第7章 直流穩(wěn)壓電路

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1、第第7 7章章 直流穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電路7.1 7.1 整流電路整流電路7.2 7.2 濾波電路濾波電路7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路7.5 7.5 實訓(xùn)：實訓(xùn)：整流濾波電路的整流濾波電路的MultisimMultisim仿真測試仿真測試7.1.17.1.1單相半波整流電路單相半波整流電路將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程，稱為整流。利用半導(dǎo)體二極管的將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程，稱為整流。利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦钥梢越M成整流電路。此電路簡單、方便、經(jīng)濟，下面著單向?qū)щ娦钥梢越M成整流電路。此電路簡單、方便、經(jīng)濟，下面著重分析各種整流電路的工作原理和特點。重分

2、析各種整流電路的工作原理和特點。1 1電路組成及工作原理電路組成及工作原理單相半波整流電路如單相半波整流電路如圖圖7-27-2所示。它是最簡單的整流電路，由整所示。它是最簡單的整流電路，由整流變壓器、整流二極管流變壓器、整流二極管VDVD及負(fù)載電阻及負(fù)載電阻R RL L組成。其中組成。其中u u1 1，u u2 2分別為整流分別為整流變壓器的原邊和副邊交流電壓。電路的工作情況如下：變壓器的原邊和副邊交流電壓。電路的工作情況如下：設(shè)變壓器副邊電壓為設(shè)變壓器副邊電壓為7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回圖圖7-27-2中，在中，在u u2 2的正半周（的正半周（）期間，）期間，a a端為正

3、，端為正，b b端為端為負(fù)，二極管因正向電壓作用而導(dǎo)通。電流從負(fù)，二極管因正向電壓作用而導(dǎo)通。電流從a a端流出，經(jīng)二極管端流出，經(jīng)二極管VDVD流流過負(fù)載電阻過負(fù)載電阻R RL L回到回到b b端。如果略去二極管的正向壓降，則在負(fù)載端。如果略去二極管的正向壓降，則在負(fù)載R RL L兩兩端的電壓端的電壓u u0 0就等于就等于u u2 2。其電流、電壓波形如。其電流、電壓波形如圖圖7-37-3（b b）、（）、（c c）所示。所示。在在u u2 2的負(fù)半周（的負(fù)半周（）期間，）期間，a a端為負(fù)，端為負(fù)，b b端為正，二極端為正，二極管承受反向電壓而截止，負(fù)載中沒有電流，故管承受反向電壓而截止

4、，負(fù)載中沒有電流，故u u2 2=0=0。這時，二極管。這時，二極管承受了全部承受了全部u u2 2，其波形如，其波形如圖圖7-37-3（d d）所示。所示。盡管盡管u u2 2是交變的，但因二極管的單向?qū)щ娮饔茫沟秘?fù)載上的是交變的，但因二極管的單向?qū)щ娮饔?，使得?fù)載上的電流電流i io o和電壓和電壓u uo o都是單一方向。這種電路只有在都是單一方向。這種電路只有在u u2 2的半個周期內(nèi)負(fù)載的半個周期內(nèi)負(fù)載上才有電流，故稱為半波整流電路。上才有電流，故稱為半波整流電路。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁2 2參數(shù)計算參數(shù)計算（1 1）負(fù)載上的直流電壓和電流）負(fù)載上的直流

5、電壓和電流負(fù)載上的直流輸出電壓負(fù)載上的直流輸出電壓U UO O和直流電流和直流電流I IO O都是指一個周期內(nèi)的平均都是指一個周期內(nèi)的平均值，由于負(fù)載電壓值，由于負(fù)載電壓u uo o為半波脈動，在整個周期中負(fù)載電壓平均值為半波脈動，在整個周期中負(fù)載電壓平均值負(fù)載上的電流平均值為負(fù)載上的電流平均值為（2 2）整流二極管的電流平均值和承受的最高反向電壓）整流二極管的電流平均值和承受的最高反向電壓由于二極管與負(fù)載串聯(lián)，所以，流經(jīng)二極管的電流平均值就是由于二極管與負(fù)載串聯(lián)，所以，流經(jīng)二極管的電流平均值就是流經(jīng)負(fù)載電阻流經(jīng)負(fù)載電阻R RL L的電流平均值，的電流平均值，7.1 7.1 整流電路整流電路下

6、一頁 返回上一頁即：即：二極管截止時承受的最高反向電壓就是整流變壓器副邊交流電二極管截止時承受的最高反向電壓就是整流變壓器副邊交流電壓壓u u2 2的最大值，即：的最大值，即：根據(jù)根據(jù)I ID D和和U URMRM可以選擇合適的整流二極管?？梢赃x擇合適的整流二極管。半波整流電路結(jié)構(gòu)簡單，但只利用交流電壓半個周期，直流輸半波整流電路結(jié)構(gòu)簡單，但只利用交流電壓半個周期，直流輸出電壓低，波動大，整流效率低。出電壓低，波動大，整流效率低。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁7.1.27.1.2單相橋式整流電路單相橋式整流電路單相半波整流的缺點是只利用了電源電壓的半個周期，同時整單相半波整

7、流的缺點是只利用了電源電壓的半個周期，同時整流電壓的脈動較大。為了克服這些缺點，常采用全波整流電路，其流電壓的脈動較大。為了克服這些缺點，常采用全波整流電路，其中最常用的是單相橋式整流電路。中最常用的是單相橋式整流電路。1 1電路組成及工作原理電路組成及工作原理單相橋式整流電路是由單相橋式整流電路是由4 4個整流二極管接成電橋的形式構(gòu)成，如個整流二極管接成電橋的形式構(gòu)成，如圖圖7-47-4（a a）所示。所示。圖圖7-47-4（b b）所示為單相橋式整流電路的一種簡便所示為單相橋式整流電路的一種簡便畫法。畫法。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁單相橋式整流電路的工作情況如下：單

8、相橋式整流電路的工作情況如下：設(shè)整流變壓器副邊電壓為：設(shè)整流變壓器副邊電壓為：當(dāng)當(dāng)u u2 2為正半周（為正半周（）時，其極性為上正下負(fù)，即）時，其極性為上正下負(fù)，即a a點點電位高于電位高于b b點電位，二極管點電位，二極管VDVD1 1，VDVD3 3因承受正向電壓而導(dǎo)通，因承受正向電壓而導(dǎo)通，VDVD2 2，VDVD4 4因承受反向電壓而截止。此時電流的路徑為：因承受反向電壓而截止。此時電流的路徑為：如如圖圖7-57-5（a a）所示。所示。當(dāng)當(dāng)u u2 2為負(fù)半周（為負(fù)半周（）時，其極性為上負(fù)下正，即）時，其極性為上負(fù)下正，即a a點點電位低于電位低于b b點電位，二極管點電位，二極管

9、VDVD2 2，VDVD4 4因承受正向電壓而導(dǎo)通，因承受正向電壓而導(dǎo)通，VDVD1 1，VDVD3 3因承受反向電壓而截止。因承受反向電壓而截止。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁此時電流的路徑為：此時電流的路徑為：，如圖，如圖7-7-5 5（b b）所示。）所示。從上分析可見，無論電壓從上分析可見，無論電壓u u2 2是在正半周還是在負(fù)半周，負(fù)載電是在正半周還是在負(fù)半周，負(fù)載電阻阻R RL L上都有相同方向的電流流過，因此在負(fù)載電阻上都有相同方向的電流流過，因此在負(fù)載電阻R RL L得到的是單向脈得到的是單向脈動電壓和電流。忽略二極管導(dǎo)通時的正向壓降，則單相橋式整流電動電壓

10、和電流。忽略二極管導(dǎo)通時的正向壓降，則單相橋式整流電路的波形如路的波形如圖圖7-67-6所示。所示。2 2參數(shù)計算參數(shù)計算（1 1）負(fù)載上的電壓平均值和電流平均值。）負(fù)載上的電壓平均值和電流平均值。單相橋式整流電壓的平均值為：單相橋式整流電壓的平均值為：7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁流過負(fù)載電阻流過負(fù)載電阻R RL L的電流平均值為：的電流平均值為：（2 2）整流二極管的電流平均值和承受的最高反向電壓）整流二極管的電流平均值和承受的最高反向電壓因為橋式整流電路中每兩個二極管串聯(lián)導(dǎo)通半個周期，所以流因為橋式整流電路中每兩個二極管串聯(lián)導(dǎo)通半個周期，所以流經(jīng)每個二極管的電流平均值

11、為負(fù)載電流的一半，即：經(jīng)每個二極管的電流平均值為負(fù)載電流的一半，即：每個二極管在截止時承受的最高反向電壓為每個二極管在截止時承受的最高反向電壓為u u2 2的最大值，即：的最大值，即：7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁（3 3）整流變壓器副邊電壓有效值和電流有效值。）整流變壓器副邊電壓有效值和電流有效值。整流變壓器副邊電壓有效值為：整流變壓器副邊電壓有效值為：整流變壓器副邊電流有效值為：整流變壓器副邊電流有效值為：除了用分立組件組成橋式整流電路外，現(xiàn)在半導(dǎo)體器件廠已將除了用分立組件組成橋式整流電路外，現(xiàn)在半導(dǎo)體器件廠已將整流二極管封裝在一起，制造成單相整流橋模塊，這些模塊只有輸

12、整流二極管封裝在一起，制造成單相整流橋模塊，這些模塊只有輸入交流和輸出直流引腳，減少了接線，提高了電路工作的可靠性，入交流和輸出直流引腳，減少了接線，提高了電路工作的可靠性，使用起來非常方便。單相整流橋模塊的外形如使用起來非常方便。單相整流橋模塊的外形如圖圖7-77-7所示。所示。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁7.1.37.1.3三相橋式整流電路三相橋式整流電路1 1電路組成及工作原理電路組成及工作原理為了能獲得脈動程度更小的直流輸出，保持三相負(fù)載的平衡，為了能獲得脈動程度更小的直流輸出，保持三相負(fù)載的平衡，常采用三相整流電路。常采用三相整流電路。三相橋式整流電路如三相橋式

13、整流電路如圖圖7-97-9所示，所示，6 6個二極管組成三相橋式整流個二極管組成三相橋式整流電路，經(jīng)三相變壓器接三相電源，變壓器的原邊為三角形連接，副電路，經(jīng)三相變壓器接三相電源，變壓器的原邊為三角形連接，副邊為星形連接，副邊三相電壓分別為邊為星形連接，副邊三相電壓分別為 其波形如其波形如圖圖7-7-1010（a a）所示。所示。三相橋式整流電路中，三相橋式整流電路中，6 6個二極管分成共陽極和共陰極兩組，個二極管分成共陽極和共陰極兩組，7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁第一組二極管第一組二極管VDVD1 1、VDVD3 3和和VDVD5 5的陰極接在一起，具有相同的電位，的陰

14、極接在一起，具有相同的電位，所以在某一瞬間，陽極電位最高的那個二極管導(dǎo)通；第二組二極管所以在某一瞬間，陽極電位最高的那個二極管導(dǎo)通；第二組二極管VDVD2 2、VDVD4 4和和VDVD6 6的陽極接在一起，在某一瞬間，陰極電位最低的那個的陽極接在一起，在某一瞬間，陰極電位最低的那個二極管導(dǎo)通。每一組中的二極管導(dǎo)通。每一組中的3 3個二極管輪流導(dǎo)通，在同一瞬間，每組各個二極管輪流導(dǎo)通，在同一瞬間，每組各有一個二極管導(dǎo)通。有一個二極管導(dǎo)通。由如圖由如圖7-107-10（a a）所示的波形可知，在）所示的波形可知，在0 0t t1 1期間期間c c相電壓為正，相電壓為正，b b相電壓為負(fù)，相電壓為

15、負(fù)，a a相電壓雖然也為正，但低于相電壓雖然也為正，但低于c c相電壓，因此，在這段相電壓，因此，在這段時間內(nèi)，如圖時間內(nèi)，如圖7-97-9所示電路中的所示電路中的c c點電位最高，點電位最高，b b點電位最低，于是二點電位最低，于是二極管極管VDVD5 5和和VDVD4 4導(dǎo)通。如果忽略二極管的正向壓降，加在負(fù)載上的電壓導(dǎo)通。如果忽略二極管的正向壓降，加在負(fù)載上的電壓就是線電壓。就是線電壓。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁由于由于VDVD5 5導(dǎo)通，導(dǎo)通，VDVD1 1和和VDVD3 3的陰極電位基本上等于的陰極電位基本上等于c c點的電位，而它點的電位，而它們的陽極電位均

16、低于們的陽極電位均低于c c點電位，因此二極管點電位，因此二極管VDVD1 1和和VDVD3 3截止。而截止。而VDVD4 4導(dǎo)通，導(dǎo)通，又使又使VDVD2 2和和VDVD6 6的陽極電位基本上等于的陽極電位基本上等于b b點的電位，而它們的陰極電位點的電位，而它們的陰極電位均高于均高于b b點電位，因此二極管點電位，因此二極管VDVD2 2和和VDVD6 6也截止。在這段時間內(nèi)的電流也截止。在這段時間內(nèi)的電流通路為：通路為：。在在t tl lt t2 2期間，從圖期間，從圖7-107-10（a a）可以看出，）可以看出，a a點電位最高，點電位最高，b b點電點電位仍然最低，于是二極管位仍然

17、最低，于是二極管VDVD1 1和和VDVD4 4導(dǎo)通，負(fù)載電壓導(dǎo)通，負(fù)載電壓u u0 0為線電壓為線電壓u uabab電流電流通路為：通路為：同理，在同理，在t t2 2t t3 3期間，期間，a a點電位最高，點電位最高，c c點電位最低，于是二極管點電位最低，于是二極管VDVD1 1和和VDVD6 6導(dǎo)通，負(fù)載電壓導(dǎo)通，負(fù)載電壓u u0 0為線電壓為線電壓u uacac ，電流通路為：，電流通路為：7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁依此類推，就可以列出如圖依此類推，就可以列出如圖7-97-9所示電路中二極管的導(dǎo)通次序，所示電路中二極管的導(dǎo)通次序，如圖如圖7-10（b b）所

18、示。極連接的）所示。極連接的3 3個二極管個二極管VDVD1 1、VDVD3 3、VDVD5 5在在t t1 1、t t3 3、t t5 5等時刻導(dǎo)通；共陽極連接的等時刻導(dǎo)通；共陽極連接的3 3個二極管個二極管VDVD2 2、VDVD4 4、VDVD6 6在在t t2 2、t t4 4、t t6 6等等時刻導(dǎo)通。每個二極管導(dǎo)通時刻導(dǎo)通。每個二極管導(dǎo)通1/31/3周期。周期。從分析以上各段時間負(fù)載上的電壓可知，在三相橋式整流電路從分析以上各段時間負(fù)載上的電壓可知，在三相橋式整流電路中，整流輸出電壓中，整流輸出電壓u u0 0分別由三相變壓器線電壓輪流提供，輸出電壓分別由三相變壓器線電壓輪流提供，

19、輸出電壓u u0 0的瞬時值始終與該變壓器副邊線電壓相等，的瞬時值始終與該變壓器副邊線電壓相等，u uo o的最小值出現(xiàn)的時刻的最小值出現(xiàn)的時刻偏離它的最大值偏離它的最大值 三相橋式整流電路輸出電壓三相橋式整流電路輸出電壓u u0 0的波形如圖的波形如圖7-7-1010（c c）所示。）所示。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁2 2參數(shù)計算參數(shù)計算（1 1）負(fù)載上的電壓和電流的平均值）負(fù)載上的電壓和電流的平均值負(fù)載上的電壓為脈動的線電壓，以圖負(fù)載上的電壓為脈動的線電壓，以圖7-107-10（c c）中的時間段）中的時間段t t1 1t t2 2為例計算負(fù)載為例計算負(fù)載R RL

20、L兩端的電壓平均值。在兩端的電壓平均值。在t t1 1t t2 2期間，負(fù)載期間，負(fù)載R RL L兩端電兩端電壓的瞬時值等于變壓器副邊線電壓壓的瞬時值等于變壓器副邊線電壓u uabab，由于，由于u uabab超前超前u ua a3030。設(shè)設(shè) 則：則：式中，式中，U U2 2為變壓器副邊相電壓的有效值。為變壓器副邊相電壓的有效值。7.1 7.1 整流電路整流電路下一頁 返回上一頁負(fù)載中電流的平均值為：負(fù)載中電流的平均值為：（2 2）整流二極管的電流平均值和承受的最高反向電壓）整流二極管的電流平均值和承受的最高反向電壓因為在一個周期內(nèi)每個二極管導(dǎo)通因為在一個周期內(nèi)每個二極管導(dǎo)通1/31/3周期

21、（導(dǎo)通角為周期（導(dǎo)通角為120120），），所以通過二極管的電流平均值為：所以通過二極管的電流平均值為：二極管承受的最高反向電壓為變壓器副邊線電壓的最大值，即：二極管承受的最高反向電壓為變壓器副邊線電壓的最大值，即：7.1 7.1 整流電路整流電路返回上一頁7.2.17.2.1電容濾波電路電容濾波電路1 1電路組成及工作原理電路組成及工作原理單相半波整流電容濾波如單相半波整流電容濾波如圖圖7-117-11（a a）所示。圖中濾波電容所示。圖中濾波電容C C與與負(fù)載電阻負(fù)載電阻R RL L并聯(lián)。并聯(lián)。當(dāng)變壓器二次電壓當(dāng)變壓器二次電壓u u2 2為正半周時，二極管為正半周時，二極管VDVD導(dǎo)通，通

22、過二極管導(dǎo)通，通過二極管的電流一部分流入負(fù)載的電流一部分流入負(fù)載RLRL，另一部分對電容，另一部分對電容C C充電，使電容兩端建立充電，使電容兩端建立起電壓起電壓u uc c。由于充電回路的電阻很?。ㄖ饕獮槎O管的正向?qū)姟Ｓ捎诔潆娀芈返碾娮韬苄。ㄖ饕獮槎O管的正向?qū)娮枧c變壓器次級繞組電阻），阻與變壓器次級繞組電阻），u uc c幾乎跟隨交流電壓幾乎跟隨交流電壓u u2 2同時達(dá)到最大同時達(dá)到最大值。值。u u2 2達(dá)到最大值后開始下降，出現(xiàn)達(dá)到最大值后開始下降，出現(xiàn)u u2 2小于小于u uc c，使二極管承受反向電，使二極管承受反向電壓而截止。壓而截止。7.2 7.2 濾波電路濾波電

23、路下一頁 返回于是電容于是電容C C通過負(fù)載通過負(fù)載RLRL放電，由于放電，由于RLRL一般較大，所以放電較慢。一般較大，所以放電較慢。在交流電源電壓在交流電源電壓u u2 2進(jìn)入負(fù)半周時，二極管更加截止，電容進(jìn)入負(fù)半周時，二極管更加截止，電容C C的放電電的放電電流繼續(xù)流過流繼續(xù)流過R RL L，因此，因此R RL L上的輸出電壓上的輸出電壓u uo o不為零。直到下一個周期到來，不為零。直到下一個周期到來，u u2 2由零又向最大值上升，當(dāng)由零又向最大值上升，當(dāng)u u2 2上升到大于上升到大于u uc c時時 ，二極管，二極管VDVD又重新導(dǎo)又重新導(dǎo)通，電容通，電容C C又重新充電到，如此

24、周而復(fù)始不斷循環(huán)，使負(fù)載獲得如圖又重新充電到，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，使負(fù)載獲得如圖7-117-11（b b）所示的電壓波形）所示的電壓波形u uo o。由此可見，電路在一個周期內(nèi)濾波電。由此可見，電路在一個周期內(nèi)濾波電容器容器C C充放電各一次。充放電各一次。對于帶電容濾波的單相橋式整流電路的工作原理，類同于帶電對于帶電容濾波的單相橋式整流電路的工作原理，類同于帶電容濾波的半波整流電路，如容濾波的半波整流電路，如圖圖7-127-12（a a）所示。所不同的只是在一個所示。所不同的只是在一個周期內(nèi)電容充放電各兩次，其輸出波形更加平滑，周期內(nèi)電容充放電各兩次，其輸出波形更加平滑，7.2 7.2 濾

25、波電路濾波電路下一頁 返回上一頁其輸出電壓也有所提高，它的波形如其輸出電壓也有所提高，它的波形如圖圖7-127-12（b b）中實線部分所中實線部分所示。示。2 2參數(shù)計算參數(shù)計算電容濾波的效果與放電時間常數(shù)電容濾波的效果與放電時間常數(shù)=R=RL LC C的大小有關(guān)，在的大小有關(guān)，在愈大愈大的情況下，放電越緩慢，負(fù)載上的電壓越平滑，輸出電壓的平均值的情況下，放電越緩慢，負(fù)載上的電壓越平滑，輸出電壓的平均值也可得到提高，故濾波電容愈大效果愈好。為了獲得較好的效果，也可得到提高，故濾波電容愈大效果愈好。為了獲得較好的效果，通常選取通常選取式中，式中，T T為交流電壓的周期。濾波電容為交流電壓的周期

26、。濾波電容C C一般選擇體積小、容量一般選擇體積小、容量大的電解電容器。大的電解電容器。7.2 7.2 濾波電路濾波電路下一頁 返回上一頁電容濾波僅適用于負(fù)載電流較小且變化不大的場合。因為若負(fù)電容濾波僅適用于負(fù)載電流較小且變化不大的場合。因為若負(fù)載電流很大（即負(fù)載電阻載電流很大（即負(fù)載電阻RLRL小，負(fù)載電流很大），則小，負(fù)載電流很大），則很小，所以很小，所以電容電容C C的充放電就快，輸出電壓的脈動程度增大，其平均值下降。的充放電就快，輸出電壓的脈動程度增大，其平均值下降。7.2.27.2.2電感濾波電路電感濾波電路電感濾波電路如電感濾波電路如圖圖7-137-13所示，即在整流電路與負(fù)載電阻

27、所示，即在整流電路與負(fù)載電阻R RL L之間之間串聯(lián)一個電感器串聯(lián)一個電感器L L。交流電壓。交流電壓u u2 2經(jīng)橋式整流后變成脈動直流電壓，其經(jīng)橋式整流后變成脈動直流電壓，其中既含有各次諧波的交流分量，又含有直流分量。對于直流分量，中既含有各次諧波的交流分量，又含有直流分量。對于直流分量，電感電感L L的感抗的感抗X XL L0 0，電感相當(dāng)于短路，所以直流分量基本上都降在，電感相當(dāng)于短路，所以直流分量基本上都降在電阻電阻R RL L上；對于交流分量，諧波頻率越高，電感感抗越大，因而交上；對于交流分量，諧波頻率越高，電感感抗越大，因而交流分量大部分降在電感流分量大部分降在電感L L上。上。

28、7.2 7.2 濾波電路濾波電路下一頁 返回上一頁這樣，在輸出端即可得到較平滑的電壓波形。這樣，在輸出端即可得到較平滑的電壓波形。與電容濾波相比，電感濾波的特點是：與電容濾波相比，電感濾波的特點是：（1 1）二極管的導(dǎo)電角較大（大于）二極管的導(dǎo)電角較大（大于1801800 0），（是因為電感），（是因為電感L L的反的反電動勢使二極管導(dǎo)電角增大），峰值電流很小，輸出特性較平坦。電動勢使二極管導(dǎo)電角增大），峰值電流很小，輸出特性較平坦。（2 2）輸出電壓沒有電容濾波的高。當(dāng)忽略電感線圈的電阻時，）輸出電壓沒有電容濾波的高。當(dāng)忽略電感線圈的電阻時，輸出的直流電壓與不加電感時一樣，為輸出的直流電壓與

29、不加電感時一樣，為 。負(fù)載改變時，。負(fù)載改變時，對輸出電壓的影響也較小。因此，電感濾波適用于負(fù)載電壓較低、對輸出電壓的影響也較小。因此，電感濾波適用于負(fù)載電壓較低、電流較大以及負(fù)載變化較大的場合。它的缺點是制作復(fù)雜、體積大、電流較大以及負(fù)載變化較大的場合。它的缺點是制作復(fù)雜、體積大、笨重，且存在電磁干擾。笨重，且存在電磁干擾。7.2 7.2 濾波電路濾波電路下一頁 返回上一頁7.2.37.2.3復(fù)合濾波電路復(fù)合濾波電路單獨使用電容或電感構(gòu)成的濾波電路，濾波效果不夠理想。為單獨使用電容或電感構(gòu)成的濾波電路，濾波效果不夠理想。為了滿足較高的濾波要求，常采用由電容和電感組成的了滿足較高的濾波要求，常

30、采用由電容和電感組成的LCLC，型型LCLC濾濾波型）等復(fù)合濾波電路，其電路形式如波型）等復(fù)合濾波電路，其電路形式如圖圖7-147-14（a a）和和圖圖7-147-14（b b）所示。這兩種濾波電路適用于負(fù)載電流較大，要求輸出電壓脈動較所示。這兩種濾波電路適用于負(fù)載電流較大，要求輸出電壓脈動較小的場合。在負(fù)載較輕時，經(jīng)常采用電阻替代笨重的電感，構(gòu)成如小的場合。在負(fù)載較輕時，經(jīng)常采用電阻替代笨重的電感，構(gòu)成如圖圖7-147-14（c c）所示的所示的型型RCRC型濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的輸型濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的輸出電壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，故只適用于負(fù)載出電

31、壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，故只適用于負(fù)載電流較小的場合。電流較小的場合。7.2 7.2 濾波電路濾波電路返回上一頁7.3.17.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖圖7-157-15所示。穩(wěn)壓管所示。穩(wěn)壓管VDVDZ Z反向并聯(lián)在負(fù)載電阻反向并聯(lián)在負(fù)載電阻R RL L兩端，且工作在反向擊穿狀態(tài)。電阻兩端，且工作在反向擊穿狀態(tài)。電阻R R起限流和分壓作用，穩(wěn)壓電起限流和分壓作用，穩(wěn)壓電路的輸入電壓路的輸入電壓U Ui i來自整流濾波電路的輸出電壓。來自整流濾波電路的輸出電壓。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理如下：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理如下：當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入

32、電壓U Ui i波動時，會引起輸出電壓波動時，會引起輸出電壓U Uo o波動。如波動。如U Ui i升高將引起升高將引起U U0 0=U Uz z隨之升高，這會導(dǎo)致穩(wěn)壓管的電流隨之升高，這會導(dǎo)致穩(wěn)壓管的電流U U0 0急劇增加，因此電阻急劇增加，因此電阻R R上的上的電流電流I IR R和電壓和電壓U UR R也跟著迅速增大，也跟著迅速增大，U UR R的增大抵消了的增大抵消了U Ui i的增加，從而使的增加，從而使輸出電壓輸出電壓U U0 0基本上保持不變。這一自動調(diào)壓過程可表示如下：基本上保持不變。這一自動調(diào)壓過程可表示如下：7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回反之，當(dāng)反之，當(dāng)U

33、Ui i減小時，減小時，U UR R相應(yīng)減小，仍可保持相應(yīng)減小，仍可保持U U0 0基本不變。基本不變。當(dāng)負(fù)載電流當(dāng)負(fù)載電流I I0 0變化引起輸出電壓變化引起輸出電壓U U0 0發(fā)生變化時，同樣會引起發(fā)生變化時，同樣會引起I IZ Z的的相應(yīng)變化，使得相應(yīng)變化，使得U U0 0保持基本穩(wěn)定。如當(dāng)保持基本穩(wěn)定。如當(dāng)I I0 0增大時，增大時，I IR R和和U UR R均會隨之增均會隨之增大而使大而使U U0 0下降，這將導(dǎo)致下降，這將導(dǎo)致I IZ Z急劇減小，使急劇減小，使I IR R仍維持原有數(shù)值，保持仍維持原有數(shù)值，保持U UR R不變，從而使不變，從而使U U0 0得到穩(wěn)定。得到穩(wěn)定。

34、可見，這種穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓管可見，這種穩(wěn)壓電路中穩(wěn)壓管VDVDZ Z起著自動調(diào)節(jié)的作用，電阻起著自動調(diào)節(jié)的作用，電阻R R一方面保證穩(wěn)壓管的工作電流不超過最大穩(wěn)定電流一方面保證穩(wěn)壓管的工作電流不超過最大穩(wěn)定電流I IZMZM；另一方面還；另一方面還起到電壓補償作用。起到電壓補償作用。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁7.3.27.3.2串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路雖很簡單，但受穩(wěn)壓管最大穩(wěn)定電流的限制，硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路雖很簡單，但受穩(wěn)壓管最大穩(wěn)定電流的限制，負(fù)載電流不能太大。另外，輸出電壓不可調(diào)且穩(wěn)定性也不夠理想。負(fù)載電流不能太大。另外，輸出電壓不可調(diào)且穩(wěn)

35、定性也不夠理想。若要獲得穩(wěn)定性高且連續(xù)可調(diào)的輸出直流電壓，可以采用由三極管若要獲得穩(wěn)定性高且連續(xù)可調(diào)的輸出直流電壓，可以采用由三極管或集成運算放大器所組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路?；蚣蛇\算放大器所組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路。1.1.電路的組成電路的組成串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的基本原理圖如串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的基本原理圖如圖圖7-167-16所示所示整個電路由四部分組成：整個電路由四部分組成：（1 1）取樣環(huán)節(jié)。由）取樣環(huán)節(jié)。由R R1 1，R RP P，R R2 2組成的分壓電路構(gòu)成。組成的分壓電路構(gòu)成。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁它將輸出電壓它將輸出電壓U U0 0分出一部分作為

36、取樣電壓分出一部分作為取樣電壓U Uf f送到比較放大環(huán)節(jié)。送到比較放大環(huán)節(jié)。（2 2）基準(zhǔn)電壓。由穩(wěn)壓二極管）基準(zhǔn)電壓。由穩(wěn)壓二極管VDVDZ Z和電阻和電阻R R3 3構(gòu)成的穩(wěn)壓電路組成。構(gòu)成的穩(wěn)壓電路組成。它為電路提供一個穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓它為電路提供一個穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓U UZ Z，作為調(diào)整、比較的標(biāo)準(zhǔn)。，作為調(diào)整、比較的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)設(shè)V V2 2發(fā)射結(jié)電壓發(fā)射結(jié)電壓U UBE2BE2可以忽略，則：可以忽略，則：或或用電位器用電位器R RP P即可調(diào)節(jié)輸出電壓即可調(diào)節(jié)輸出電壓U U0 0的大小，但的大小，但U U0 0必定大于或等于必定大于或等于U UZ Z。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一

37、頁 返回上一頁（3 3）比較放大環(huán)節(jié)。由）比較放大環(huán)節(jié)。由V V2 2和和R R4 4構(gòu)成的直流放大電路組成。其作構(gòu)成的直流放大電路組成。其作用是將取樣電壓用是將取樣電壓U Uf f與基準(zhǔn)電壓與基準(zhǔn)電壓U UZ Z之差放大后去控制調(diào)整管之差放大后去控制調(diào)整管V V1 1。（4 4）調(diào)整環(huán)節(jié)。由工作在線性放大區(qū)的功率管）調(diào)整環(huán)節(jié)。由工作在線性放大區(qū)的功率管V V1 1組成。組成。V V1 1的基的基極電流極電流I IB1B1受比較放大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流受比較放大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流I IC1C1和集、射電壓和集、射電壓U UCE1CE1改變，從而達(dá)到自動

38、調(diào)整穩(wěn)定輸出電壓的目的。改變，從而達(dá)到自動調(diào)整穩(wěn)定輸出電壓的目的。2.2.工作原理工作原理電路的工作原理如下：電路的工作原理如下：當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓U Ui i或輸出電流或輸出電流I I0 0變化引起輸出電壓變化引起輸出電壓U U0 0增加時，取樣電增加時，取樣電壓壓U Uf f相應(yīng)增大，使相應(yīng)增大，使V V2 2管的基極電流管的基極電流I IB2B2和集電極電流和集電極電流I IC2C2隨之增加，隨之增加，V V2 2管的集電極電位管的集電極電位U UC2C2下降，下降，7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁因此因此V V1 1管的基極電流管的基極電流I IB1B1下降，下降，

39、I IC1C1下降，下降，U UCE1CE1增加，增加，U U0 0下降，從下降，從而使而使U U0 0保持基本穩(wěn)定。這一自動調(diào)壓過程可以表示如下：保持基本穩(wěn)定。這一自動調(diào)壓過程可以表示如下：7.3.3 7.3.3 集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器由分立組件組成的直流穩(wěn)壓電路需要外接不少元件，因而體積由分立組件組成的直流穩(wěn)壓電路需要外接不少元件，因而體積大，使用不便。集成穩(wěn)壓器是將穩(wěn)壓電路的主要元件甚至全部元件大，使用不便。集成穩(wěn)壓器是將穩(wěn)壓電路的主要元件甚至全部元件制作在一塊硅基片上的集成電路，因而具有體積小、使用方便、工制作在一塊硅基片上的集成電路，因而具有體積小、使用方便、工作可靠等特點。作可靠等特

40、點。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁1 1三端固定輸出集成穩(wěn)壓器三端固定輸出集成穩(wěn)壓器三端型集成穩(wěn)壓器有三個接線端，即輸入端、輸出端和公共端。三端型集成穩(wěn)壓器有三個接線端，即輸入端、輸出端和公共端。三端固定輸出集成穩(wěn)壓器通用產(chǎn)品有三端固定輸出集成穩(wěn)壓器通用產(chǎn)品有W 78XX W 78XX 系列（正電源）和系列（正電源）和W79XXW79XX系列（負(fù)電源），其型號的意義為：（系列（負(fù)電源），其型號的意義為：（1 1）W78XXW78XX或或W 79XXW 79XX后面后面所加的字母表示額定輸出電流。如所加的字母表示額定輸出電流。如L L表示表示0.1A0.1A，M M表示表示0

41、.5A0.5A，無字母，無字母表示表示1.5A1.5A；（；（2 2）最后的兩位數(shù)字表示額定電壓。如）最后的兩位數(shù)字表示額定電壓。如W7805W7805表示輸出表示輸出電壓為電壓為+5V+5V，額定電流為，額定電流為1.5A1.5A。如。如圖圖7-187-18所示為所示為W 78XXW 78XX和和W 79W 79系列穩(wěn)系列穩(wěn)壓器的外形和管腳排列圖。壓器的外形和管腳排列圖。（1 1）基本電路應(yīng)用電路）基本電路應(yīng)用電路圖圖7-197-19是是W7800W7800系列集成穩(wěn)壓器輸出固定電壓的穩(wěn)壓電路。系列集成穩(wěn)壓器輸出固定電壓的穩(wěn)壓電路。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁輸入端的電

42、容輸入端的電容C C2 2用以抵消其較長接線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自用以抵消其較長接線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩，（接線不長時可以不用），激振蕩，（接線不長時可以不用），C C2 2一般在一般在0.11uF0.11uF。輸出端的電。輸出端的電容容C C3 3用來改善暫態(tài)響應(yīng)，使瞬時增減負(fù)載電流時不致引起輸出電壓用來改善暫態(tài)響應(yīng)，使瞬時增減負(fù)載電流時不致引起輸出電壓有較大的波動，削弱電路的高頻噪聲，有較大的波動，削弱電路的高頻噪聲，C C3 3可用可用1 1 u uF F電容。電容。W7900W7900系列輸出固定負(fù)電壓穩(wěn)壓電路，其工作原理及電路的組成系列輸出固定負(fù)電壓穩(wěn)壓電路，其工作原理及電路

43、的組成與與W7800W7800系列基本相同，實際中，可根據(jù)負(fù)載所需電壓及電流的大小系列基本相同，實際中，可根據(jù)負(fù)載所需電壓及電流的大小選擇不同型號的集成穩(wěn)壓器。選擇不同型號的集成穩(wěn)壓器。若輸出電壓比較高，應(yīng)在輸入端與輸出端之間跨接一個保護(hù)二若輸出電壓比較高，應(yīng)在輸入端與輸出端之間跨接一個保護(hù)二極管極管VDVD，如，如圖圖7-197-19中的虛線所示。其作用是在輸入端短路時，使輸中的虛線所示。其作用是在輸入端短路時，使輸出通過二極管放電，以保護(hù)集成穩(wěn)壓器內(nèi)部的調(diào)整管。輸入直流電出通過二極管放電，以保護(hù)集成穩(wěn)壓器內(nèi)部的調(diào)整管。輸入直流電壓壓U U i i的值應(yīng)至少比的值應(yīng)至少比U U o o高高3

44、V3V。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁（2 2）提高輸出電壓的電路）提高輸出電壓的電路如果實際需要的直流電壓超過集成穩(wěn)壓器的電壓數(shù)值，可外接如果實際需要的直流電壓超過集成穩(wěn)壓器的電壓數(shù)值，可外接一些元件提高輸出電壓，如一些元件提高輸出電壓，如圖圖7-207-20所示電路。圖中所示電路。圖中R R1 1、R R2 2為外接電阻，為外接電阻，R R1 1兩端的電壓為集成穩(wěn)壓器的額定電壓兩端的電壓為集成穩(wěn)壓器的額定電壓U U0000，R R1 1上流過的電流上流過的電流 ，集成穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流為，集成穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流為I IQ Q。可以看出可以看出穩(wěn)壓電路的輸出電壓為穩(wěn)壓電路的輸

45、出電壓為7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁由于由于I IQ Q一般很小，一般很小，因此輸出電壓為，因此輸出電壓為 由此可以看出，改變外接電阻由此可以看出，改變外接電阻R R 1 1、R R 2 2可以提高輸出電壓?？梢蕴岣咻敵鲭妷?。（3 3）擴大輸出電流的電路）擴大輸出電流的電路三端集成穩(wěn)壓器的輸出電流有一定的限制，例如三端集成穩(wěn)壓器的輸出電流有一定的限制，例如1.5A1.5A，0.5A0.5A或或0.1A0.1A。當(dāng)負(fù)載所需電流大于現(xiàn)有三端穩(wěn)壓器的輸出電流時，可以通。當(dāng)負(fù)載所需電流大于現(xiàn)有三端穩(wěn)壓器的輸出電流時，可以通過外接功率管的方法來擴大輸出電流，其電路如過外接功率管的方

46、法來擴大輸出電流，其電路如圖圖7-217-21所示，圖中所示，圖中I I3 3為穩(wěn)壓器公共端電流，其值很小，可以忽略不計，所以為穩(wěn)壓器公共端電流，其值很小，可以忽略不計，所以 ，則可得：則可得：7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁式中，式中，為功率管的電流放大系數(shù)，為功率管的電流放大系數(shù)，I IC C為功率管的集電極電流。為功率管的集電極電流。設(shè)設(shè) ，R R0.50.5，I I2 21A1A，則可由上式計算出，則可由上式計算出I I0 05A5A，可見，可見I I0 0比比I I2 2擴大了。電阻擴大了。電阻R R的作用是使功率管在輸出電流較大的作用是使功率管在輸出電流較大時才能

47、導(dǎo)通，其阻值可按下式確定：時才能導(dǎo)通，其阻值可按下式確定：（4 4）輸出正、負(fù)電壓的電路）輸出正、負(fù)電壓的電路將將W78XXW78XX系列和系列和W79XXW79XX系列穩(wěn)壓器組成如系列穩(wěn)壓器組成如圖圖7-227-22所示的電路，可所示的電路，可以輸出正、負(fù)電壓。以輸出正、負(fù)電壓。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁2.2.三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器是在三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的基礎(chǔ)三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器是在三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，集成片的輸入電流幾乎全部流到輸出端，流到公共上發(fā)展起來的，集成片的輸入電流幾乎全部流到輸出端，

48、流到公共端的電流非常小，因此可以用少量的外部元件方便地組成精密可調(diào)端的電流非常小，因此可以用少量的外部元件方便地組成精密可調(diào)的穩(wěn)壓電路，應(yīng)用更為靈活。可調(diào)式三端穩(wěn)壓器種類很多，常用的的穩(wěn)壓電路，應(yīng)用更為靈活?？烧{(diào)式三端穩(wěn)壓器種類很多，常用的是是CW117CW117和和CW137CW137系列，前者輸出連續(xù)可調(diào)正電壓系列，前者輸出連續(xù)可調(diào)正電壓1.25V37V1.25V37V，后者輸，后者輸出連續(xù)可調(diào)負(fù)電壓出連續(xù)可調(diào)負(fù)電壓1.25V1.25V37V37V，它們的基準(zhǔn)電壓，它們的基準(zhǔn)電壓U UREFREF為為1.25V1.25V，可，可輸出額定電流為輸出額定電流為0.1A0.1A，0.5A0.5A

49、或或1.5A1.5A。圖圖7-237-23為為 CW117CW117，CW137CW137的外形的外形和管腳排列圖。和管腳排列圖。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁圖圖7-247-24為三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路。為防止輸為三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路。為防止輸入端發(fā)生短路時，入端發(fā)生短路時，C C4 4向穩(wěn)壓器反向放電而損壞，故在穩(wěn)壓器兩端反向穩(wěn)壓器反向放電而損壞，故在穩(wěn)壓器兩端反向并一只二極管向并一只二極管VDVD1 1。VDVD2 2則是為防止因輸出端發(fā)生短路則是為防止因輸出端發(fā)生短路C C2 2向調(diào)整端放向調(diào)整端放電可能損壞穩(wěn)壓器而設(shè)置的。電可能損壞穩(wěn)

50、壓器而設(shè)置的。C C2 2可減小輸出電壓的紋波。可減小輸出電壓的紋波。R R1 1 、R Rp p 構(gòu)構(gòu)成取樣電路，可通過調(diào)節(jié)成取樣電路，可通過調(diào)節(jié)R Rp p來改變輸出電壓的大小。來改變輸出電壓的大小。其輸出電壓的大小可表示為其輸出電壓的大小可表示為:由于基準(zhǔn)電流由于基準(zhǔn)電流 ，可以忽略，基準(zhǔn)電壓，可以忽略，基準(zhǔn)電壓 ，所以所以7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁可見，當(dāng)可見，當(dāng)R R2 2=0=0時，時，U Uo o=1.25V=1.25V，當(dāng)，當(dāng)R R2 2=2.2k=2.2k時，時，U Uo o24V24V。為保證電路在負(fù)載開路時能正常工作，為保證電路在負(fù)載開路時能正常工

51、作，R R1 1的選取很重要。由于的選取很重要。由于元件參數(shù)具有一定的分散性，實際運用中可選取靜態(tài)工作電流元件參數(shù)具有一定的分散性，實際運用中可選取靜態(tài)工作電流I IQ Q=10mA=10mA，于是，于是R R1 1可確定為可確定為取標(biāo)稱值取標(biāo)稱值120120。若。若R R1 1的取值太大，會使輸出電壓偏高。的取值太大，會使輸出電壓偏高。7.3 7.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路返回上一頁7.4.17.4.1開關(guān)型穩(wěn)壓電源的特點及分類開關(guān)型穩(wěn)壓電源的特點及分類1.1.開關(guān)型穩(wěn)壓電源的特點開關(guān)型穩(wěn)壓電源的特點(1)(1)損耗小、效率高損耗小、效率高 開關(guān)型穩(wěn)壓電源的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)型穩(wěn)壓電源的調(diào)

52、整管工作在開關(guān)狀態(tài)，因此管耗小、效率高，通常效率可達(dá)因此管耗小、效率高，通常效率可達(dá)80809090左右。左右。(2)(2)體積小、重量輕體積小、重量輕 開關(guān)型穩(wěn)壓電源發(fā)熱小，因此調(diào)整管只需開關(guān)型穩(wěn)壓電源發(fā)熱小，因此調(diào)整管只需加較小的散熱片，同時由于一般開關(guān)型穩(wěn)壓電源直接采用加較小的散熱片，同時由于一般開關(guān)型穩(wěn)壓電源直接采用220V220V交流交流電源整流而不需電源變壓器，使得重量大為減輕，體積也隨之減小。電源整流而不需電源變壓器，使得重量大為減輕，體積也隨之減小。(3)(3)穩(wěn)壓范圍寬穩(wěn)壓范圍寬 開關(guān)型穩(wěn)壓電源在輸入交流電源電壓變化較大開關(guān)型穩(wěn)壓電源在輸入交流電源電壓變化較大時，輸出直流電壓

53、的波動一般小于時，輸出直流電壓的波動一般小于2 2。7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回如額定輸入電壓為如額定輸入電壓為220V220V的開關(guān)型穩(wěn)壓電源，一般允許輸入電壓的開關(guān)型穩(wěn)壓電源，一般允許輸入電壓在在130260V130260V變化。變化。(4)(4)濾波電容小濾波電容小 開關(guān)型穩(wěn)壓電源一般工作在幾十千赫茲的高頻開關(guān)型穩(wěn)壓電源一般工作在幾十千赫茲的高頻下，因此所需濾波電容小，濾波效果好。下，因此所需濾波電容小，濾波效果好。(5)(5)安全可靠安全可靠 開關(guān)型穩(wěn)壓電源中一般具有多種保護(hù)電路，即使開關(guān)型穩(wěn)壓電源中一般具有多種保護(hù)電路，即使負(fù)載短路也能可靠保護(hù)。負(fù)載短路也

54、能可靠保護(hù)。2.2.開關(guān)型穩(wěn)壓電源的分類開關(guān)型穩(wěn)壓電源的分類開關(guān)型穩(wěn)壓電源的類型很多，按開關(guān)三極管的連接方式分有串開關(guān)型穩(wěn)壓電源的類型很多，按開關(guān)三極管的連接方式分有串聯(lián)型和并聯(lián)型；按穩(wěn)壓電路的啟動方式分有他激式和自激式；按穩(wěn)聯(lián)型和并聯(lián)型；按穩(wěn)壓電路的啟動方式分有他激式和自激式；按穩(wěn)壓電路的控制方式分有脈沖寬度調(diào)整方式和脈沖頻率調(diào)整方式。壓電路的控制方式分有脈沖寬度調(diào)整方式和脈沖頻率調(diào)整方式。7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁7.4.27.4.2開關(guān)型穩(wěn)壓電源的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電源的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電源一般由整流電路、開關(guān)電路、濾波電路和反饋開關(guān)型穩(wěn)壓電源一般由

55、整流電路、開關(guān)電路、濾波電路和反饋電路幾部分組成，下面以串聯(lián)型脈沖寬度調(diào)整方式的開關(guān)型穩(wěn)壓電電路幾部分組成，下面以串聯(lián)型脈沖寬度調(diào)整方式的開關(guān)型穩(wěn)壓電源為例簡述其電路結(jié)構(gòu)和工作原理。源為例簡述其電路結(jié)構(gòu)和工作原理。開關(guān)型穩(wěn)壓電源的原理框圖如開關(guān)型穩(wěn)壓電源的原理框圖如圖圖7-257-25所示。圖中整流濾波電路所示。圖中整流濾波電路的作用是將輸入的交流電壓的作用是將輸入的交流電壓u ui i變換為直流電壓變換為直流電壓U Ui i；VTVT是高壓開關(guān)三極是高壓開關(guān)三極管，受開關(guān)脈沖控制以穩(wěn)定輸出電壓；方波發(fā)生器的作用是產(chǎn)生開管，受開關(guān)脈沖控制以穩(wěn)定輸出電壓；方波發(fā)生器的作用是產(chǎn)生開關(guān)脈沖并根據(jù)輸出

56、端的反饋信號來調(diào)整脈沖寬度；取樣反饋電路的關(guān)脈沖并根據(jù)輸出端的反饋信號來調(diào)整脈沖寬度；取樣反饋電路的作用是檢測輸出直流電壓作用是檢測輸出直流電壓U Uo o的變化并送方波發(fā)生器（即脈寬調(diào)整電的變化并送方波發(fā)生器（即脈寬調(diào)整電路）；路）；7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁L L和和C C的作用是濾波，的作用是濾波，VDVD的作用是續(xù)流，三者共同作用使負(fù)載的作用是續(xù)流，三者共同作用使負(fù)載R RL L上獲得平穩(wěn)的直流電壓上獲得平穩(wěn)的直流電壓U UO O。穩(wěn)壓電路的工作原理是：當(dāng)方波發(fā)生器輸出高電平時，穩(wěn)壓電路的工作原理是：當(dāng)方波發(fā)生器輸出高電平時，VTVT飽和飽和導(dǎo)通導(dǎo)通

57、(U(UCESCES0)0)，使，使A A點對地電壓點對地電壓 ；當(dāng)方波發(fā)生器輸出；當(dāng)方波發(fā)生器輸出低電平時，低電平時，VTVT截止，截止，A A點對地電壓為零。若用點對地電壓為零。若用t tonon表示開關(guān)管的導(dǎo)通時表示開關(guān)管的導(dǎo)通時間，用間，用t toffoff表示開關(guān)管的截止時間，用表示開關(guān)管的截止時間，用T T表示開關(guān)管的工作周期（即表示開關(guān)管的工作周期（即方波發(fā)生器的脈沖周期），則方波發(fā)生器的脈沖周期），則T=tT=tonon+t toffoff。A A點的電壓波形如點的電壓波形如圖圖7-7-2626所示。所示。設(shè)開關(guān)管的導(dǎo)通時間設(shè)開關(guān)管的導(dǎo)通時間t tonon與工作周期之比為占空比

58、與工作周期之比為占空比D D，則有，則有7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁因此輸出電壓的平均值為因此輸出電壓的平均值為由此可知，在輸入電壓由此可知，在輸入電壓U Ui i一定時，通過調(diào)整占空比一定時，通過調(diào)整占空比D D（即脈沖寬（即脈沖寬度度t tonon)可以改變輸出電壓可以改變輸出電壓U Uo o的值；同理在輸入電壓的值；同理在輸入電壓U Ui i變化時，也可以變化時，也可以通過調(diào)整占空比通過調(diào)整占空比D D來保持輸出電壓來保持輸出電壓U Uo o基本不變，從而實現(xiàn)了輸出電壓基本不變，從而實現(xiàn)了輸出電壓的穩(wěn)定。的穩(wěn)定。由于開關(guān)管的輸出電壓由于開關(guān)管的輸出電壓u

59、 uA A為直流脈沖電壓，不能直接輸出到負(fù)為直流脈沖電壓，不能直接輸出到負(fù)載，為此在載，為此在u uA A與負(fù)載與負(fù)載R RL L之間接入了由之間接入了由L,CL,C組成的濾波和組成的濾波和VDVD構(gòu)成的續(xù)流構(gòu)成的續(xù)流電路，以保持負(fù)載中電流的連續(xù)和負(fù)載兩端電壓的穩(wěn)定。一般開關(guān)電路，以保持負(fù)載中電流的連續(xù)和負(fù)載兩端電壓的穩(wěn)定。一般開關(guān)型穩(wěn)壓電源的開關(guān)頻率在型穩(wěn)壓電源的開關(guān)頻率在10100kHz10100kHz之間，開關(guān)頻率高，之間，開關(guān)頻率高，7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁所需濾波電容所需濾波電容C C和電感和電感L L的值就相對減小，有利于開關(guān)型穩(wěn)壓電的值就相對

60、減小，有利于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的成本降低，體積減小。源的成本降低，體積減小。7.4.37.4.3集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成開關(guān)穩(wěn)壓器常見的集成開關(guān)穩(wěn)壓器通常分為兩類，一類是單片集成脈寬調(diào)常見的集成開關(guān)穩(wěn)壓器通常分為兩類，一類是單片集成脈寬調(diào)制器，其代表產(chǎn)品有制器，其代表產(chǎn)品有CW1524CW1524等，這類脈寬調(diào)制器需外接開關(guān)功率管，等，這類脈寬調(diào)制器需外接開關(guān)功率管，電路復(fù)雜，但應(yīng)用靈活。另一類是單片集成開關(guān)穩(wěn)壓器，它是將脈電路復(fù)雜，但應(yīng)用靈活。另一類是單片集成開關(guān)穩(wěn)壓器，它是將脈寬調(diào)制器和開關(guān)功率管制作在同一芯片上，其代表產(chǎn)品有寬調(diào)制器和開關(guān)功率管制作在同一芯片上，其代表產(chǎn)品有CW4900/4962C

61、W4900/4962等，這類集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成度更高，使用方便。等，這類集成開關(guān)穩(wěn)壓器集成度更高，使用方便。7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁1.CW15241.CW1524穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器CW1524CW1524系列是采用雙極性工藝制作的模擬、數(shù)字混合集成電路，系列是采用雙極性工藝制作的模擬、數(shù)字混合集成電路，內(nèi)部電路包括：誤差放大器、振蕩器、脈寬調(diào)制器、觸發(fā)器、兩只內(nèi)部電路包括：誤差放大器、振蕩器、脈寬調(diào)制器、觸發(fā)器、兩只輸出功率晶體管及過流、過熱保護(hù)電路等，輸出功率晶體管及過流、過熱保護(hù)電路等，CW1524/2524/3524CW1524/2524/3524的區(qū)的

62、區(qū)別在于工作結(jié)溫不同。其最大輸入電壓為別在于工作結(jié)溫不同。其最大輸入電壓為40V40V，最高工作頻率為，最高工作頻率為100KHz100KHz，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為5V5V，能夠承受的負(fù)載能力為，能夠承受的負(fù)載能力為50mA50mA，封裝形，封裝形式為雙列直插式，引腳排列如式為雙列直插式，引腳排列如圖圖7-257-25所示。所示。各管腳的功能為：各管腳的功能為：1 1、2 2腳分別是誤差放大器的反相與同相輸入腳分別是誤差放大器的反相與同相輸入端，端，3 3腳為振蕩器輸出端，腳為振蕩器輸出端，4 4、5 5腳為限流取樣端，腳為限流取樣端，6 6、7 7腳為外接定時腳為外接定時電阻和定時

63、電容端，電阻和定時電容端，8 8腳是接地端，腳是接地端，9 9腳是補償端，腳是補償端，7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁1010腳是關(guān)閉控制端，腳是關(guān)閉控制端，1111、1212腳分別是輸出端，腳分別是輸出端，1616腳是基準(zhǔn)電壓腳是基準(zhǔn)電壓端。端。圖圖7-267-26所示為由所示為由CW1524CW1524構(gòu)成的開關(guān)型穩(wěn)壓電路。構(gòu)成的開關(guān)型穩(wěn)壓電路。各管腳的工作情況：整流輸出電壓各管腳的工作情況：整流輸出電壓U U1 1由由1515腳輸入，取樣誤差電腳輸入，取樣誤差電壓經(jīng)壓經(jīng)R R1 1、R R2 2分壓加于分壓加于1 1腳，腳，1616腳來的基準(zhǔn)電壓經(jīng)腳來的基準(zhǔn)

64、電壓經(jīng)R R3 3、R R4 4分壓后加于分壓后加于2 2腳。腳。6 6、7 7腳的腳的R R5 5、C C2 2決定振蕩器的振蕩頻率，決定振蕩器的振蕩頻率，9 9腳的腳的R R6 6、C C3 3用于防止電路用于防止電路產(chǎn)生寄生振蕩，引腳產(chǎn)生寄生振蕩，引腳1111、1212、1313、1414分別連接在一起，將輸出管分別連接在一起，將輸出管A A和和輸出管輸出管B B并聯(lián)運行去驅(qū)動外接的調(diào)整管并聯(lián)運行去驅(qū)動外接的調(diào)整管T T1 1、T T2 2 。R R7 7為限流電阻，為限流電阻，L L、C C4 4是外接的濾波器，是外接的濾波器，D D3 3是續(xù)流二極管，是續(xù)流二極管，R R0 0為過流

65、保護(hù)檢測電阻。該電為過流保護(hù)檢測電阻。該電路本身有獨立的振蕩器，為他激式開關(guān)穩(wěn)壓電源，可提供路本身有獨立的振蕩器，為他激式開關(guān)穩(wěn)壓電源，可提供1A1A、5A5A的的輸出。輸出。7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁2.CW49622.CW4962穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器CW4962CW4962將開關(guān)功率管集成在芯片內(nèi)部，構(gòu)成電路時，只需少量將開關(guān)功率管集成在芯片內(nèi)部，構(gòu)成電路時，只需少量外圍元件。其最大輸入電壓為外圍元件。其最大輸入電壓為46V46V，輸出電壓范圍為，輸出電壓范圍為5.140V5.140V連接可連接可調(diào)。變換效率為調(diào)。變換效率為90%90%，工作頻率高達(dá)，工作頻率高

66、達(dá)100kHz100kHz，脈沖占空比也可以在，脈沖占空比也可以在（01000100）%內(nèi)調(diào)整。該器件具有慢起動、過流、過熱保護(hù)功能。內(nèi)調(diào)整。該器件具有慢起動、過流、過熱保護(hù)功能。CW4960CW4960額定輸出電流為額定輸出電流為2.5A2.5A，過流保護(hù)為，過流保護(hù)為34.5A34.5A，只需很小的散熱，只需很小的散熱片。它采用單列片。它采用單列7 7腳封裝形式，如腳封裝形式，如圖圖7-277-27（a a）所示。所示。CW 4962CW 4962額定輸額定輸出電流出電流1.5A1.5A，過流保護(hù)電流為，過流保護(hù)電流為2 23.5A3.5A，不用散熱片，它采用雙列直，不用散熱片，它采用雙列直插式插式1616腳封裝，如腳封裝，如圖圖7-277-27（b b）所示。所示。7.4 7.4 開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路下一頁 返回上一頁由于由于CW4962CW4962內(nèi)部電路完全相同，因此它們的應(yīng)用電路也完全相內(nèi)部電路完全相同，因此它們的應(yīng)用電路也完全相同，其典型應(yīng)用電路如同，其典型應(yīng)用電路如圖圖7-287-28所示。輸入端所接電容所示。輸入端所接電容C C1 1可以減小輸可以減小輸出電壓