直流穩(wěn)壓電源講稿（PPT49頁)(1)

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,直流穩(wěn)壓電源,電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)講座(1),1,1 直流穩(wěn)壓電路的組成,2 整流電路,3 濾波電路,4 硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,5 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路,6 集成穩(wěn)壓電源,2,穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo),輸出電壓,輸出電壓變化量,輸入調(diào)整因數(shù),電壓調(diào)整率,穩(wěn)壓系數(shù),輸出電阻,溫度系數(shù),3,1 直流穩(wěn)壓電路的組成,一、直流穩(wěn)壓電源的作用,將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。,二、組成,變壓器：,整流：,濾波：,穩(wěn)壓：,4,三、引起電壓不穩(wěn)定的原因,1、交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)；,2、負(fù)載的變化（由于整流濾波電路存

2、在內(nèi)阻）；,3、溫度的影響；,5,2 整流電路,單相,三相,二極管,可控硅,橋式,倍壓整流,半波,全波,把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。,整流電路分類：,整流電路的任務(wù)：,6,一、單相半波整流電路,1、工作原理,i,D,u,2,t,u,o,t,設(shè)變壓器輸出電壓：u,2,=U,2,sint,u,1,u,2,u,o,R,L,+,則輸出電壓：,u,o,=,2、電路特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元件少。,缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大，利用率低,+,7,一、單相半波整流電路,u,o,=,3、電路分析,（1）輸出直流電壓：,（2）負(fù)載平均電流,（3）二極管所承受的最大反向電壓,（4）整流管平均整流電流=負(fù)載平均電流,4、

3、整流輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù),8,二、單相全波整流電路,u,1,u,2,u,2,D,1,R,L,D,2,u,2,t,u,o,t,電路分析：,u,0,=,9,三、單相橋式整流電路,u,2,t,u,o,t,正確利用二極管的引導(dǎo)作用,u,1,u,2,R,L,u,0,=,10,3 濾波電路,幾種濾波電路,（,a）電容濾波電路,（,b）電感電容濾波電路（倒L型）,（,c）,型濾波電路,濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):,電容與負(fù)載,R,L,并聯(lián)，或電感與負(fù)載,R,L,串聯(lián)。,11,一、電容濾波電路,充電,放電,t,u,o,D,u,1,u,2,C R,L,u,o,i,0,1、空載時(shí)的情況,輸出電壓為 U,2,，二極管承受的最

4、高反向電壓U,RM,=2 U,2,2、接負(fù)載的情況,在工作過程中，二極管并非在整個(gè)半周內(nèi)導(dǎo)電，按能量守恒的觀點(diǎn)，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)釋放的電荷等于在較短時(shí)間內(nèi)沖得的電荷，所以充電電流較大。,3、結(jié)論,（1）二極管的導(dǎo)通角I,B2,，這樣，當(dāng)I,B2,變化時(shí)取樣比n才能基本不變。,但R,1,、R,2,不能過小，過小的分壓電路，將浪費(fèi)過多的電流，通常選擇I,1,（510）I,B2,。,（6）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本組成,R,L,變壓器,整流,濾波,比較放大,基準(zhǔn)電壓,取樣,調(diào)整管,交流輸入,30,二、帶有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電路,I,C1,T,1,R,C,I,R,I,b1,R,3,R,1,I,b2,I,1,U,I,

5、T,2,R,L,U,0,U,Z,R,2,3、討論,（7）電路的不足,流過穩(wěn)壓管的電流隨U,0,而波動(dòng)，使U,Z,不穩(wěn)定，從而降低了穩(wěn)壓精度，T,2,的發(fā)射極電流也會(huì)影響U,Z,。,當(dāng)溫度變化時(shí)，由T,2,組成的放大環(huán)節(jié)將產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，使U,0,穩(wěn)定度變差。,當(dāng)負(fù)載電流變化較大時(shí)，相應(yīng)地要求調(diào)整管的基極電流也有較大的變化范圍，這部分電流要由放大管的集電極來提供，一般三極管不易達(dá)到這樣的要求。,輸出電壓固定，不能調(diào)節(jié)。,T,2,的C極電阻R,C,接至電路的不穩(wěn)定的輸入端，U,I,的變化，通過R,C,加到T,1,的b極而被放大。,31,I,C1,T,1,R,C,I,R,I,b1,R,3,R,1,I,

6、b2,I,1,U,I,T,2,R,L,U,0,U,Z,R,2,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,1、改變?nèi)颖纫哉{(diào)節(jié)輸出電壓的范圍,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,顯然，調(diào)節(jié)R,w,，可改變?nèi)颖?，從而使輸出電壓U,0,得到調(diào)整。,或,32,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,2、調(diào)整管采用復(fù)合管,例如：I,0,=1A，T,1,的=30，則I,B1,I,e,/=1A/30=33mA。,而T,2,的I,C2,約為12mA，因此，不能對(duì)T,1,進(jìn)行有

7、效控制，這就得采用復(fù)合管。,設(shè),1,=30，,2,=50，則,1,2,=1500,這時(shí)調(diào)整管的基極電流只需,33,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,3、說明：,（1）若兩只管子組成的復(fù)合管還不能滿足要求，可用三只或四只管子組成復(fù)合管，但此時(shí)會(huì)產(chǎn)生穿透電流過大的問題。,（2）T,1,通常選用大功率管，為了充分利用管子，一般都加有散熱片。,兩只電阻起平衡作用,（3）在一個(gè)大功率管不能負(fù)擔(dān)輸出電流時(shí)，可采用兩管或多管并聯(lián)運(yùn)用。,C,B,E,34,1.比較放大級(jí)采用差動(dòng)放大器或集成運(yùn)放,2.調(diào)整管采用復(fù)合三極管

8、,3.采用輔助電源(比較放大部分的電源),4.用恒流源負(fù)載代替集電極電阻以提高增益,5.內(nèi)部加短路和過熱保護(hù)電路,R,C,T,1,T,2,U,Z,R,3,R,W,1,R,W,2,R,1,R,W,R,2,R,L,U,O,+,_,+,_,U,I,U,B,2,集成化,集成穩(wěn)壓電源,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,3、說明：,（4）其它措施,35,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,例：,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k

9、，R,C3,=2k,（1）要使R,w,滑到最下端時(shí)，U,0,=15v，R,w,應(yīng)為多少？,（2）當(dāng)R,w,滑到最上端時(shí)，此時(shí)的U,0,為多少？,（3）當(dāng)U,0,=15v，I,0,=500mA時(shí)，求通過R,C3,的電流I,RC3,和流過穩(wěn)壓管的電流I,Z,？,36,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,例：,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,T,1,T,3,都工作于放大區(qū)，其中，T,1,、T,2

10、,組成復(fù)合管，其電流放大系數(shù) =,1,2,=2050=1000,T,1,管的基極電位：U,B3,=U,Z,+U,BE3,=5.3v+0.7v=6V,調(diào)節(jié)R,w,的滑動(dòng)端，可改變輸出U,0,，當(dāng)R,w,的滑動(dòng)端往下調(diào)，則T,2,管的基極電位U,B2,=U,I,I,RC3,R,C3,愈高，T,1,管的管壓降U,CE1,愈小，輸出電壓U,0,愈高。,反之，R,w,的滑動(dòng)端往上調(diào)，U,0,愈低。,37,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,例：,當(dāng)R,w,的滑動(dòng)端往下調(diào)到最下端時(shí)，電路滿足,由此可解得：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3

11、,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,（1）要使R,w,滑到最下端時(shí)，U,0,=15v，R,w,應(yīng)為多少？,38,當(dāng)R,w,的滑動(dòng)端往上調(diào)到最上端時(shí)，電路滿足,即,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,例：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,（2）當(dāng)R,w,滑到最上端時(shí)，此時(shí)的U,0,為多少？

12、,39,（3）因T,1,、T,2,均工作于放大區(qū)，其發(fā)射結(jié)電壓均為0.7v左右，故通過R,C3,的電流,流過穩(wěn)壓管的電流,I,Z,=I,R3,+I,E3,I,E3,I,C3,=I,RC3,I,B2,三、提高穩(wěn)壓電源性能的措施,例：,T,1,R,C3,T,2,R,3,R,1,U,I,T,3,R,w,R,L,U,0,D,Z,R,2,U,BE3,=0.7v，U,Z,=5.3v,U,I,=20v，,1,=20,2,=50，R,1,=R,2,=200,R,3,=1k，R,C3,=2k,流過取樣電阻上的電流近似為（忽略I,B3,）,代入數(shù)值可得：I,B2,0.54mA，I,E3,=1.26mA，I,Z,=

13、11mA,40,6 集成穩(wěn)壓電源,特點(diǎn)：體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉,內(nèi)部電路：串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路,類型：W7800系列 穩(wěn)定正電壓,W7805 輸出+5V,W7809 輸出+9V,W7812 輸出+12V,W7815 輸出+15V,W7900系列 穩(wěn)定負(fù)電壓,W7905 輸出-5V,W7909 輸出-9V,W7912 輸出-12V,W7915 輸出-15V,41,u,2,u,1,C,1,300,F,U,1,=220V,U,2,=8V,U,C1,=1.2 U,2,=9.6V,U,o,=5V,+,_,C,o,W7805,+,_,U,o,1,3,2,1,F,R,L,C,I,1,F,3、實(shí)

14、際應(yīng)用接線圖,42,1,2,+,U,I,=10V,W78,05,3,+,U,O,R,R,L,I,Q,I,O,0.1,F,0.33,F,10,恒流源電路,43,三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器型號(hào)命名,CW117/217/317,系列,(正電源),CW137/237/337,系列,(負(fù)電源),工作溫度,CW117,(,137,),-,55,150C,CW217,(,237,),-,25,150C,CW317,(,337,),0,125C,44,基準(zhǔn)電壓,1.25 V,輸出電流,L 型,輸出電流 100 mA,M,型 輸出電流 500 mA,45,基本應(yīng)用電路,U,o,CW317,1,2,3,C,2,+,+

15、,U,i,C,1,C,3,0.1,F,10,F,33,F,R,1,R,2,C,4,I,O,I,Q,I,I,REF,0.1,F,V,1,V,2,V,1,防止輸入端短路時(shí),C,4,反向放電損壞穩(wěn)壓器,V,2,防止輸出端短路時(shí),C,2,通,過調(diào)整端放電損壞穩(wěn)壓器,120,2.2 k,46,R,1,=,U,REF,/,I,Q,=125,靜態(tài)電流,I,Q,(,約10 mA,),從輸出端流出，,R,L,開路時(shí)流過,R,1,R,2,=,0,2.2 k,時(shí)，,U,O,=,1.25,24 V,47,0,30 V 連續(xù)可調(diào)電路,U,o,CW317,1,2,3,+,+,U,i,C,1,0.33,F,10,F,R,1,R,2,C,3,1,F,V,C,2,R,3,+,3,k,120,680,+32,V,10,V,A,U,A,=,1.25 V,當(dāng),R,2,=,0,時(shí)，,U,O,=,0 V,48,可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器,恒流源電路,2,3,+,U,I,CW317,1,R,R,L,I,ADJ,I,O,0.1,F,R 從120到0.8歐,其輸出電流I,O,為10mA到1.5A,1.25V,50uA,49,