模拟电子技术第08章.pptx

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1、第8章直流稳压电源8.1小功率单相整流滤波电路8.2串联反响稳压电路8.3其他电源电路8.4实际应用电路举例8.1小功率单相整流滤波电路图8.1所 示 为 把 正 弦 交 流 电 转 换 成 直 流电 的 直 流 稳 压 电 源 的 原 理 框 图，它 一 般 由四局部组 成，各局部功能如下：图8.1直流稳压电源的组成原理框图变压器：将 正 弦 工 频 交 流 电 源 电 压 变 换 为 符 合用电设备 所需要的正弦工 频交流电压。整流电路：利 用 具 有 单 向 导 电 性 能 的 整 流 元 件，将 正 负 交 替 变 化 的 正 弦 交 流 电 压 变 换 成 单方向的脉 动直流电压。滤

2、波电路：尽 可 能 地 将 单 向 脉 动 直 流 电 压 中 的 脉动 局 部(交 流 分 量)减 小，使 输 出 电 压 成 为 比较平滑的直流 电压。稳压电路：采用某些措施，使输出的直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定。8.1.1整流电路小 功 率 直 流 电 源 因 功 率 比 较 小，通常 采 用 单 相 交 流 供 电，因 此，本 节 只 讨论 单 相 整 流 电 路。利 用 二 极 管 的 单 向 导电 作 用，可 将 交 流 电 变 为 直 流 电，常 用的 二 极 管 整 流 电 路 有 单 相 半 波 整 流 电 路和单相桥 式整流电 路等。1.单相半波整流电路单相半

3、波整流电路如图8.2所示，图中T为电源变压器，用来将市电220V 交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。图8.2 单相半波整流电路 图8.3 单相半波整流电路 2.单相桥式整流电路为 了 克 服 单 相 半 波 整 流 的 缺 点，常 采用 单 相 桥 式 整 流 电 路，它 由 四 个 二 极 管 接成 电 桥 形 式 构 成。图8.4所 示 为 桥 式 整 流 电路的几种画法。图8.4单相桥式整流电路的几种画法图8.5 桥式整流电路电压电流波形 3.常用整流组合元件将单相桥式整流电路的四只二极管制作在一起，封成一个器件称为整流桥。常用的整流组合元

4、件有半桥堆和全桥堆。半桥堆的内部是由两个二极管组成，而全桥堆的内部是由四个二极管组成。图8.6 半桥堆连接方式及电路符号 图8.7 全桥堆连接方式及电路符号 8.1.2滤波电路整 流 电 路 将 交 流 电 变 为 脉 动 直 流 电，但 其 中 含 有 大 量 的 直 流 和 交 流 成 分(称 为 纹波 电 压)。这 样 的 直 流 电 压 作 为 电 镀、蓄 电池 充 电 的 电 源 还 是 允 许 的，但 作 为 大 多 数电 子 设 备 的 电 源，将 会 产 生 不 良 影 响，甚至 不 能 正 常 工 作。在 整 流 电 路 之 后，需 要加 接 滤 波 电 路，尽 量 减 小

5、输 出 电 压 中 交 流分量，使之接近于理想的直流电压。1.电容滤波电路电容滤波电路如图8.8所示。图 图8.8 8.8 桥 桥 式整流 式整流 电 电 容 容 滤 滤 波 波 电 电 路 路假定在t=0 时接通电路，u2为正半周，当u2由零上升时，VD1、VD3导通，C 被充电，因此uO=uCu2，在u2到达最大值时，uO也到达最大值，见图8.8(b)中a点，然后u2下降，此时 uCu2，VD1、VD3截止，电容C 向负载电阻R L 放电，由于放电时间常数=RLC 一般较大，电容电压uC按指数规律缓慢下降。当uO(uC)下降到图8.8(b)中b点后，u2uC，VD2、VD4导通，电容C 再

6、次被充电，输出电压增大，以后重复上述充、放电过程。整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著减小，同时输出电压的平均值也增大了。输出电压的平均值近似为：UO1.2U2故二极管的导通时间缩短，一个周期的导通角。由于电容C 充电的瞬时电流很大，形成了浪涌电流，容易损坏二极管，故在选择二极管时，必须留有足够电流裕量。电 容 滤 波 电 路 简 单，输 出 电 压 平 均 值UO较 高，脉 动 较 小，但 是 二 极 管 中 有 较 大的 冲 击 电 流。因 此，电 容 滤 波 电 路 一 般 适用 于 输 出 电 压 较 高、负 载 电 流 较 小 并 且 变化也较小的 场合。2.电感

7、滤波电路图8.10所示电路是电感滤波电路，它主要适用于负载功率较大即负载电流很大的情况。图8.10 电感滤波电路 3.其他形式滤波电路LC 型滤波电路和 型滤波 电路（1）LC 型滤波电路电 感 滤 波 电 路 输 出 电 压 平 均 值UO的 大小一般按 经验公式 计算。UO=0.9U2如果要求输出电流较大，输出电压脉动很小时，可在电感滤波电路之后再加电容C，组成LC 滤波电路，如图8.11 所示。图8.11 LC 电感滤波电路（2）型滤波电路为了进一步减小负载电压中的纹波，可采用图8.12所示 型LC 滤波电路。图8.12 型滤波电路 8.2串联反响稳压电路8.2.1稳压电路主要技术指标通

8、 常 用 以 下 几 个 主 要 指 标 来 衡 量 稳 压电路的质 量。1.内阻r02.稳压系数3.温度系数8.2.2串联反响式稳压电路三 极 管 被 称 为 调 整 管。串 联 型 稳 压 电路 组 成 框 图 如 图8.13(a)所 示，它 由 调 整 管、取 样 电 路、基 准 电 压 和 比 较 放 大 电 路 等 局部 组 成。图8.13(b)所 示 为 串 联 反 响 式 稳 压电路的原理 电路图。图8.13 串联反响式稳压电路 VT 为调整管，它工作在线性放大区，故又称为线性稳压电路。R3和稳压管VD组成基准电压源，为集成运放A 的同相输入端提供基准电压;R1、R2和Rp组成取

9、样电路，它将稳压电路的输出电压分压后送到集成运放A 的反相输入端；集成运放A构成比较放大电路，用来对取样电压与基准电压的差值进行放大。8.2.3三端集成稳压器及其应用三 端 式 稳 压 器 只 有 三 个 引 出 端 子，具有 应 用 时 外 接 元 件 少、使 用 方 便、性 能 稳定、价 格 低 廉 等 优 点，因 而 得 到 广 泛 应 用。三 端 式 稳 压 器 有 两 种，一 种 输 出 电 压 是 固定 的，称 为 固 定 输 出 三 端 稳 压 器；另 一 种输 出 电 压 是 可 调 的，称 为 可 调 输 出 三 端 稳压 器。它 们 的 基 本 组 成 及 工 作 原 理

10、都 相 同，均采用串 联型稳压电 路。三 端 固 定 输 出 集 成 稳 压 器 通 用 产 品 有CW7800系 列(正 电 源)和CW7900系 列(负 电源)。图8.14所 示 为CW7800和CW7900系 列塑 料 封 装 和 金 属 封 装 三 端 集 成 稳 压 器 的 外形及管脚排列。图 图8.14 8.14 三端固定输出集成稳压器的外形及管脚排列 三端固定输出集成稳压器的外形及管脚排列1.基本应用电路图8.15所示为7800系列集成稳压器的基本应用电路。由于输出电压决定于集成稳压器，所以图8.15输出电压为12V，最大输出电流为1.5A。图8.15 7800系列基本应用电路

11、2.提高输出电压的电路实 际 需 要 的 直 流 稳 压 电 源，如 果 超 过 集成 稳 压 器 的 输 出 电 压 数 值 时，可 外 接 一 些 元件 提 高 输 出 电 压，图8.16所 示 电 路 能 使 输 出电 压 高 于 固 定 电 压，图 中 的UXX为CW78系 列稳压器的固定 输出 电压数值，显然有：UO=UXX+UZ图8.16 提高输出电压电路一 也 可 采 用 图8.17所 示 的 电 路 提 高 输 出电 压。图 中R1、R2为 外 接 电 阻，R1两 端 的电 压 为 三 端 集 成 稳 压 器 的 额 定 输 出 电 压UXX，R1上 流 过 的 电 流 为IR

12、1=UXXR1，三 端 集成稳压器的静 态电 流为IQ，则有：IR2=IR1+IQ图8.17 提高输出电压电路二 3.输出正、负电压的电路图8.18所 示 为 采 用CW7815和CW7915三 端 稳 压 器 各 一 块 组 成 的 具 有 同 时 输 出+15V-15V 电压的稳压电路。图8.18输出正、负电压的电路4.恒流源电路 集 成 稳 压 器 输 出 端 串 入 阻 值 适 宜 的 电阻，就 可 构 成 输 出 恒 定 电 流 的 电 源，如 图8.19所示。图8.19恒流源电路IQ为稳压器静态工作电流，由于它受UI及温度变化的影响，所以只有当U23/RIQ时，输出电流IO才比较稳

13、定。8.3其他电源电路8.3.1开关电源电路1.开关电源电路的基本工作原理图8.20所示为串联型开关稳压电路的基本组成框图。图8.20 串联型开关稳压电路组成框图 图8.21 开关稳压电源的电压、电流波形 虽 然 调 整 管 工 作 在 开 关 状 态，但 由 于二 极 管VD 的 续 流 作 用 和L、C 的 滤 波 作 用，仍可获得平 稳的直流 电压输出。2.采用集成开关稳压器电源电路集成开关稳压器有CWl52425243524、CW49604962和CW25752576等系列。CW25752576集 成 稳 压 器 的 特 点 是：外部 元 件 少，使 用 方 便；振 荡 器 的 频 率

14、 固 定 在52kHz，因 而 滤 波 电 容 不 大，滤 波 电 路 体 积 小，一般不需要散 热器。CW25752576单列直插式塑料封装的外形及管脚排列如图8.22所示，两种系列芯片的管脚含义相同。图图8.228.22CWCW2575/25762575/2576外形及管脚外形及管脚图图8.3.2 直 流直 流（DC-DC）电压变换电 路将一个恒定的直流电压通过电子器件的开关作用变换成为可变的直流电压的过程，称为直流直流变换，即DC-DC 变换。PWM 是为保持变换器的输出电压稳定，所采用占空比操作技术中的脉宽调制技术。1.集成PWM 操作器的组成和原理目 前，常 见 的 单 片 集 成P

15、WM 操 作 器 产品 有SG3524、TL494、MC34060、SGl525SGl529等，功 能 大 同 小 异。由 于 型 号 很多，在 实 际 应 用 中 应 参 考 各 厂 家 的 产 品 说明，以 便 选 择 适 合 的 集 成PWM 操 作 器。下面 介 绍 集 成PWM 操 作 器 的PWM 信 号 产 生电路组成及原理。图8.23表示了PWM 信号产生电路框图及其波形。图8.23PWM 信号产生电路及波形2.SGl525SGl527系列集成PWM 操作器SGl525 SGl527系 列 集 成 PWM 操 作器 是 硅 通 用 公 司 的 第 二 代 产 品，我 国 的集

16、成 电 路 制 造 厂 家 已 生 产 出 国 产 此 种 系 列的PWM 操 作 器。SGl525在SG1524基 础 上增 加 了 振 荡 器 外 同 步、死 区 调 节、PWM 锁存 器 以 及 输 出 级 的 最 正 确 设 计 等，是 一 种性 能 优 良、功 能 完 善、通 用 性 强 的 集 成PWM 操作器。SGl525与SGl524的电路结构相同，仅输出级不同。SGl525输出正脉冲，适用于驱动NPN 功率管或N 沟道功率MOSFET 管。SGl527输出负脉冲，适用于驱动PNP 功率管或P 沟道功率MOSFET 管。SG2525 和SG3525也属这个系列，内部结构及功能相

17、同，仅工作电压及工作温度有些差异。8.4实际应用电路举例1.电阻限流电池充电电路如 图8.24所 示,稳 压 管 保 证 电 池 两 端 电压 不 超 过 最 大 规 定 电 压，电 阻R 限 制 充 电 电流。此电 路电流一般小于200mA。图8.24电阻限流电池充电电路2.场效应管恒流电池充电电路如 图8.25所 示，四 只 场 效 应 管 接 成 恒流 二 极 管，并 联 后 以 足 够 电 流 给4节 镍 镉 电池 充 电，电 流 一 般 不 超 过500mA。需 要 电流较大时，可以增加 场效应管的个数。图8.25场效应管恒流电池充电电路3.具有反接保护的电池充电电路如 图8.26所

18、 示，电 池 放 置 正 确 并 且 电 池 电压 大 于0.6V 时，恒 流 充 电 电 流 约50mA；如 果 电 池 接 反，则 晶 体 管VT2截 止，保 护 了电池。图8.26具有反接保护的电池充电电路4.稳压集成块恒流源电池充电电路如 图8.27所 示，输 入 电 压24V 时，充 电电池可为110节。图8.27稳压集成块恒流源电池充电电路5.简单的限流限压电池充电电路如 图8.28所 示，利 用 三 端 可 调 稳 压 器317，可 以 组 成 限 流 限 压 充 电 电 路。最 大 输出电流约 等于0.6V/R4。图8.28限流限压电池充电电路谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH