直流稳压电源内容包括：单相整流滤波电路,线性集成稳压器,开关集成稳压电源

1、直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 引言 几乎所有的电子设备都需要稳定的直流几乎所有的电子设备都需要稳定的直流 电源，通常都是由交流电网供电，因此电源，通常都是由交流电网供电，因此 需要把交流电变成稳定的直流电。直流需要把交流电变成稳定的直流电。直流 稳压电源就是把交流电经过整流变成脉稳压电源就是把交流电经过整流变成脉 动的直流电，然后通过滤波稳压转换成动的直流电，然后通过滤波稳压转换成 稳定的直流电的仪器。它由整流电路、稳定的直流电的仪器。它由整流电路、 滤波电路和稳压电路

2、滤波电路和稳压电路3部分组成。部分组成。 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 滤波滤波整流整流稳压稳压变压变压 交流交流 电源电源 负负 载载 Ot u Ot u Ot u Ot u Ot u 220V 单向单向 脉动电压脉动电压 合适的合适的 交流电压交流电压 平滑平滑 直流电压直流电压 稳定稳定 直流电压直流电压 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 直流

3、稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 1.1 单相整流电路单相整流电路 一、半波整流电路一、半波整流电路 RL 220V + u u2 iD + uD 带有纯阻负载的单相半波整流电路如图所带有纯阻负载的单相半波整流电路如图所 示，这是一种最简单的整流电路。它由变示，这是一种最简单的整流电路。它由变 压器压器Tr、整流二极管、整流二极管V及负载及负载RL三部分组三部分组 成。变压器成。变压器Tr将将220V交流电压变换为整流交流电压变换为整流 电路所要求的交流低压；二极管电路所要求的交流低压；二极管V具有正具有正 向导通、反向截止的开关作用，所以将交向导通、反

4、向截止的开关作用，所以将交 流电变成了脉动的直流电，称为整流二极流电变成了脉动的直流电，称为整流二极 管；负载管；负载RL将电能转换成其他能量。将电能转换成其他能量。 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 RL 220V + u u2 iD + uDu2 0 时时: 设设tUusin2 22 二极管导通，忽略二二极管导通，忽略二 极管正向压降，极管正向压降， uo=u2 u2 IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须 大于二极管实际所承受的最大反 向峰值电压URM，即 UR URM =2SQR(2)U2 二极管的

5、选择： 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 输出电压波动小，变压需中心抽头，绕制 复杂，成本高，笨重。 v1 v2 vo D1 Tr v2 D2 v2 vo 0 0 t t 234 电路特点： 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 从前面的分析可知，无论何种整流电路，从前面的分析可知，无论何种整流电路， 它们的输出电压都含有较大的脉动成分。它们的输出电压都含有较大的脉动成分。 为了减少脉动，就需要采取一定的措施，为了减少脉动，就需要采取一定的措施， 即滤波。滤波的作用是一方面尽量降低输即滤波。滤波的作用是一方面尽

6、量降低输 出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量 保留其中的直流成分，使输出电压接近于保留其中的直流成分，使输出电压接近于 理想的直流电压。理想的直流电压。 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 1. 电路和工作原理电路和工作原理 在整流电路中，在整流电路中， 把一个大电容把一个大电容C并接在负载电阻两端就并接在负载电阻两端就 构成了电容滤波电路，构成了电容滤波电路， 其电路和工作波形如图所示。其电路和工作波形如图所示。 RL V1V4 V3V2 io C + uo= uc + u V导通时给导通时给C 充电充电 V截止

7、时截止时C 向向RL放电放电 滤波后滤波后uo 的波形变得平缓的波形变得平缓,平均值提高。平均值提高。 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 RL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时 (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻) u2 t uo t 无滤波电容无滤波电容 时的波形时的波形 加入滤波电容加入滤波电容 时的波形时的波形 u2上升上升, u2大于电容上的电压大于电容上的电压uc,u2对电容充电，对电容充电，uo= uc u2, , u2下降，下降， u2小于电容上的电压。二极管承受反向电压小于电容上的电压。二极管承受反向电压 而截止。电容而截止。电容

8、C通过通过RL放电，放电， uc按指数规律下降，按指数规律下降， 时间常数时间常数 = RL C 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 u2 t uo t 只有整流电路输出电压大于只有整流电路输出电压大于u uc c时，才时，才 有充电电流。因此二极管中的电流是有充电电流。因此二极管中的电流是 脉冲波。脉冲波。 二极管中的二极管中的 电流电流 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 2 2UU o 经上述分析可知，经上述分析可知， 由于在二极管截止期间电由于在二极管截止期间电 容向负载电阻缓慢放电，容向负载电阻缓慢放

9、电， 使得输出电压的脉使得输出电压的脉 动减小，动减小， 结果平滑了许多。结果平滑了许多。 输出电压平均值输出电压平均值 也得到了提高。也得到了提高。 显然显然RLC的值越大，的值越大， 滤波效滤波效 果越好，果越好， 当负载开路时（当负载开路时（RL=）, 为了取得良好的滤波效果，为了取得良好的滤波效果， 一般取一般取 2 53 T CRL 式中，式中， T为交流电源的周期。为交流电源的周期。 此时的输出电压此时的输出电压 平均值为平均值为 Uo1.2 U2 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 例例 1.1 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率单相桥式

10、电容滤波整流，交流电源频率f = 50 Hz,负载负载 电阻电阻RL = 40 ,要求直流输出电压要求直流输出电压UO = 20V, 选择选择整流二极管整流二极管及及滤滤 波电容。波电容。 解解:选变压器选变压器 V17 2 . 1 V20 2 . 1 O 2 U U 2RM 2UU 选二极管应满足选二极管应满足:IF (2 3) ID 可选可选: 2CZ55C(IF = 1 A， URM = 100 V)或或1 A、100 V 整流桥整流桥 电流平均值电流平均值: A0.25 40 V 20 2 1 2 1 2 1 L O OD R U II 承受最高反压：承受最高反压： V 242 2RM

11、 UU s f T02. 0 50 11 s 04. 0 2 4 L T CR取取F 1000 40 s 0.04 C 可选可选： 1000 F, 耐压耐压50 V 的电解电容的电解电容 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 1. 电感滤波电感滤波 RL L + u2 整流后的输出电压：整流后的输出电压： 直流分量被电感直流分量被电感L 短路短路 交流分量主要降在交流分量主要降在L 上上 电感越大，滤波效果越好电感越大，滤波效果越好 2. 型滤波型滤波 L C1 RL + u2 C2 C1、C2对交流容抗小对交流容抗小 L 对交流感抗很大对交流感抗很大

12、负载电流小时负载电流小时 L 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 8 + Uo + UI RL V1 +UCE 并联型稳压电路并联型稳压电路调整管与负载并联调整管与负载并联 串联型稳压电路串联型稳压电路调整管与负载串联调整管与负载串联 2.1 串联型稳压电路的工作原理串联型稳压电路的工作原理 + UI 取取 样样 电电 路路 调整管调整管 比较放比较放 大电路大电路 基准电压基准电压 UZ UF 一、结构和稳压原理一、结构和稳压原理 稳压的实质：稳压的实质：UCE的自动调节使输出电压恒定的自动调节使输出电压恒定 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路

13、,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 二、输出电压的调节范围二、输出电压的调节范围 8 + Uo + UI R2 RL R1 R1 UF UZ R2 RP Z p21 2O F U RRR RU U Z 2 p21 O U R RRR U Z p2 p21 minO U RR RRR U Z 2 p21 maxO U R RRR U 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 2.2 三端固定集成稳压器三端固定集成稳压器 CW7800系列系列(正电源正电源)CW7900系列系列(负电源负电源) 5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V 一、一、78、7

14、9系列的型号命名系列的型号命名 输出电流输出电流 78L / 79L 输出电流输出电流100 mA 78M / 9M 输出电流输出电流500 mA78 / 79 输出电流输出电流1.5 A 输出电压输出电压 例如例如: CW7805 输出输出5 V，最大电流，最大电流1.5 A CW78M05 输出输出5 V，最大电流，最大电流0.5 A CW78L05 输出输出5 V，最大电流，最大电流0.1 A 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 封装封装 CW7805 1 2 3 UIUO GND CW7905 1 2 3 UIUOGND 符号符号 CW7800

15、 + 21 3 CW7900 1 3 _ 2 _ 塑料封装塑料封装 金属封装金属封装 3 1 2 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 二、二、CW7800的内部结构和基本应用电路的内部结构和基本应用电路 内部内部 结构结构 + UI + UO 基本应基本应 用电路用电路 Uo = 12V W7812 12 3 C2 + UiC1 C3 0.33 F0.1 F 100 F RL 防止输入端短路时防止输入端短路时C3 反向放电损坏稳压器反向放电损坏稳压器 抵消输入抵消输入 长接线的长接线的 电感效应，电感效应， 防止自激防止自激 改善负载改善负载 的瞬态响

16、的瞬态响 应应,消除高消除高 频噪声频噪声 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 提高输出提高输出 电压电路电压电路 W78 1 3 2 Ci C2 + UO + UI + U R1 R2 IQ I1 I2 静态电流静态电流 5 8 mA 要求要求 Q 1 1 5I R U I 2Q1O )(RIIUU 2Q 1 )(RI R U U U R R )1( 1 2 输出电压输出电压 UO U 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 输出电压可输出电压可 调稳压电路调稳压电路 W78 C1 C2 + UI + U + U

17、O R1 R2 R3 R4 8 UU ( (虚短虚短) ) O 21 1 43 3 U RR R U RR R U RR R R R U 43 3 1 2 O )1( 可产生小于可产生小于U 的输出电压 的输出电压UO 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 输出正、负输出正、负 电压的电路电压的电路 24V 24V 220V W7815 W7915 1000 F 220 F 0.33 F 0.33 F 0.1 F + + + + 1000 F 0.1 F 220 F 恒流源电路恒流源电路 + UI = 10V W7805 + UO R RL IQ IO

18、0.1 F 0.33 F 10 Q 23 O I R U I A5 . 0 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 2.3 三端可调输出集成稳压器三端可调输出集成稳压器 一、典型产品型号命名一、典型产品型号命名 CW117/217/317系列（正电源）系列（正电源） CW137/237/337系列（负电源）系列（负电源） 工作温度工作温度 CW117(137) - -55 150 C CW217(237) - -25 150 C CW317(337) 0 125 C 基准电压基准电压1. 25 V 输出电流输出电流 L型型 输出电流输出电流100 mA M

19、型型 输出电流输出电流500 mA 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 二、二、CW117内部结构和基本应用电路内部结构和基本应用电路 内部内部 结构结构 调整电路 基准电路 误差放大 启 动 电 路 偏置电路电路 保护电路电路 IREF UI UO ADJ 外形外形 引脚引脚 CW117 1 2 3 UIUOADJ CW137 1 2 3 UIUOADJ 50 A 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 基本应基本应 用电路用电路 Uo CW317 3 C2 + + Ui C1 C3 0.1 F 10 F 33

20、F R1 R2 C4 0.1 F V1 V2 UREF = 1.25 V 使使UREF很稳定很稳定 2REF21 1 REF O )(RIRR R U U )/1(25. 1 12 RR R1 = UREF/ IQ =125 静态电流静态电流IQ(约约10 mA)从输出端流出从输出端流出, RL开路时流过开路时流过R1 R2 = 0 2.2 k 时，时， I REF 50 A UO = 1.25 24 V 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 0 30V连续连续 可调电路可调电路 Uo CW317 3 + +Ui C1 0.33 F 10 F R1 R2

21、 C3 1 F V C2 R3 + 3 k 120 680 +32 V 10 V A 当当R2 = 0时，时，UO= 0V UA= 1.25 V 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 线性稳压电路的缺点线性稳压电路的缺点: 调整管管耗大调整管管耗大 电源效率低电源效率低(40% 60%) 改进思路改进思路: 使调整管使调整管 截止截止(电流小电流小) 饱和饱和(管压降小管压降小) 开关稳压电路的优点开关稳压电路的优点: 效率高效率高 （80% 90%） 体积小、重量轻体积小、重量轻 稳压范围宽稳压范围宽 开关稳压电路的缺点开关稳压电路的缺点: 电路复杂电

22、路复杂 对电网要求不高对电网要求不高 对电子设备干扰较大对电子设备干扰较大 输出电压含较大纹波输出电压含较大纹波 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 一、一、 串联型开关稳压电路串联型开关稳压电路 3.1 开关稳压电源的基本工作原理开关稳压电源的基本工作原理 组成框图组成框图 + UI + Uo RL V1 8 A 8 C R1 R2 V2 L C + UREF uF uA uT uB uE iL IO 频率固定频率固定 的三角波的三角波 误差放大误差放大 续流续流 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 工作波形

23、工作波形 on I O t T U U + UI V1 L uEIO + Uo RL 8 A 8 C V2C + UREF uF uA uT uB iL =DUI T t D on 占空比占空比 O O O O UO t t t O t t uT uA uB uE iL uo IO toff ton UI 脉宽调制式脉宽调制式 （PWM） 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 + UI + Uo RL V1 8 A 8 C R1 R2 V2 L C + UREF uF uA uT uB uE iL IO 稳压原理稳压原理 UI UO uF uA 占空比占

24、空比 UO D = 50 %当当uF = UREF ,uA = 0, UO为预定标称值为预定标称值 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 二、二、 并联型开关稳压电路并联型开关稳压电路 + UI + Uo RL V1 R1 R2 L C + UREFuF uB V2 控制控制 电路电路 + UI + Uo RL V1 L C + uB V2 + UI + Uo RL V1 L C + uB V2 iL 高电平高电平 iO 低电平低电平 iL uB toff ton T I off on O )1(U t t U 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,

25、线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 类型类型 单片脉宽调制式单片脉宽调制式(外接开关功率管外接开关功率管) 单片集成开关稳压器单片集成开关稳压器 CW1524 CW4960/4962 一、一、CW1524/2524/3524（区别在于温度范围）（区别在于温度范围） 组成：组成： 基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、 振荡器、触发器、输出功率管振荡器、触发器、输出功率管(2)、过热保护、过热保护 最大输入电压：最大输入电压：40 V 最高工作频率：最高工作频率：100 kHz 每路输出电流：每路输出电流：100 mA 内部基准电压：内部基准电压：5 V(承受承

26、受50 mA电流电流) 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 取样电压取样电压 基准电压基准电压 输出输出 方波方波 定时电容定时电容 定时电阻定时电阻 关闭关闭, 控制脉宽控制脉宽 接扩流晶体接扩流晶体 管管C、E极极 输入输入 电压电压 振荡振荡/ /同步同步 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 IN +IN UIN UREF (+ 5 V) EB CB CA EART CT GND 限流限流 +限流限流 断路断路 补偿补偿 CW1524系列引脚排列系列引脚排列 直流稳压电源内容包括：单相整流 滤波电路,线性集成稳压器,开关集 成稳压电源 外接复合管扩流外接复合