大学课件 模拟电子技术 chapt09

模拟电子技术第九章直流电源9.2单相整流9.5串联稳压电路小结9.4稳压二极管稳压电路9.1概述9.3滤波电路*9.6开关集成稳压电源第九章直流电流模拟电子技术9.1概述滤波整流稳压变压交流电源负载组成框图Otu220VOtu合适的交流电压Otu单向脉动电压Otu滤波Otu稳压9.1概述模拟电子技术9.2单相整流9.2.2单相桥式全波整流电路9.2.1单相半波整流电路9.2单相整流模拟电子技术9.2.1单相半波整流电路)sin(222tUutO23u222UtO23uO22U02O(av))(d)sin(221ttUU245.0UtO23iD=iOtO23uD22U2RM2UUL2O(AV)D45.0RUIIDRL~220V+uｏ–u2iD+uD–9.2.1单相半波整流电模拟电子技术D3RLD4D2D1u1u2ioRLD4D3D2D1u2u1输入正半周1.工作原理输入负半周+uo9.2.2单相桥式全波整流电路+uo9.2.2单相桥式全波整流电路1模拟电子技术2.波形tOtOtOtO2323Im2233uOu2uDiD=iO22U22UU29.2.2单相桥式全波整流电路2模拟电子技术3.参数估算1)整流输出电压平均值)(d)sin(210O(AV)ttUU229.022UU2)二极管平均电流LO(AV)O(AV)D221RUIIL245.0RU3)二极管最大反向压2RM2UUtotototo2323Im2233uOu2uDiD=iO22U22UU29.2.2单相桥式全波整流电路3模拟电子技术4.简化画法+uoRLio~+u25.整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~9.2.2单相桥式全波整流电路4模拟电子技术io+uo=ucRLD1D4D3D2+u9.3滤波电路一、电容滤波1.电路和工作原理C9.3滤波电路1模拟电子技术io+uo=ucRLD1D4D3D2+uD导通时给C充电，D截止时C向RL放电；滤波后uo的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电C9.3电容滤波2模拟电子技术2.波形及输出电压2O2UU当RL=时：OtuO222U当RL为有限值时：2O229.0UUU通常取RC越大UO越大2)5~3(LTCRRL=为获得良好滤波效果，一般取：(T为输入交流电压的周期)UO=1.2U29.3电容滤波3模拟电子技术[例1]单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=40，要求直流输出电压UO（AV）=20V，选择整流二极管及滤波电容。[解]1.选二极管V172.1202.1O(AV)2UU电流平均值：A0.254020212121LO(AV)O(AV)DRUII承受最高反压：V2422RMUU9.3电容滤波4模拟电子技术2RM2UU选二极管应满足：IF(23)ID可选：2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或1A、100V整流桥2.选滤波电容s02.05011fTs04.024LTCR取F000140s0.04C可选：1000F，耐压50V的电解电容。9.3电容滤波5模拟电子技术二、其他形式滤波1.电感滤波RLL~+u2整流后的输出电压：直流分量被电感L短路交流分量主要降在L上电感越大，滤波效果越好其他形式滤波-电感滤波模拟电子技术2.型滤波LC1RL~+u2C2C1、C2对交流容抗小L对交流感抗很大负载电流小时型滤波模拟电子技术9.4稳压二极管稳压电路一、电路的组成与工作原理9.4稳压二极管稳压电路1模拟电子技术二、稳压电路的性能指标与参数选择见P4239.4稳压二极管稳压电路2模拟电子技术9.5串联型稳压电路9.5.2三端固定集成稳压器9.5.1串联型稳压电路的工作原理9.5.3三端可调输出集成稳压器9.5串联型稳压电路模拟电子技术Uo+UIRLT1+UCE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9.5.1串联型稳压电路的工作原理+UI取样电路调整管比较放大电路基准电压UZUF一、结构和稳压原理9.5.1串联型稳压电路的工作原理1模拟电子技术稳压的实质：UCE的自动调节使输出电压恒定二、输出电压的调节范围+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP9.5.1串联型稳压电路的工作原理2模拟电子技术Zp212OFURRRRUUZ2p21O'URRRRUZp2p21minOURRRRRUZ2p21maxOURRRRU9.5.1串联型稳压电路的工作原理3模拟电子技术9.5.2三端固定集成稳压器CW7800系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、78、79系列的型号命名输出电流78L××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压9.5.2三端固定集成稳压器1模拟电子技术例如：CW7805输出5V，最大电流1.5ACW78M05输出5V，最大电流0.5ACW78L05输出5V，最大电流0.1A9.5.2三端固定集成稳压器2模拟电子技术封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7800入出213CW790013入2出塑料封装金属封装9.5.2三端固定集成稳压器3模拟电子技术二、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9.5.2三端固定集成稳压器4模拟电子技术基本应用电路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9.5.2三端固定集成稳压器5模拟电子技术提高输出电压电路W78132CiC2+UO+UI+UR1R2IQI1I2静态电流58mA要求Q115IRUI2Q1O)(RIIUU2Q1)(RIRUUURR)1(12输出电压UOU9.5.2三端固定集成稳压器6模拟电子技术输出电压可调稳压电路W78C1C2+UI+U+UOR1R2R3R4UU(虚短)O211433URRRURRRURRRRRU43312O)1(可产生小于U的输出电压UO9.5.2三端固定集成稳压器7模拟电子技术输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151323211000F220F0.33F0.33F0.1F+15V15V++++1000F0.1F220F9.5.2三端固定集成稳压器8模拟电子技术恒流源电路12+UI=10VW78053+UORRLIQIO0.1F0.33F10Q23OIRUIA5.09.5.2三端固定集成稳压器9模拟电子技术9.5.3三端可调输出集成稳压器一、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)—-55150CCW217(237)—-25150CCW317(337)—0125C9.5.3三端可调输出集成稳压器1模拟电子技术基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100mAM型—输出电流500mA9.5.3三端可调输出集成稳压器2模拟电子技术二、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A9.5.3三端可调输出集成稳压器3模拟电子技术基本应用电路UoCW317123C2++UiC1C30.1F10F33FR1R2C4IOIQIIREF0.1FV1V2V1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UREF=1.25V使UREF很稳定120IREF50A2.2k9.5.3三端可调输出集成稳压器4模拟电子技术2REF211REFO)(RIRRRUU)/1(25.112RRR1=UREF/IQ=125静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL开路时流过R1R2=02.2k时，UO=1.2524V9.5.3三端可调输出集成稳压器5模拟电子技术030V连续可调电路UoCW317123++UiC10.33F10FR1R2C31FVC2R3+3k120680+32V–10VAUA=–1.25V当R2=0时，UO=0V9.5.3三端可调输出集成稳压器6模拟电子技术9.6开关集成稳压电源(补充)引言9.6.1开关稳压电源的基本工作原理9.6.2集成开关稳压器及其应用9.6开关集成稳压电源模拟电子技术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)引言1模拟电子技术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引言2模拟电子技术一、串联型开关稳压电路9.6.1开关稳压电源的基本工作原理调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+UI+UoRLT1AC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9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理1模拟电子技术工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理2模拟电子技术onIOtTUU+UIV1LuEIO+UoRL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUITtDon—占空比9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理3模拟电子技术+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9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理4模拟电子技术二、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uBtofftonTIoffonO)1(UttU截止截止iL9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理5模拟电子技术单片脉宽调制式(外接开关功率管)9.6.2集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器CW1524CW4960/4962一、CW1524/2524/3524(区别在于温度范围)组成：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)9.6.2集成开关稳压器及其应用1模拟电子技术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9.6.2集成开关稳压器及其应用2模拟电子技术防止寄生振荡外接复合管扩流产生振荡12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k3k5k5k5k2k50k180680.1