器的串联反馈式稳压电路的稳压原理 3 熟悉三端集成稳压电源的使用方法及应用 4 掌握完整直流稳压电源的基本构成。,作业P319: 仿真：7(10.2.3)，10(10.4.1)、12(4.3)、13(4.4),14,11.1 小功率整流滤波电路,11.2 稳压管稳压电路,11.4 集成稳压器及其应用,滤波,整流,稳压,变压器,电网电压,负 载,组成框图,直流稳压电源的作用,将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。,220 V,单向(直流)脉动电压,降压：合适的交流电压,滤除脉动:平滑直流,引言,进一步消除纹波,1) 半波整流电路,11.1.1 单相整流电路,11.1 小功率整流滤波电路(P288),u2的正半周，D导通， uO= u2 。,u2的负半周，D截止， uO=0。,+ -,+ u2 _,- +,选用二极管时，二极管的极限参数应满足：,2）单相桥式全波整流电路,11.1.1 单相整流电路,工作原理,+,-,-,+,把四只二极管封装在一起称为整流桥,3)纹波系数,2)VL和IL,4)平均整流电流,5)最大反向电压,11.1.1 单相整流电路,3) 倍压整流电路,二倍压整流,适用于高电压、小电流的直流电压的场合。,多倍压整流,11.1.1 单相整流电路,几种滤波电路,11.1.2 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。,电容滤波电路,充电,空载,空载,接负载,接负载,放电,D导通时,D1D3导通,D2D4导通,(1/25)RL,D截止时,接入负载时，假设VC(0)=0, V2VC, D导通 C充电,当V2VC, D又导通 C充电,二极管的选用要求同半波整流。,11.1.2 滤波电路,电容滤波的特点,A. 二极管的导电角 ，,流过二极管的瞬时电流很大。,B. 负载直流平均电压 VL 随d = RLC 的增加而增大。,C. 直流电压 VL 随负载电流增加而减少,故常串入一个限流电阻(1/25)RL。,电容滤波电路适用于负载电流变化不大，负载整流电压较高的场合。,当 RL = 时：,当 RL 为有限值时：,一般取，VO = 1.2V2,仿真,11.1.2 滤波电路,电感滤波电路,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）外特性平坦，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。,(2)导通角=，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,11.1.2 滤波电路,电感滤波电路,特点：,(4)缺点：体积大，成本高，输出电压稍低 (5)为了提高滤波效果，常采用倒L型滤波电路,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。,适合于低电压、大电流的滤波。,11.1.2 滤波电路,例:电路如图所示，若要求VO=25V，IL=200mA ，若电路存在错误，请改正之，并求： (1)VO是正还是负值？标出VO，VC的电压极性。(依据？) (2)当RLC(35)T/2时，V2的有效值约为多少？(Vo与V2的关系) (3)每个二极管流过的电流和承受的最大反向电压为多大？ (4)若其中一个二极管烧断，VO=？若其中一个二极管短路，电路能否正常工作？为什么？ (5)若电路中电容断开或短路，电路将出现什么样的工作情况？,解：无错 (1) VO为正 VO=1.2V2， V2=25/1.2=20.8V (3) ID=(1/2)IL= 100mA，,11.1.2 滤波电路,解：(4) 半波整流滤波，VO=V2=20.8V；若其中一个二极管短路，电路不能正常工作，变压器短路，会烧坏。 (5) 若电容断开，无滤波， VL=0.9V2=18.7V,例:电路如图所示，若要求VO=25V，IL=200mA ，若电路存在错误，请改正之，并求： (1)VO是正还是负值？标出VO，VC的电压极性。 (2)当RLC（35）T/2时，V2的有效值约为多少？ (3)每个二极管流过的电流和承受的最大反向电压为多大？ (4)若其中一个二极管烧断，VO=？若其中一个二极管短路，电路能否正常工作？为什么？ (5)若电路中电容断开或短路，电路将出现什么样的工作情况？,11.1.2 滤波电路,1） 输出电压 2） 输出电流,11.2 稳压管稳压电路,11.2.1 稳压电路的性能指标,4） 输出电阻 表明负载电流变化时电路的稳压性能。 在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变化量之比。,3） 稳压系数 表明电网电压波动时电路的稳压性能。在负载电流不变时，输出电压相对变化量与输入电压变化量之比。,输出电压变化量,6）输入调整因数,7）电压调整率,8) 温度系数,5） 纹波电压 测试出输出电压的交流分量。,11.2.1 稳压电路的性能指标,11.2.2 稳压管稳压电路,稳压原理：,11.2.3 稳压管稳压电路的参数计算,（1）稳压管的选择 UZUO IZMIZ ILmax ILmin （2）UI的选择 UI（23）UZ （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。,11.2.3 稳压管稳压电路的参数计算,稳压管稳压电路的设计思路,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UI 3. 输出电压、负载电流、稳压管电流、 UI R 4. UI 、 R 滤波电路的等效负载电阻C 5. UI U2 6. U2、 R中电流整流二极管,已知输出电压，负载电流。选择电路中有关器件。,基本结构：,11.3 串联型稳压电路,思路：为使输出电压保持稳定，当输入电压增加时，可以增大电阻阻值，使电压增量都降在R上。,11.3.1 串联型稳压电路原理,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,11.3.2 串联型反馈式稳压电路,工作原理,(+),(+),(+),(+),输入电压波动,负载电流变化,输出电压变化,电压串联负反馈,输出电压,（满足深度负反馈 ）,2. 输出电压的调节范围,VI,11.4 集成稳压器及其应用(P307),CW78xx 系列(正电源),CW79xx 系列(负电源),5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V,型号：,输出电流,78L ×× / 79L ×× 输出电流 100 mA,78M×× / 9M×× 输出电流 500 mA,78 ×× / 79 ×× 输出电流 1.5 A,输出电压,例如：,CW78M05 输出 5 V，最大电流 0.5 A,封装,塑料封装,金属封装,内部基本组成,符号,11.4 集成稳压器及其应用,10.2.3 三端集成稳压器,1）输出电压固定的三端集成稳压器 （正电压 78 、负电压 79 ）,2） 可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压LM337 ）,三端：输入电压端、输出电压端和调整端,外接2个调整元件就可改变输出稳压值,VI,VO,adj,11.4 集成稳压器及其应用,固定式应用举例,防止输入端短路时 C3 反向放电损坏稳压器,减小输入端引入的低频干扰,输入输出压差23V,11.4 集成稳压器及其应用,固定式应用举例,扩大输出电流电路,正常时,T2、T3截止,IO过流IO1增加,R3上压降增加,T3导通，T2趋于饱和,VBE1减小，IC1减小,保护了T1,11.2.3 三端集成稳压器,可调式应用举例,11.2.3 三端集成稳压器,可调式应用举例,11.2.3 三端集成稳压器,