直流穩壓電源講稿（PPT49頁)(1)

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,直流穩壓電源,電子設計競賽培訓講座(1),1,1 直流穩壓電路的組成,2 整流電路,3 濾波電路,4 硅穩壓管穩壓電路,5 串聯型直流穩壓電路,6 集成穩壓電源,2,穩壓電源質量指標,輸出電壓,輸出電壓變化量,輸入調整因數,電壓調整率,穩壓系數,輸出電阻,溫度系數,3,1 直流穩壓電路的組成,一、直流穩壓電源的作用,將交流電網電壓轉換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。,二、組成,變壓器：,整流：,濾波：,穩壓：,4,三、引起電壓不穩定的原因,1、交流電網電壓的波動；,2、負載的變化（由于整流濾波電路存

2、在內阻）；,3、溫度的影響；,5,2 整流電路,單相,三相,二極管,可控硅,橋式,倍壓整流,半波,全波,把交流電壓轉變為直流脈動的電壓。,整流電路分類：,整流電路的任務：,6,一、單相半波整流電路,1、工作原理,i,D,u,2,t,u,o,t,設變壓器輸出電壓：u,2,=U,2,sint,u,1,u,2,u,o,R,L,+,則輸出電壓：,u,o,=,2、電路特點,優點：結構簡單，元件少。,缺點：輸出波形脈動大，利用率低,+,7,一、單相半波整流電路,u,o,=,3、電路分析,（1）輸出直流電壓：,（2）負載平均電流,（3）二極管所承受的最大反向電壓,（4）整流管平均整流電流=負載平均電流,4、

3、整流輸出電壓的脈動系數,8,二、單相全波整流電路,u,1,u,2,u,2,D,1,R,L,D,2,u,2,t,u,o,t,電路分析：,u,0,=,9,三、單相橋式整流電路,u,2,t,u,o,t,正確利用二極管的引導作用,u,1,u,2,R,L,u,0,=,10,3 濾波電路,幾種濾波電路,（,a）電容濾波電路,（,b）電感電容濾波電路（倒L型）,（,c）,型濾波電路,濾波電路的結構特點:,電容與負載,R,L,并聯，或電感與負載,R,L,串聯。,11,一、電容濾波電路,充電,放電,t,u,o,D,u,1,u,2,C R,L,u,o,i,0,1、空載時的情況,輸出電壓為 U,2,，二極管承受的最

4、高反向電壓U,RM,=2 U,2,2、接負載的情況,在工作過程中，二極管并非在整個半周內導電，按能量守恒的觀點，在較長時間內釋放的電荷等于在較短時間內沖得的電荷，所以充電電流較大。,3、結論,（1）二極管的導通角I,B2,，這樣，當I,B2,變化時取樣比n才能基本不變。,但R,1,、R,2,不能過小，過小的分壓電路，將浪費過多的電流，通常選擇I,1,（510）I,B2,。,（6）串聯型穩壓電路的基本組成,R,L,變壓器,整流,濾波,比較放大,基準電壓,取樣,調整管,交流輸入,30,二、帶有放大環節的穩壓電路,I,C1,T,1,R,C,I,R,I,b1,R,3,R,1,I,b2,I,1,U,I,

5、T,2,R,L,U,0,U,Z,R,2,3、討論,（7）電路的不足,流過穩壓管的電流隨U,0,而波動，使U,Z,不穩定，從而降低了穩壓精度，T,2,的發射極電流也會影響U,Z,。,當溫度變化時，由T,2,組成的放大環節將產生零點漂移，使U,0,穩定度變差。,當負載電流變化較大時，相應地要求調整管的基極電流也有較大的變化范圍，這部分電流要由放大管的集電極來提供，一般三極管不易達到這樣的要求。,輸出電壓固定，不能調節。,T,2,的C極電阻R,C,接至電路的不穩定的輸入端，U,I,的變化，通過R,C,加到T,1,的b極而被放大。,31,I,C1,T,1,R,C,I,R,I,b1,R,3,R,1,I,

6、b2,I,1,U,I,T,2,R,L,U,0,U,Z,R,2,三、提高穩壓電源性能的措施,1、改變取樣比以調節輸出電壓的范圍,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,顯然，調節R,w,，可改變取樣比，從而使輸出電壓U,0,得到調整。,或,32,三、提高穩壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,2、調整管采用復合管,例如：I,0,=1A，T,1,的=30，則I,B1,I,e,/=1A/30=33mA。,而T,2,的I,C2,約為12mA，因此，不能對T,1,進行有

7、效控制，這就得采用復合管。,設,1,=30，,2,=50，則,1,2,=1500,這時調整管的基極電流只需,33,三、提高穩壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,3、說明：,（1）若兩只管子組成的復合管還不能滿足要求，可用三只或四只管子組成復合管，但此時會產生穿透電流過大的問題。,（2）T,1,通常選用大功率管，為了充分利用管子，一般都加有散熱片。,兩只電阻起平衡作用,（3）在一個大功率管不能負擔輸出電流時，可采用兩管或多管并聯運用。,C,B,E,34,1.比較放大級采用差動放大器或集成運放,2.調整管采用復合三極管

8、,3.采用輔助電源(比較放大部分的電源),4.用恒流源負載代替集電極電阻以提高增益,5.內部加短路和過熱保護電路,R,C,T,1,T,2,U,Z,R,3,R,W,1,R,W,2,R,1,R,W,R,2,R,L,U,O,+,_,+,_,U,I,U,B,2,集成化,集成穩壓電源,三、提高穩壓電源性能的措施,3、說明：,（4）其它措施,35,三、提高穩壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,例：,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k

9、，R,C3,=2k,（1）要使R,w,滑到最下端時，U,0,=15v，R,w,應為多少？,（2）當R,w,滑到最上端時，此時的U,0,為多少？,（3）當U,0,=15v，I,0,=500mA時，求通過R,C3,的電流I,RC3,和流過穩壓管的電流I,Z,？,36,三、提高穩壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,例：,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,T,1,T,3,都工作于放大區，其中，T,1,、T,2

10、,組成復合管，其電流放大系數 =,1,2,=2050=1000,T,1,管的基極電位：U,B3,=U,Z,+U,BE3,=5.3v+0.7v=6V,調節R,w,的滑動端，可改變輸出U,0,，當R,w,的滑動端往下調，則T,2,管的基極電位U,B2,=U,I,I,RC3,R,C3,愈高，T,1,管的管壓降U,CE1,愈小，輸出電壓U,0,愈高。,反之，R,w,的滑動端往上調，U,0,愈低。,37,三、提高穩壓電源性能的措施,例：,當R,w,的滑動端往下調到最下端時，電路滿足,由此可解得：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3

11、,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,（1）要使R,w,滑到最下端時，U,0,=15v，R,w,應為多少？,38,當R,w,的滑動端往上調到最上端時，電路滿足,即,三、提高穩壓電源性能的措施,例：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,（2）當R,w,滑到最上端時，此時的U,0,為多少？

12、,39,（3）因T,1,、T,2,均工作于放大區，其發射結電壓均為0.7v左右，故通過R,C3,的電流,流過穩壓管的電流,I,Z,=I,R3,+I,E3,I,E3,I,C3,=I,RC3,I,B2,三、提高穩壓電源性能的措施,例：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,流過取樣電阻上的電流近似為（忽略I,B3,）,代入數值可得：I,B2,0.54mA，I,E3,=1.26mA，I,Z,=

13、11mA,40,6 集成穩壓電源,特點：體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉,內部電路：串聯型晶體管穩壓電路,類型：W7800系列 穩定正電壓,W7805 輸出+5V,W7809 輸出+9V,W7812 輸出+12V,W7815 輸出+15V,W7900系列 穩定負電壓,W7905 輸出-5V,W7909 輸出-9V,W7912 輸出-12V,W7915 輸出-15V,41,u,2,u,1,C,1,300,F,U,1,=220V,U,2,=8V,U,C1,=1.2 U,2,=9.6V,U,o,=5V,+,_,C,o,W7805,+,_,U,o,1,3,2,1,F,R,L,C,I,1,F,3、實

14、際應用接線圖,42,1,2,+,U,I,=10V,W78,05,3,+,U,O,R,R,L,I,Q,I,O,0.1,F,0.33,F,10,恒流源電路,43,三端可調輸出集成穩壓器型號命名,CW117/217/317,系列,(正電源),CW137/237/337,系列,(負電源),工作溫度,CW117,(,137,),-,55,150C,CW217,(,237,),-,25,150C,CW317,(,337,),0,125C,44,基準電壓,1.25 V,輸出電流,L 型,輸出電流 100 mA,M,型 輸出電流 500 mA,45,基本應用電路,U,o,CW317,1,2,3,C,2,+,+

15、,U,i,C,1,C,3,0.1,F,10,F,33,F,R,1,R,2,C,4,I,O,I,Q,I,I,REF,0.1,F,V,1,V,2,V,1,防止輸入端短路時,C,4,反向放電損壞穩壓器,V,2,防止輸出端短路時,C,2,通,過調整端放電損壞穩壓器,120,2.2 k,46,R,1,=,U,REF,/,I,Q,=125,靜態電流,I,Q,(,約10 mA,),從輸出端流出，,R,L,開路時流過,R,1,R,2,=,0,2.2 k,時，,U,O,=,1.25,24 V,47,0,30 V 連續可調電路,U,o,CW317,1,2,3,+,+,U,i,C,1,0.33,F,10,F,R,1,R,2,C,3,1,F,V,C,2,R,3,+,3,k,120,680,+32,V,10,V,A,U,A,=,1.25 V,當,R,2,=,0,時，,U,O,=,0 V,48,可調輸出集成穩壓器,恒流源電路,2,3,+,U,I,CW317,1,R,R,L,I,ADJ,I,O,0.1,F,R 從120到0.8歐,其輸出電流I,O,為10mA到1.5A,1.25V,50uA,49,