模电第十章演示文稿_8209188

清华大学王宏宝[e-mail]清华大学王宏宝[e-mail]10.1直流电源的组成及各部分的作用图10.1.1清华大学王宏宝[e-mail]10.2整流电源10.2.1整流电路的分析方法及基本参数一、工作原理图10.2.1图10.2.2清华大学王宏宝[e-mail]二、主要参数图10.2.31、输出电压平均值清华大学王宏宝[e-mail]2、负载电流平均值3、整流输出电压的脉动系数对于半波整流，可得清华大学王宏宝[e-mail]三、二极管的选择1、正向平均电流2、最大反向电压选择二极管的最大整流平均电流IF和最高反向工作电压UR时均应至少留有10％的余量。清华大学王宏宝[e-mail]10.2.2单相桥式整流电路一、单相桥式整流电路的组成图10.2.4图10.2.6图10.2.5清华大学王宏宝[e-mail]二、工作原理三、输出电压平均值UO(AV)和输出电流平均值IO(AV)清华大学王宏宝[e-mail]四、二极管的选择清华大学王宏宝[e-mail]图10.2.7是利用桥式整流电路实现正、负电源的电路；图10.2.8是三相桥式整流电路。图10.2.7图10.2.8清华大学王宏宝[e-mail]10.3滤波电路10.3.1电容滤波电路一、滤波原理图10.3.1图10.3.2清华大学王宏宝[e-mail]二、输出电压平均值按相似三角形关系可得:图10.3.3清华大学王宏宝[e-mail]当RL=∞时，UO(AV)=；当RLC=(3～5)T／2时三、脉动系数输出交流分量基波峰-峰值为(Uomax-Uomin)，而基波峰值为清华大学王宏宝[e-mail]所以，脉动系数为四、整流二极管的导通角图10.3.4清华大学王宏宝[e-mail]五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性图10.3.510.3.2倍压整流电路图10.3.6清华大学王宏宝[e-mail]多倍压整流电路图10.3.710.3.3其它形式的滤波电路一、电感滤波电路图10.3.8清华大学王宏宝[e-mail]如果电感的电阻为R，则输出电压平均值为输出电压的交流分量为二、复式滤波电路图10.3.9清华大学王宏宝[e-mail]三、各种滤波电路的比较电容电感LCRC、LC或πUO(AV)/U21.20.90.91.2θ小大大小适用场合小电流大电流适应性强小电流清华大学王宏宝[e-mail]10.4稳压二极管稳压电路10.4.1稳压管稳压电路的组成图10.4.1图10.4.2若保证，则输出电压就基本稳定。UO清华大学王宏宝[e-mail]10.4.2稳压原理电网电压↑→UI↑→UO(UZ)↑→IDZ↑→IR↑→UR↑UO↓电网电压↓→UI↓→UO(UZ)↓→IDZ↓→IR↓→UR↓UO↑RL↓→UO(UZ)↓→IDZ↓→IR↓→△IDZ≈－△ILIL￪→IR↑IR、UO基本不变清华大学王宏宝[e-mail]10.4.3稳压管稳压电路的性能指标稳压系数Sr和输出电阻Ro。图10.4.3清华大学王宏宝[e-mail]10.4.4电路参数的选择1、稳压电路输入电压UI的选择UI=(2～3)UO2、稳压管的选择UZ=UO;IZM－IZ＞ILmax－ILmin;IZM≥ILmax+IZ3、限流电阻R的选择清华大学王宏宝[e-mail]10.5串联型稳压电路10.5.1串联型稳压电路的工作原理一、基本调整管电路图10.5.1调整管的基极电位UB固定，当输出电压UO不稳时，引起UBE的变化，而UCE的变化和UBE的变化是反相的，因而能够使得输出电压UO基本保持不变。清华大学王宏宝[e-mail]二、具有放大环节的串联型稳压电路图10.5.21、电路构成2、稳压原理UO↑→UN↑→UB↓→UO↓UO↓→UN↓→UB￪→UO↑清华大学王宏宝[e-mail]3、输出电压的可调范围4、调整管的选择ICM＞IlmaxU(BR)CEO＞UImax－UominPCM＞Ilmax(UImax－Uomin)清华大学王宏宝[e-mail]三、串联型稳压电路的方框图图10.5.3图10.5.410.5.2集成稳压器中的基准电压电路和保护电路一、基准电压电路清华大学王宏宝[e-mail]图10.5.51、稳压管稳压电路UREF=UBE+UZ图10.5.72、能隙基准电压电路UREF=UBE3+I2R2≈UBE3+清华大学王宏宝[e-mail]上式中UBE的温度系数α为负值，且α=dUBE／dT=﹣(1.8～2.4)mV／K，Ugo为硅材料在0K时外推禁带宽度（能带间隙）的电压值，根据PN结的分析，其值为Ugo=1.205V所以，UBE3=Ugo+αTUREF=Ugo+αT+选择合适的系数，使上式的第二项和第三项互相抵消，则UREF=Ugo清华大学王宏宝[e-mail]二、保护电路1、过流保护电路图10.5.8图10.5.9限流型截流型清华大学王宏宝[e-mail]2、调整管的安全工作区保护电路图10.5.103、芯片过热保护电路图10.5.11清华大学王宏宝[e-mail]10.5.3集成稳压器电路一、W7800三端稳压器图10.5.12清华大学王宏宝[e-mail]=4Ugo=4.82V图10.5.13图10.5.14清华大学王宏宝[e-mail]二、W117三端稳压器图10.5.15UREF的典型值为1.25V清华大学王宏宝[e-mail]10.5.4三端稳压器的应用一、三端稳压器的外形和方框图图10.5.16(a)为金属封装，(b)为塑料封装。清华大学王宏宝[e-mail]二、W7800的应用1、基本应用电路图10.5.172、扩大输出电流的稳压电路图10.5.18))(1(maxImROaxIII清华大学王宏宝[e-mail]3、输出电压可调的稳压电源图10.5.19清华大学王宏宝[e-mail]输出电压可调的实用稳压电路图10.5.20设R1=R2=R3=300Ω，，则输出电压的调节范围为18～36V。清华大学王宏宝[e-mail]4、正、负输出稳压电路图105.21两只二极管起保护作用。当正或负电源未接入输入电压时，相应的二极管导通，使输出端嵌位在0.7V左右，从而保护其不至于损坏。清华大学王宏宝[e-mail]三、W117的应用1、基准电压源电路图10.5.221.25V1.5A2、典型应用电路图8.5.23清华大学王宏宝[e-mail]外加保护电路的W117典型应用电路图10.5.243、程序控制稳压电路清华大学王宏宝[e-mail]图10.5.25清华大学王宏宝[e-mail]10.6开关型稳压电路10.6.1开关型稳压电路的特点及分类一、特点无工频变压器，可直接从电网整流供电。功耗小、体积小、重量轻。特别适用于大功率且负载固定、输出电压调节范围不大的场合。二、分类按调整管与负载连接方式分为串联型和并联型；按控制方式分为脉冲宽度调制型（PWM）、脉冲频率调制型（PFM）和混合调制型；按调整管是否参与振荡分为自激式和它激式；按开关管的类型分为晶体管、VMOS管和晶闸管型。清华大学王宏宝[e-mail]10.6.2串联开关型稳压电路一、换能电路的基本原理图10.6.1图10.6.2UI为未经稳压的直流电压，T为调整管（开关管），L、C为滤波电路，D为续流二极管。清华大学王宏宝[e-mail]周期T=Ton+Toff，占空比q=Ton／T。二、串联开关型稳压电源的组成及工作原理图10.6.3IIOqUU)T/Ton(U清华大学王宏宝[e-mail]三、工作原理UO↑→UN1↑→uO1↓→q↓UO↓当UO减小时，与上述变化相反。图10.6.4图10.6.5清华大学王宏宝[e-mail]10.6.3并联开关型稳压电路图10.6.6图10.6.7图10.6.8清华大学王宏宝[e-mail]本章小结一、主要内容1、直流稳压电源由整流、滤波、稳压电路组成。2、整流电路有半波和全波两种。常用桥式电路。3、常有电容、电感和复式滤波电路，各有特点。4、稳压管稳压电路简单，但电流小，输出电压不可调。限流电阻是关键的元件。5、串联型稳压电源靠负反馈调节使输出电压稳定。基准电压的稳定性和负反馈深度影响输出电压的稳定性。集成稳压器是实用的稳压电路，通过外加电路可以扩大电流和电压。清华大学王宏宝[e-mail]二、教学要求1、正确了解各部分电路的组成和工作原理。2、掌握稳压管稳压电路和串联型稳压电路的定量估算。3、了解集成稳压器和开关型稳压电路的原理、特点和使用方法。6、开关型稳压电路中调整管工作在开关状态，因而功耗小，电路效率高。适用于输出电压调节范围小、对纹波要求不高的场合。