线性稳压电源.ppt

稳压电源的组成及主要技术指标 电子设备对电源的要求体积小 重量轻电源输出不间断效率高造价低电源能工作在特殊的环境中高稳定度 1 稳压电源的组成及主要技术指标 直流稳压电源的组成 2 电源变压器变压 隔离 整流器交流电压变为单向脉动电压 滤波器脉动直流平波处理 稳压器调节直流电压 稳压电源的组成及主要技术指标 3 整流电路 单向半波整流电路 工作原理 4 u2的正半周 D导通 A D RL B uO u2 u2的负半周 D截止 承受反向电压 为u2 uO 0 整流电路 单向半波整流电路 UO AV 和IL AV 的估算已知变压器副边电压有效值为U2 5 整流电路 单向半波整流电路 二极管的选择 6 考虑到电网电压波动范围为 10 二极管的极限参数应满足 整流电路 单向桥式整流电路 工作原理 7 u2的正半周A D1 RL D3 B uO u2 u2的负半周B D2 RL D4 A uO u2 集成的桥式整流电路称为整流堆 整流电路 单向桥式整流电路 UO AV 和IL AV 的估算 8 整流电路 单向桥式整流电路 二极管的选择 9 考虑到电网电压波动范围为 10 二极管的极限参数应满足 滤波电路 电容滤波电路 工作原理 10 按指数规律下降 滤波后 输出电压平均值增大 脉动变小 滤波电路 电容滤波电路 工作原理考虑变压器和整流电路的内阻 11 内阻使 滤波电路 电容滤波电路 二极管的导通角 12 导通角 无滤波电容时 有滤波电容时 且二极管平均电流增大 故其峰值很大 小到一定程度 难于选择二极管 滤波电路 电容滤波电路 电容的选择及UO AV 的估算 13 若负载开路UO AV 电容滤波电路 简单易行 UO AV 高 C足够大时交流分量较小 不适于大电流负载 滤波电路 电感滤波电路 14 当回路电流减小时 感生电动势的方向阻止电流的减小 从而增大二极管的导通角 电感对直流分量的电抗为线圈电阻 对交流分量的感抗为 L 适于大电流负载 滤波电路 复式滤波电路 15 为获得更好的滤波效果 可采用复式滤波电路 电感应与负载串联 电容应与负载并联 稳压管稳压电路 稳压管的伏安特性及主要参数 16 稳定电压 稳压管的击穿电压 稳定电流 使稳压管工作在稳压状态的最小电流 动态电阻 rz U I 最大耗散功率 PZM IZMUZ 可用作稳压器 电压基准 过压保护 电平转换 稳压管稳压电路 稳压管稳压电路的工作原理 电网电压波动 负载变化 17 简单易行 稳压性能好 适用于输出电压固定 输出电流变化范围较小的场合 稳压电路特点 稳压管稳压电路 稳压管稳压电路的主要指标 稳压系数 输出电阻 18 UI的选择UI 2 3 UZ稳压管的选择UZ UOIZM IZ ILmax ILmin限流电阻的选择选择原则 保证稳压管既稳压又不损坏即 稳压管稳压电路 稳压管稳压电路的设计 19 限流电阻的选择电网电压最低且负载电流最大时 稳压管的电流最小电网电压最高且负载电流最小时 稳压管的电流最大 稳压管稳压电路 稳压管稳压电路的设计 20 依次选择稳压管 UI R C U2 二极管1 输出电压 负载电流 稳压管2 输出电压 UI3 输出电压 负载电流 稳压管电流 UI R4 UI R 滤波电路的等效负载电阻 C5 UI U26 U2 R中电流 整流二极管 已知输出电压为6V 负载电流为0 30mA 试求图示电路的参数 稳压管稳压电路 稳压管稳压电路的设计 讨论 21 串联型稳压电路 晶体管放大区工作特性 22 基极电流iB 集射电压VCE 串联型稳压电路 基本原理 23 串联型稳压电路 基本调整管电路 为了使稳压管稳压电路输出大电流 需要加晶体管放大 24 稳压原理 串联型稳压电路 基本调整管电路 不管什么原因引起UO变化 都将通过UCE的调节使UO稳定 故称晶体管为调整管 若要提高电路的稳压性能 则应加深电路负反馈 即提高放大电路的放大倍数 25 调整管 取样电阻 调整管 是电路的核心 UCE随UI和负载产生变化以稳定UO 比较放大 基准电压 基准电压 是UO的参考电压 取样电阻 对UO的取样 与基准电压共同决定UO 比较放大 将UO的取样电压与基准电压比较后放大 决定电路的稳压性能 串联型稳压电路 具有放大环节的串联型稳压电路 26 1 稳压原理 若由于某种原因使UO增大 2 输出电压的调节范围 同相比例运算电路 则UO UN UB UO 串联型稳压电路 具有放大环节的串联型稳压电路 27 调整管的选择根据极限参数ICM U BR CEO PCM选择调整管 应考虑电网电压的波动和负载电流的变化 IEmax IR1 ILmax ILmax ICMUCEmax UImax UOmin U BR CEOPTmax IEmaxUCEmax PCM 串联型稳压电路 具有放大环节的串联型稳压电路 28 3 若电网电压波动 10 UI为28V UO为10V 20V 晶体管的电流放大系数为50 PCM 5W ICM 1A 集成运放最大输出电流为10mA 则最大负载电流约为多少 1 若UO为10V 20V R1 R3 1k 则R2和UZ各为多少 2 若电网电压波动 10 UO为10V 20V UCES 3V UI至少选取多少伏 串联型稳压电路 讨论 对于基本串联型稳压电源的讨论 29 1 标出集成运放的同相输入端和反相输入端 2 电路由哪些部分组成 基本工作原理是怎么样的 3 UI 21V R1 R2 R3 300 UZ 6V UCES 3V UO 如何选取R 和R 取样电阻的取值应大些还是小些 为什么 输出电流取样电阻 串联型稳压电路 讨论 关于实用串联型稳压电源的讨论 30 串联型稳压电路 集成稳压电路 W7800系列简介 31 输出电压 5V 6V 9V 12V 15V 18V 24V输出电流 1 5A W7800 0 5A W78M00 0 1A W78L00 表示输出电压值 串联型稳压电路 集成稳压电路 原理框图 32 串联型稳压电路 集成稳压电路 基本应用将输入端接整流滤波电路的输出 将输出端接负载电阻 构成串联型稳压电路 33 消除高频噪声 使Co不通过稳压器放电 抵销长线电感效应 消除自激振荡 串联型稳压电路 集成稳压电路 输出电流扩展电路为使负载电流大于三端稳压器的输出电流 可采用射极输出器进行电流放大 34 很小 三端稳压器的输出电压 若UBE UD 则 二极管的作用 消除UBE对UO的影响 串联型稳压电路 集成稳压电路 输出电压扩展电路 35 IW为几mA UO与三端稳压器参数有关 隔离作用 基准电压 电路复杂 串联型稳压电路 集成稳压电路 应用实例 36 串联型稳压电路 集成稳压电路 可调式三端稳压器W117简介 37 输出电流 1 5A W117 0 5A W117M 0 1A W117L UREF 1 25V 调整端电流只有几微安 串联型稳压电路 集成稳压电路 说明基准电压UREF是1 2 1 3V中的某一个值 在一般分析计算时可取典型值1 25VW117 W217和W317的输出端和输入端电压之差为3 40V 外接取样电阻必不可少 根据最小输出电流Iomin可以求出R1的最大值 调整端电流很小 且变化也很小 在电网电压波动和电阻变化时 输出电压非常稳定 38 串联型稳压电路 集成稳压电路 基准电压源电路 39 输出电压UREF 1 25V 调整端电流只有几微安 输入端 输出端 调整端 实际电阻值可取小点 如240 串联型稳压电路 集成稳压电路 典型应用 40 减小纹波电压 1 R1的上限值为多少 2 UO可能的最大值为多少 3 输出电压最小值为多少 4 UOmax 30V 选取R1 R2 5 已知电网电压波动 10 输出电压最大值为30V UI至少取多少伏 决定于IOmin 两种情况 1 已知UI2 自己选取UI 决定于W117的输出 输入电压最低 输出电压最高时 UI UO 3V 根据输出电压表达式 串联型稳压电路 集成稳压电路 讨论 41 稳压电源的组成及主要技术指标 特性指标输出电压范围 符合直流稳压电源工作条件情况下 能够正常工作的输出电压范围 上限 由最大输入电压和最小输入 输出电压差规定下限 由直流稳压电源内部的基准电压决定最大输入 输出电压差 表征在保证直流稳压电源正常工作条件下 所允许的最大输入 输出电压之间的差值 该值取决于直流稳压电源内部调整管的耐压指标 42 稳压电源的组成及主要技术指标 特性指标最小输入 输出电压差 表征在保证直流稳压电源正常工作条件下 所需的最小输入 输出电压之间的差值 输出负载电流范围 又称输出电流范围 在这一电流范围内 直流稳压电源应能保证符合指标规范所给出的指标 43 稳压电源的组成及主要技术指标 质量指标电压调整率SV 表征直流稳压电源稳压性能的重要指标 又称稳压系数或稳定系数 反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力 Su Uo Uo 100 电流调整率SI 在交流电源额定电压条件下 负载电流从零变化到最大时 输出电压的最大相对变化量 反映了负载变化对输出电压稳定性的影响 SI Uo Uo 100 44 稳