模拟电子技术基础_08直流稳压电源

1、第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-151第第8章章 直流稳压电源直流稳压电源第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-152本章基本要求本章基本要求 掌握掌握直流稳压电源的电路组成和工作原直流稳压电源的电路组成和工作原理理(包括单相半波整流、滤波、串联反馈包括单相半波整流、滤波、串联反馈式稳压电路式稳压电路)； 熟悉熟悉集成稳压器及其应用；集成稳压器及其应用； 了解了解开关式直流稳压电路及其工作原理开关式直流稳压电路及其工作原理等。等。 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术

2、 2021-10-1538.1 概述概述稳定电源的分类稳稳定定电电源源交流稳交流稳定电源定电源直流稳直流稳定电源定电源交流稳压电源交流稳压电源化学稳压源化学稳压源直流稳压电源直流稳压电源直流稳流电源直流稳流电源交流稳流电源交流稳流电源线性稳压源线性稳压源开关型稳压源开关型稳压源直流电源简介第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1548.2 直流稳压电源的电路组成及工作原理直流稳压电源的电路组成及工作原理8.2.1 直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成 整流电路滤波电路稳压电路电源变压器市网电压LR图8-1 直流稳压电源组成框图0t1u0t2u0t3

3、ut04ut0oU12V市电市电220V第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1559.2.2 单相整流电路单相整流电路9.2.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路 电源变压器电源变压器负载负载整流二极管整流二极管第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-156单相电源变压器单相电源变压器+-U1N1N2+-U2ZLnNNUUk112129.2.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1570tTr图8-2 单相半波整流

4、电路LRouoi(a) 半波整流电路1u2u0oo iut23ou(b) 输出电压和电流的波形oi假设变压器二次侧的电压为假设变压器二次侧的电压为 tUtUusin2sin22m2当二极管的当二极管的阳极电位高于阴极电阳极电位高于阴极电位时才导通位时才导通。 由二极管的由二极管的单向导电性单向导电性分析的前提a. 理想的变压器理想的变压器b. 理想的二极管理想的二极管D如果将二极管反接，输出电压有何变化？如果将二极管反接，输出电压有何变化？第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-158 负载上得到的负载上得到的是单向脉动是单向脉动电压电压，其大小仍然

5、在不断，其大小仍然在不断变化，其变化，其平均值为平均值为 22220o45. 02)(sin221UUttdUU (8-1) 流过流过负载电阻负载电阻LR电流的平均值电流的平均值为为 L2Loo45. 0RURUI(8-2) 单向半波整流电路中，二极管截止时所承受的单向半波整流电路中，二极管截止时所承受的最高反向电最高反向电压压就是就是 22mRM2UUU(8-3) 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1598.2.2.2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路 1单相桥式整流电路单相桥式整流电路 1) 电路组成电路组成常用的单相桥式整流电路如图常用的

6、单相桥式整流电路如图8-3a 所示。所示。 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1510桥式整流硅堆桥式整流硅堆：将四个二极管按桥式整流电路的方式将四个二极管按桥式整流电路的方式连接好封装在一起，只留四个引脚。市面上有售的连接好封装在一起，只留四个引脚。市面上有售的如如QL62A，其额定电流为，其额定电流为2A，最大反向电压为，最大反向电压为25V1000V。Tr图9-3(a) 单相桥式整流电路图1DLRou2D3D4D1u2uoi+桥式整流电路还有其它多种画法桥式整流电路还有其它多种画法第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟

7、电子技术 2021-10-15112) 工作原理工作原理分析的前提性能理想性能理想的二极管的二极管D1D4(a)(b) 理想变压器理想变压器Tr单相桥式整流电路图1DLRou2D3D4D1u2uoi+u2t022Uu2 正半周时正半周时第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1512电压电压u2为为正半周时正半周时D1、D3导通，导通， D2、D4截止截止二极管二极管D1、D3电流电流二极管二极管D1、D3承受承受的反向电压的反向电压u2t022Ut0iD1iD3,L2/2RUt0uD1uD3,22U详细分析详细分析第第8 8章章 直流稳压电源直流稳

8、压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1513u2负半周时负半周时D2,4iTr单相桥式整流电路图1DLRou2D3D4D1u2uoi+D1,3iD1,3i+u2t022U第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1514二极管二极管D D2 2、D D4 4电流电流二极管二极管D D2 2、D D4 4承受承受的反向电压的反向电压电压电压u u2 2为负半周时为负半周时D D1 1、D D3 3截止，截止， D D2 2、D D4 4导通导通u2t022Ut0uD2uD4,22Ut0iD2iD4,L2/2RU第第8 8章章 直流稳压电源直

9、流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1515输入电压输入电压整流电路输出电压整流电路输出电压输出电流输出电流u2t022Uuot022UL2/2RUt0io输出电流输出电流的平均值的平均值如果考虑二极管非线性，输出电压有何变化？如果考虑二极管非线性，输出电压有何变化？第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15162桥式整流电路的性能指标桥式整流电路的性能指标 （1）输出电压输出电压oU一个周期内的平均值一个周期内的平均值222020o9 . 022)(sin21)(21UUttdUtduUo直流电流为直流电流为 L2o9 . 0R

10、UI （2）脉动系数脉动系数S 最低次谐波幅值与输出电压平均值之比定义为脉动系数最低次谐波幅值与输出电压平均值之比定义为脉动系数Soom1UUS （3）流过二极管的正向平均电流流过二极管的正向平均电流 DD2,4D1,3III21oIL245. 0RU= = )6cos3524cos1522cos321 (222otttUuuot0第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1517（4）二极管承受的最大反向电压二极管承受的最大反向电压RMU二极管在截止时管子承受的最大反向电压 2RM2UU (9-8) （5）输出电压纹波因数）输出电压纹波因数 oorU

11、U2o2226o24o22oorUUUUUUUor 输出电压中各次谐波电压有效值的总和输出电压中各次谐波电压有效值的总和Uo 输出电压的平均值输出电压的平均值对于桥式整流电路对于桥式整流电路483. 01)(2o22o2o22oorUUUUUUU第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1518 滤波电路的作用是滤除整流电压中的高频分量。常滤波电路的作用是滤除整流电压中的高频分量。常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、复式滤波及用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、复式滤波及有源滤波等。有源滤波等。 )6cos3524cos1522cos321 (222ot

12、ttUu整流输出尽管已经成为直流电压，但脉动太大，输出中整流输出尽管已经成为直流电压，但脉动太大，输出中的高频分量较多。全波和桥式整流输出电压可表示为：的高频分量较多。全波和桥式整流输出电压可表示为：8.3 滤波电路滤波电路第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15198.3.18.3.1电容滤波电容滤波 Tr1DLRouoI2D3D4D1u2uLC充电 滤波电路的作用是滤除整流电压中的纹波。常用的滤波电滤波电路的作用是滤除整流电压中的纹波。常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、复式滤波及有源滤波。路有电容滤波、电感滤波、复式滤波及有源滤波。 放电滤

13、波电容滤波电容uot0第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15208.3.18.3.1电容滤波电容滤波第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1521滤波原理滤波原理 (1) 当当C = 0 ， 外接外接RL时时当当C = 0 (无滤波电容无滤波电容)时时输入电压输入电压输出电压波形输出电压波形234u2t022Uuo0234t22U输出电压输出电压2o9 . 0 UU输出电压平均值输出电压平均值第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1522(2) 当当C0

14、、RL=时时Tr1Dou2D3D4D1u2u充电LC很小 Lo1Cr输出电压波形输出电压波形输入电压输入电压234u2t022Uuo0234t22U电容器的电容器的充电时间常数充电时间常数为为m2oUU 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1523Tr1DLRouoI2D3D4D2u充电放电LC输出电压输出电压输入电压输入电压234u2t022U0234tuouC,22U二极管导通时电容器充电二极管导通时电容器充电，充电时间常数，充电时间常数很小 LLoLo1)/(CrCRruo =uc u2(3) 当当C0、RL 时时第第8 8章章 直流稳压电

15、源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1524当当C充电到最高点时充电到最高点时C将通过将通过RL开始放电开始放电。二极管二极管D1、D3将截止，将截止，输入电压输入电压234u2t022UC充电到最高点充电到最高点0234tuouc,22UC C开始放电开始放电第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1525输出电压波形输出电压波形C C充电充电C C放电放电D D截止截止D D导通导通0tou1t2t滤波器输入电压滤波器输入电压波形波形电流流通角电流流通角0tDi1t2t3toI4t电流波形电流波形第第8 8章章 直流稳压电源

16、直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-152622O4 . 12=UUU2O0.9=UU2O1.2UU 2)53(=LdTCR2) 当当 C开路开路 ，即无电容，即无电容滤波但有负载的情况滤波但有负载的情况3) 正常情况下正常情况下1) 当当R ，即负载开路情况下，即负载开路情况下1DLRouoI2D3D4D2uLC电容滤波小结电容滤波小结第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1527性能参数的工程估算性能参数的工程估算1) 电容滤波电路的外特性电容滤波电路的外特性 C=0C小小C大大0.9U2uoio022Ua. 当当io一定时

17、，一定时，C越小，越小，Uo(AV)越小，纹波越大。越小，纹波越大。b.当当C一定时，一定时，io越大越大, Uo(AV)越小。越小。)(ooifu 外特性特点外特性特点电容滤波电路适用于负载电流比较小或负载基本不变的场合。电容滤波电路适用于负载电流比较小或负载基本不变的场合。第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15282) 输出直流电压输出直流电压 2(AV)O)4 . 11 . 1 (UU一般取一般取 2O(AV)2.1UU 3) 输出电流平均值输出电流平均值 L2L(AV)OO(AV)2 . 1RURUIDD2,4D1,3III21oAVI

18、= 若若LCR2)5(3T第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15294) 整流二极管的平均电流整流二极管的平均电流 (b) 二极管导通时，有冲击电流；二极管导通时，有冲击电流；其特点：其特点：(a) 比无滤波电容时的平均电流大；比无滤波电容时的平均电流大；二极管的平均电流二极管的平均电流放电时间常数越大，放电时间常数越大，越小，冲击电流越大。越小，冲击电流越大。(c) 冲击电流与二极管的导通角冲击电流与二极管的导通角( )有关。有关。oF)32(II (8-11) 5) 整流二极管的最高反向电压整流二极管的最高反向电压 2RM2UU第第8 8章

19、章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1530【例8-1 ，例，例8-2】链接 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1531电容器的作用 电容器在电路中的用途不同名称也不同，如旁路电容器在电路中的用途不同名称也不同，如旁路电容、耦合电容、滤波电容、谐振电容、去耦电电容、耦合电容、滤波电容、谐振电容、去耦电容等，但其原理都一样容等，但其原理都一样。 旁路旁路(bypass)电容电容 耦合电容耦合电容(如第3章中的RC耦合电路) 滤波电容滤波电容 谐振电容谐振电容 电源去耦去耦(decoupling)电容电容 第第8

20、 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1532在实际制作直流稳定电源或电子电路时，应考虑以下几点：在实际制作直流稳定电源或电子电路时，应考虑以下几点：电源电路中对地滤波电容，多用容量较大的电解电容器。电源电路中对地滤波电容，多用容量较大的电解电容器。应考虑各种电容器的自谐振频率应考虑各种电容器的自谐振频率 (FSR)值，所以需要在大值，所以需要在大容量滤波电容器两端并联小容量的电容器，以便为高频容量滤波电容器两端并联小容量的电容器，以便为高频谐波电压提供了一个对地通路。谐波电压提供了一个对地通路。电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地，半导体器件电源滤波中电

21、容对地脚要尽可能靠近地，半导体器件(尤尤其是集成电路其是集成电路)电源引线端的去耦滤波电容器，应尽量靠电源引线端的去耦滤波电容器，应尽量靠近器件的电源引脚端。近器件的电源引脚端。电源滤波电容并非越大越好，应按实际需要选用。一般大电源滤波电容并非越大越好，应按实际需要选用。一般大电容滤除低频波电容滤除低频波,小电容滤除高频波。为使整流滤波电路小电容滤除高频波。为使整流滤波电路能达到最高性价比，应选用能与负载电阻匹配的电容值，能达到最高性价比，应选用能与负载电阻匹配的电容值，这样，既能使电路的输出电压达到要求，又不提高对其这样，既能使电路的输出电压达到要求，又不提高对其他元器件的性能要求，使电路达

22、到最佳的性价比。他元器件的性能要求，使电路达到最佳的性价比。 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15338.3.2 电感滤波电路电感滤波电路 忽略电感器忽略电感器L的电阻时，负载上输出的平均电的电阻时，负载上输出的平均电压和纯电阻压和纯电阻(不加电感不加电感)负载相同，即负载相同，即 oU2U= 0.9 (8-12) 1DLRou图8-7 桥式整流电感滤波电路2D3D4D2uTr1uL第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15348.3.3 复式滤波器复式滤波器 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压

23、电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1535常用整流滤波电路常用整流滤波电路第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15368.4 稳压电路稳压电路8.4.1 并联型稳压电路并联型稳压电路 oimaxomaxZoZ)32()35 . 1 (UUIIUU【例例8-3】链接链接 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1537稳压管稳压电路稳压管稳压电路RDZRLIUoUZU 稳压管稳压电路RIZIoI 在负载变化不大的场合，稳压管常用来做稳压电源，由于在负载变化不大的场合，稳压管常用来做稳压电源，

24、由于负载和稳压管并联，又称为并联稳压电源。稳压管在实际工作负载和稳压管并联，又称为并联稳压电源。稳压管在实际工作时要和电阻相配合使用，其电路如图时要和电阻相配合使用，其电路如图2-18所示所示选择稳压管一般取选择稳压管一般取UZUo IZM(1.5 3) Iom UI = (23) Uo 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1538RDZRLIUoUZU图2-18 稳压管稳压电路RIZIoILZZminZILZZMZIRUIUURRUIUUZMLZZIminIRURUUIZ可得电阻可得电阻R的取值范围为的取值范围为 当负载电阻当负载电阻RL和输入

25、电压和输入电压UI一定时，电阻一定时，电阻R的选择是根据稳压的选择是根据稳压管的电流不超过正常工作范围来选的。稳压管的电流是在管的电流不超过正常工作范围来选的。稳压管的电流是在IZmin IZ IZM之间，之间，第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1539RDZRLIUoUZU图2-18 稳压管稳压电路RIZIoIUIUo（UZ）IZ IRUR Uo 稳压原理如下：稳压原理如下：当负载不变，输入电压当负载不变，输入电压UI波动使得输波动使得输出电压出电压Uo升高，其调节过程为：升高，其调节过程为：若输入电压若输入电压UI不变，负载发生变化，如不变

26、，负载发生变化，如RL增大，其调节过程增大，其调节过程为：为：RLUo（UZ）IZ IRUR Uo 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15408.4.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 8.4.2.1 稳压电源的主要指标稳压电源的主要指标 uSrS（1）输入调整率输入调整率和稳压系数和稳压系数 输入调整率是表征稳压器稳压性能的优劣的重要指标，是指在输入调整率是表征稳压器稳压性能的优劣的重要指标，是指在负载和温度不变的条件下，输入电压变化对输出电压的影响负载和温度不变的条件下，输入电压变化对输出电压的影响 00iouoTIUUS(8-14)

27、 工程常用工程常用稳压系数稳压系数rS表示直流稳压电源的性能表示直流稳压电源的性能 00iiooro/TIUUUUS(8-15) 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1541(2) 负载调整特性 负载调整特性负载调整特性IS定义为输出电压的相对变化量与输出电流变化量的比。定义为输出电压的相对变化量与输出电流变化量的比。 00oooITUIIUUS(8-16) (3) 输出电阻 )( 00oooiTUIUR (8-17) (4) 温度系数 00oToiIUTUSC /mVo (8-18) 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电

28、子技术 2021-10-15428.4.2.2 串联反馈式稳压电路的组成与工作原理串联反馈式稳压电路的组成与工作原理 iUoULRR（a）图8-12 串联稳压电路基本原理图 串联反馈式稳压电路稳定输出电压是利用了电压串联反馈式稳压电路稳定输出电压是利用了电压负反馈稳定输出电压的基本原理，如图负反馈稳定输出电压的基本原理，如图8-12a所示。所示。 iUoULRcer（b）Bu调整管调整管第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15431电路组成电路组成图8-13 串联型稳压电路的组成框图+-AiUoULRTREFUFU1R2RRZDBuCEu调整环节

29、调整环节取样环节取样环节比较放大环节比较放大环节基准环节基准环节如图如图8-13所示是串联反馈式稳压电路的组成框图。所示是串联反馈式稳压电路的组成框图。第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15442稳压原理稳压原理 iUCEu L)(R或或 FU OU Bu OUiU图8-13中： 是整流滤波电路的输出电压，是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，为调整管，A为比较放大器，为比较放大器，UREF为基准电压，为基准电压，R1与与R2组成反馈网络用来反映输出电压的变组成反馈网络用来反映输出电压的变化化(取样取样)。这种稳压电路的主回路是工作于线性状态的

30、调整管。这种稳压电路的主回路是工作于线性状态的调整管T与负载串联，与负载串联， 故称为故称为串联型稳压电路串联型稳压电路。 ou212oFUFRRRUU第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15453输出电压输出电压uuuREFo1FAAUU在深度负反馈条件下 11uuFAREF21uREFo)1 (URRFUU(8-19) 【例例8-5】链接链接 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15464调整管参数选取原则调整管参数选取原则(1) ICMIomax(2) PCMo(max)CE(max)IU(3

31、)CEO(BR)UCE(max)U第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15478.5 集成稳压器集成稳压器8.5.1 三端固定式集成稳压器三端固定式集成稳压器 2. 2. 主要特点主要特点1. 1. 电路主要组成部分电路主要组成部分(1) (1) 串联反馈型线性稳压电路；串联反馈型线性稳压电路；(2) (2) 高精度基准电压源；高精度基准电压源；(3) (3) 过流、过热保护等电路。过流、过热保护等电路。(2) (2) 外接元件少；外接元件少； (1) (1) 工作可靠；工作可靠；(3) (3) 使用方便。使用方便。第第8 8章章 直流稳压电源直

32、流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1548TO-200 塑料封装图8-15 LM7800/LM7900引脚功能及封装图TO-3 金属封装LM7800INGNDOUTLM7800INGNDOUTLM7900 常用三端固定集成稳压器常用三端固定集成稳压器是是7800系列和系列和7900系列。系列。7800系列输出正电压，其输出电压系列输出正电压，其输出电压有有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、20V、24V等品种等品种。 该系列的输出电流分该系列的输出电流分5档，档，7800系列是系列是1.5A，78M00是是0.5A，78 L00和是和是0.1 A，78

33、T00是是3A，78H00是是5A。 7900系列与系列与7800系列所不同的系列所不同的是输出电压为负值。是输出电压为负值。 外形图外形图3. 3. 外形及特点外形及特点第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15494. 4. 分类分类按输出电压是否可调按输出电压是否可调固定式三端稳压器固定式三端稳压器可调式三端稳压器可调式三端稳压器1 输入端输入端3 输出端输出端2 公共端公共端78系列系列1 公共端公共端3 输出端输出端2 输入端输入端79系列系列第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1550图8

34、16 LM7800系列集成稳压器内部电路iUoUBUFU启动启动电路电路基准基准电源电源调整调整环节环节比较比较放大放大过热过热保护保护限流限流保护保护减流减流保护保护采样采样环节环节5. 5. 7878内内部部电电路路第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1551三端集成稳压器的应用C2防止自激振荡防止自激振荡C3减小高频干扰减小高频干扰C1 、C4减小输出纹减小输出纹波和低频干扰波和低频干扰第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1552扩大输出电流扩大输出电流UI+UOC1LM78+132C2R1T

35、OI OICI式中式中1RBOIII 1BER1RUI OBII b bOCOIII 图中图中A6 . 01R IA4 . 0B IA4C IA5O I若若b b =10， R1=0.5 , |UBE|=0.3V, 。则则A1OI第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1553双路输出电源第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15548.5.2 三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器 )1 (1wREFoRRUU(8-20) 其中 UREF=1.25V 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子

36、技术模拟电子技术 2021-10-1555【例例8-6】链接链接 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1556使用集成稳压器时应注意以下几个问题使用集成稳压器时应注意以下几个问题 (1)选择合适的集成稳压器类型选择合适的集成稳压器类型 (2) 选择集成稳压器的主要参数选择集成稳压器的主要参数 (3) 配置合适的外围条件配置合适的外围条件 1) 选择合适的滤波电容选择合适的滤波电容 2) 防止产生自激防止产生自激 3)防止稳压器损坏防止稳压器损坏 4) 优化优化PCB布局工艺布局工艺 5) 采取必要的散热措施采取必要的散热措施 第第8 8章章 直流

37、稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15578.5.3 基准电压源基准电压源 常用基准电压器件主要有：常用基准电压器件主要有：LM385-1.2 (1.2V精密基准电压精密基准电压源源)，LM385-2.5 (2.5V精密基准电压源精密基准电压源)，LM336-2.5 (2.5V精密精密基准电压源基准电压源)，MC1403(2.5V基准电压源基准电压源)， LM431ACZ、TL431 (精密可调精密可调2.5V36V基准稳压源基准稳压源)，LM399H (6.9999V精精密基准电压源密基准电压源)，LM336-5.0 (5.0V精密基准电压源精密基准电压源)等。

38、等。 1. TL431基准电压源基准电压源 TL431是一个性能优良是一个性能优良的基准电压集成电路。该器的基准电压集成电路。该器件主要应用于稳压、仪器仪件主要应用于稳压、仪器仪表、可调电源和开关电源中，表、可调电源和开关电源中，是稳压二极管的良好替代品。是稳压二极管的良好替代品。 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15588.6 开关式稳压电源开关式稳压电源 传统的线性稳压电源虽然电特性优良，电路结构传统的线性稳压电源虽然电特性优良，电路结构简单、工作可靠，但调整管串接在负载回路里是它的简单、工作可靠，但调整管串接在负载回路里是它的根本弱点，

39、存在着效率低（只有根本弱点，存在着效率低（只有40%60%）、体积）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点，大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点，有时还要配备庞大的散热装置。为了提高效率，人们有时还要配备庞大的散热装置。为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达（研制出了开关式稳压电源，它的效率可达（80%95%），且稳压范围宽，此外还具有稳压精度高、不），且稳压范围宽，此外还具有稳压精度高、不使用电源变压器等优点，因此，开关稳压电源已广泛使用电源变压器等优点，因此，开关稳压电源已广泛用于各种仪器设备、计算机、通信系统、空间技术以用于各种仪器设备、计算机、通

40、信系统、空间技术以及电视接收机等家用电器产品中。及电视接收机等家用电器产品中。 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1559线性稳压电路的主要特点线性稳压电路的主要特点(1) 电压稳定度高；电压稳定度高；(2) 纹波电压小；纹波电压小；(3) 响应速度快；响应速度快；(4) 电路简单；电路简单；(5) 调整管的功耗大；调整管的功耗大；(6) 功率变换效率低。功率变换效率低。第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15608.6.1 开关式稳压电源的特点及分类开关式稳压电源的特点及分类 8.6.1.1 开

41、关式稳压电源的特点开关式稳压电源的特点 （1）允许电网电压变化范围宽。）允许电网电压变化范围宽。 （2）功耗低，效率高。开关电源效率约为）功耗低，效率高。开关电源效率约为8095。 (3) 开关稳压电源的体积和重量要比同功率的串联式稳压电开关稳压电源的体积和重量要比同功率的串联式稳压电 源小且轻。源小且轻。 （4）可靠性高。）可靠性高。 （5）容易实现多路电压输出和遥控。）容易实现多路电压输出和遥控。 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15618.6.1.2 开关式稳压电源的分类开关式稳压电源的分类 按负载与储能电感的连接方式分，有串联型与并按

42、负载与储能电感的连接方式分，有串联型与并联型开关稳压电源；联型开关稳压电源； 按不同的激励方式分，有自激式与他激式开关稳压电按不同的激励方式分，有自激式与他激式开关稳压电源；按电路结构可分为单管型、推挽型、半桥型和全桥型。源；按电路结构可分为单管型、推挽型、半桥型和全桥型。 按控制方式分为脉冲宽度调制按控制方式分为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation , PWM)、脉冲调频式、脉冲调频式(Pulse Frequency Modulation , PFM)和混和混合调制式合调制式(PWM与与PFM)三种。三种。 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子

43、技术 2021-10-15628.6.2 开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源的基本工作原理8.6.2.1 开关稳压中换能电路的基本原理开关稳压中换能电路的基本原理Uo+TuLUIIo+C1+T+iLC2 +iCuEDRLeonToffT开关管开关管续流二极管续流二极管储能电感储能电感滤波电容滤波电容第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1563iUTDL2CLRoU 开关管T导通时的的等效电路LiTonuiUTD2CLRoUL开关管T截止时的的等效电路LiToffu控制脉冲的特点：控制脉冲的特点： 来自反馈控制电路来自反馈控制电路,周期周期

44、T恒定。恒定。Ui为为高电平高电平(Ton期间期间)时，时，T T饱和导通，饱和导通，IEUu D截止，截止，C C2 2充电、充电、L L储能；储能；Ui为为低电平低电平(Toff期间期间)时，时，T截止，截止， D导通，导通，C2、L放能。放能。第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1564直流平均电压直流平均电压 ionioqUTTUU (8- 21) q称为脉冲波形的占空比，即一个周期持续脉冲时间称为脉冲波形的占空比，即一个周期持续脉冲时间ton与周期与周期T之比值。之比值。 (8-22) TTTTTqonoffonon 第第8 8章章 直

45、流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15658.6.2.2 串联开关稳压电路的基本原理串联开关稳压电路的基本原理Uo+TuLUIIo+C1+T+iLC2 +iCuEDRLeonToffT开关管开关管续流二极管续流二极管控制脉冲控制脉冲储能电感储能电感滤波电容滤波电容第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1566第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1567工作波形 toffttt图图8-31 图图9-22中中uE(uD)、iL、uo的波形的波形 Imin tonImaxiL0UoIOuo -UD00uE (uD)电感电流电感电流iL输出电压输出电压uo射极电压射极电压uE第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-1568串联开关稳压电源方框图串联开关稳压电源方框图脉宽调制器脉宽调制器采样电路采样电路UO+TUI+LCDRLR第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-10-15698.6.2.3 并联型开关电源的工作原理并联型开关电源的工作原理 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源 模拟电子技术模拟电子技术 2021-