模电电子课件教案 第8讲-整流稳压电源.ppt

8.2 线性稳压电路,8.3 开关稳压电路,第 8 讲 直流稳压电源,8.1 单相整流滤波电路,8.1 单相整流滤波电路,8.1.2 单相整流电路,8.1.3 滤波电路,8.1.1 直流稳压电源的组成,8.1.1 直流稳压电源的组成,一、作用,二、基本组成及各部分的作用,交 流 电,8.1.2 单相整流电路,一、单相半波整流电路,利用二极管的单向导电性构成,2. 工作原理,1. 电路组成,uO= u2,iO= iD1 = iD3 = uO/ RL,输入正半周时：,uO= u2,iO= iD2 = iD4 = uO/ RL,输入负半周时：,二、桥式整流电路,3. 工作波形,二、桥式整流电路 续,提高整流效率， 减小输出脉动。,4. 参数估算与整流二极管选择,二、桥式整流电路 续,5. 桥式整流电路的简化画法,二、桥式整流电路 续,8.1.3 滤波电路,一、电容滤波电路,1. 工作原理,2. 输出电压,当 RL = 时：,当 RL 为有限值时：,RC 越大，滤波越好， UO(AV) 越大。,估算公式 UO(AV) 1.2U2,一、电容滤波电路 续,3. 元件参数选择,选整流管应满足：,IF (2 3) ID(AV),选滤波电容应满足：,耐压大于,例8.1.1,解：,单相桥式整流电容滤波如图所示，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40 ，要求直流输出电压 UO(AV) = 20 V，试求变压器二次电压有效值，并选择整流二极管及滤波电容。,可选2CZ55C(IF = 1 A，URM = 100 V)或 1 A、100 V 的整流桥。,(1) 求变压器二次电压有效值,(2) 选择整流二极管,例 8.1.1 解续：,(3) 选择滤波电容,可选取 1 000 F、耐压 50 V 的电解电容。,1. 电感滤波,电容滤波适宜负载电流较小、负载电流基本不变的场合。,L 越大，负载电阻越小， 滤波效果越好。,2. 型滤波,负载电流小时可用R 代替L。,二、其它形式的滤波电路,UO(AV) 0.9U2,适宜大电流、低电压负载。,滤波效果好。,*讨论,答：正常。 当负载开路时，滤波电容放电速度很慢，故输出电 压比较平稳，纹波电压很小；接入负载电阻后，滤波电 容放电加快，使输出电压波动增大，所以纹波电压较大。 因此纹波电压大小的测量，应在额定负载下进行。,测量直流稳压电源纹波电压时，发现接入负载和负载 开路测得的纹波电压大小相差很多，这种现象是否正常？ 为什么？,8.1 复习要点,8.2.1 稳压电路的主要技术指标,8.2.2 串联型稳压电路的工作原理,8.2.3 三端固定输出集成稳压器,8.2 线性稳压电路,8.2.4 三端可调输出集成稳压器,稳压电路概述,稳压电路概述,作用：在交流电源电压波动或负载变化时稳定输出直流电压。,类型：,8.2.1 稳压电路的主要性能指标,1. 稳压系数 Sr,稳压系数、电压调整率、电流调整率、 输出电阻、温度系数、纹波电压及纹波抑制比,2. 电压调整率 SU,或定义为： 负载电流和温度不变，输入电压变化10%时输出电压的变化量。,3. 电流调整率 SI,当输入电压和温度不变，输出电流从0变化到最大时 输出电压的相对变化量。,4. 输出电阻 Ro,或定义为： 恒温且输入电压不变，负载电流变 化10%时引起的输出电压变化量。,二、质量指标 续,5. 温度系数 ST,6. 纹波电压及纹波抑制比 Sinp,纹波电压：叠加在直流输出电压上的交流电压， 通常用有效值或峰值表示。 其大小与负载电流有关，应在额定输出电流下测。,纹波抑制比 Sinp：输入纹波电压峰-峰值与输出纹波电压峰-峰 值 之比的分贝值。,二、质量指标 续,8.2.2 串联型稳压电路的工作原理,UZ,UF,一、电路组成、各部分的作用和稳压工作原理,自动调节UCE ，使输出电压稳定。,电路引入了深度负反馈，所以运放工作于放大状态。,UZ,UF,一、电路组成、各部分的作用和稳压工作原理,自动调节UCE ，使输出电压稳定。,电路引入了深度负反馈，所以运放工作于放大状态。,8.2.2 串联型稳压电路的工作原理,二、输出电压的计算,运放输入端虚短,8.2.3 三端固定输出集成稳压器,CW7800 系列(正电源),CW7900 系列(负电源),5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V,一、型号及其性能,输出电流：,78L / 79L 输出电流 100 mA,78M / 79M 输出电流 500 mA,78 / 79 输出电流 1.5 A,输出电压：,例如：,CW7812,CW78M18,CW79L05,输出12 V，最大电流 1.5 A,输出18 V，最大电流 0.5 A,输出 5 V，最大电流 0.1 A,二、外形、管脚排列与符号,塑 料 封 装,外 形,三、内部电路组成框图,四、基本应用电路,C1 抵消输入长接线的电感效应，防止自激。,C2、C3 改善负载的瞬态响应，消除高频噪声；消振。,V 防止输入端短路时 C3 反向放电损坏稳压器。,UI Uo 2.5 3V,Uo= 12V,五、其它应用电路,提高输出电压电路,R1取值通常应保证：,静态电流 IQ 为5 8 mA,特点： UO U ； 当输入电压变化时，IQ也变化，因此稳压精度差。,四、其它应用电路 续,输出正、负电压的电路,+15 V,15 V,四、其它应用电路 续,恒流源电路,金属封装,*讨论,试设计一个直流稳压电源： 给定负载100，要求输出直流电压9V。,8.2.4 三端可调输出集成稳压器,一、典型产品,CW117/217/317系列(正电源),CW137/237/337系列(负电源),二、管脚排列与符号,塑 料 封 装,三、内部结构与工作特点,四、基本应用,V1 防止输入端短路时 C4 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,注意： 静态电流 IQ(约可达10 mA)从输出端流出，在RL 开路时需流过 R1，因此为保证电路正常工作，必须正确选择阻值： R1 = UREF/ IQ =1.25V/10mA= 125 可取标称值120 。 若负载固定， R1也可取大些，但要保证 I+ IO10mA 。,U31=240V,U21=1.25V,应用举例1,故,应用举例2: 030 V 连续可调电路,UA = 1.25 V,应用举例2,*讨论,实际使用集成稳压器时，应注意哪些问题？,讨论小结,（1）集成稳压器的型号及其引脚的排列，不能错。特别是输入 端和输出端不能接反，否则接通电源后会损坏。 （2）负载电阻不能过小，即负载电流必须小于器件额定电流。 （3）管耗较大时，器件应加装适当的散热器。塑料封装管加散 热器后最大功率为10W，金属封装管加散热器后最大功率 为20W。 （4）集成稳压器的输入、输出电压之差不能太小，一般要求该 压差大于2.53V，否则会影响稳压性能，但压差过大会使 稳压器功耗增大。 （5）稳压器输出端接有大容量负载电容时，应在稳压器输入、 输出端之间接保护二极管。 （6）稳压器GND端不能开路,否则使UO UI ,可能损坏负载电路。,8.2 复习要点,1.理解稳压电路的主要技术指标。 2.理解串联型稳压电路的组成、工作原理和分析计算； 掌握三端集成稳压器的应用。,主要要求：,串联型稳压电路的组成和输出电压的估算； 集成三端稳压器的型号与典型应用。,重点：,8.3.1 开关稳压电路的特点及类型,8.3.2 开关稳压电路的工作原理,*8.3.3 集成开关稳压器及其应用实例,8.3 开关稳压电路,8.3.1 开关稳压电路的特点及类型,开关稳压电路的分类,8.3.1 开关稳压电路的特点及类型 续,8.3.2 开关稳压电路的工作原理,一、 串联型开关稳压电路,1