第九章集成稳压电源

一、直流稳压电源的组成和功能二、单相整流电路三、滤波电路四、稳压电路五、集成稳压电源第九章集成直流稳压电源•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。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§8.1单相整流滤波电路1、半波整流电路二极管导通，忽略二极管正向压降，uo=u2u1u2aTbDRLuo二极管截止,uo=0+–io+–u20时:u20时:一、单相整流电路单相半波整流电压波形u1u2aTbDRLuouDu2uouDt2340tUusin222设变压后输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io)：()2021tduUoo()021tdsint22U2245.02UUu1u2aTbDRLuouDioIo=Uo/RL=0.45U2/RLuo20t整流后的平均值为：二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：u1u2aTbDRLuouDiouD20tURM二极管上的平均电流：ID=IOURM=22U承受的最高反向电压:2、桥式全波整流电路u1u2TD3D2D1D4RLuo组成：由四个二极管组成桥路RLD1D3D2D4u2uou2uou20时D1,D4导通D2,D3截止电流通路:aD1RLD4bu20时D2,D3导通D1,D4截止电流通路:bD2RLD4a单相桥式整流电路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：RM22UUu2ttuD2,uD3uD1,uD4tuo集成硅整流桥u2uo+–~+~-+–oDII2122UURM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：选择整流管的主要依据：平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)。（选购时：二极管额定电流2ID)（选购时：最大反向电压2URM)二、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RLLRLC1.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u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL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近似估算:Uo=1.2U2Io=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22UURM一般取)53(TCRτL-(T:电源电压的周期)22、其它形式滤波电路：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§8.2线性集成稳压器1234CDZL~u2+UoRUZULUR一、硅稳压管稳压电路1、稳压电路：利用稳压二极管的反向击穿特性。2.稳压原理稳压过程：（1）负载RL值不变，交流电网电压波动时：LRZLOUUIIUUU2（2）电网电压不变，负载电流变化时：由于负载值变，而造成负载电流变：LRZLRLUUIIUUII1234CDZL~u2+UoRUZULUR稳压电阻稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大小有关。稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大，稳压性能越好。稳压电阻R的作用将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化，从而起到调节作用，同时R也是限流电阻。显然R的数值越大，较小IZ的变化就可引起足够大的VR变化，就可达到足够的稳压效果。但R的数值越大，就需要较大的输入电压VI值，损耗就要加大。二、串联型稳压电源RURUioRLU稳压思路为：利用UR来实现Uo基本不变。即：当（自动）ROUUOU当（自动）ROUUOU问题关键：用什么来代替R实现自动调整呢？串联型晶体管稳压电路：1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流滤波稳压负载（输出）+UI-取样电路调整管比较放大电路基准电压R1R2R1R2URoP//fU由R1R2Rp组成了分压器。（Rp可分为R1´和R2´）作用：将U0分压后的一部份取出送到T2晶体管的输入基极端。采样大小为：fpOURRRRRU2112)(当U0变化时Uf也随之变化。分析：（1）采样电路：1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流滤波稳压负载（输出）（2）基准电压电路：UZR3DZR3与DZ首先是电路的简单稳压电路。故UZ是不变的，称为基准电压。1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流滤波稳压负载（输出）（3）比较放大电路：T2BE2UUCE2由电路知UBE2=Uf—UZ并且UBE2变化是随着U0变化的。由于UBE2变化非常小，所以再利用T2放大后的UCE2送往T1管的基极。1234+R4T1T2UZR1R2R1R2RLR3CEUuRUo2CE1P//+-整流滤波稳压负载（输出）（4）调整电路：即自动电压调整电路。T1UCE1调整过程：当1111222BEBCEOBCCBEfOUIUUUUIUUU8+Uo-+UI-RLV1+UCE-UZUF串联型稳压电路：常用的集成三端稳压器的类型类型：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三、集成三端稳压器1端:输入端2端:公共端3端:输出端W7800系列稳压器外形及典型接线图123+_W7805UI+_Uo132CI0.1~1FCo1µF+10V+5V注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！1端:公共端2端:输入端3端:输出端W7900系列稳压器外形及典型接线图123–+W7905UI–+Uo231CI0.1~1FCo1µF-10V-5V应用电路：输出正、负电压的稳压电路IQR1R2输出电压可调的稳压电路I1I211RUIXXQIII12220RIUUXX21)(RIRUUQXXXX212)1(RIURRQXX如何消除IQ的影响呢？XXURRU)1(120作恒流源使用RIV5O