集成直流稳压电源课件

集成直流稳压电源的制作第一章9.1单相整流滤波电路9.3开关集成稳压电源小结9.2线性集成稳压器集成直流稳压电源的制作第一章9.1单相整流滤波电路9.39.1

单相整流滤波电路9.1.2滤波电路引言

9.1.1单相整流电路9.1单相整流滤波电路9.1.2滤波电路引言9引言滤波整流稳压变压交流电源负载组成框图引言滤波整流稳压变压交负组成框图OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动电压合适的交流电压滤波稳压OtuOtuOtuOtuOtu220V单向合适的滤波稳9.1.1单相整流电路一、半波整流tO23u2tO23uOtO23iD=iOtO23uDＶRL~220V+uｏ–u2iD+uD–9.1.1单相整流电路一、半波整流tO23u2V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uou2u1二、桥式整流输入正半周1.工作原理输入负半周+uoV3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+u2u2.波形tOtOtOtO2323Im2233uOu2uDiD=iO2.波形tOtOtOtO2323Im3.参数估算1)整流输出电压平均值2)二极管平均电流3)二极管最大反向压totototo2323Im2233uOu2uDiD=iO3.参数估算1)整流输出电压平均值2)二极管平均电流34.简化画法+uoRLio~+u25.整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~4.简化画法+RLio~+5.整流桥把四只二极管封装~~io+

uo=ucRLV1V4V3V2+u9.1.2滤波电路一、电容滤波1.电路和工作原理Cio+RLV1V4V3V2+9.1.2滤波电路io+

uo=ucRLV1V4V3V2+uV导通时给C充电，V截止时C向RL放电；滤波后

uo

的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电Cio+RLV1V4V3V2+V导通时给C充2.波形及输出电压当RL=时：OtuO2当RL为有限值时：通常取RC越大UO越大RL=为获得良好滤波效果，一般取：(T为输入交流电压的周期)UO=1.2U22.波形及输出电压当RL=时：OtuO2当[例9.1.1]

单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=40，要求直流输出电压

UO=20V，选择整流二极管及滤波电容。[解]1.选二极管电流平均值：承受最高反压：[例9.1.1]单相桥式电容滤波整流，交流电源频率[选二极管应满足：IF(23)

ID可选：2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或

1A、100V

整流桥2.选滤波电容可选：

1000F，耐压50V的电解电容。选二极管应满足：IF(23)ID可选：2CZ二、其他形式滤波1.电感滤波RLL~+u2整流后的输出电压：直流分量被电感L

短路交流分量主要降在L上电感越大，滤波效果越好二、其他形式滤波1.电感滤波RLL~+整流后的输出电压：直2.型滤波L

C1RL~+u2

C2C1、C2

对交流容抗小L

对交流感抗很大负载电流小时2.型滤波LC1RL~+C2C1、C2对交流容抗9.2

线性集成稳压器9.2.2三端固定集成稳压器9.2.1串联型稳压电路的工作原理

9.2.3三端可调输出集成稳压器9.2线性集成稳压器9.2.2三端固定集成稳压器98Uo+UIRLV1+UCE并联型稳压电路—调整管与负载并联串联型稳压电路—调整管与负载串联9.2.1串联型稳压电路的工作原理+UI取样电路调整管比较放大电路基准电压UZUF一、结构和稳压原理8+RLV1+UCE并联型稳压电路—调整管与负载并联稳压的实质：

UCE的自动调节使输出电压恒定二、输出电压的调节范围8+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP稳压的实质：二、输出电压的调节范围8++R2RLR1R1集成直流稳压电源课件9.2.2三端固定集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压9.2.2三端固定集成稳压器CW7800系列(正电源)例如：CW7805

输出

5V，最大电流

1.5ACW78M05

输出

5V，最大电流

0.5ACW78L05

输出

5V，最大电流

0.1A例如：CW7805输出5V，最大电流1.5AC封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7800++213CW790013_2_塑料封装金属封装封装CW7805123UIUOGNDCW790二、CW7800的内部结构和基本应用电路内部结构+UI取样电路调整电路保护电路基准电压比较放大启动电路+UO二、CW7800的内部结构和基本应用电路内部+取调整电路保基本应用电路Uo=12VW7812123C2++UiC1C30.33F0.1F100FRL防止输入端短路时C3反向放电损坏稳压器抵消输入长接线的电感效应，防止自激改善负载的瞬态响应，消除高频噪声基本应Uo=12VW7812123C2++UiC1C30提高输出电压电路W78132CiC2+UO+UI

+UR1R2IQI1I2静态电流58mA要求输出电压UO>U

提高输出电压电路W78132CiC2++输出电压可调稳压电路W78C1C2+UI

+U+UOR1R2R3R48(虚短)可产生小于U

的输出电压UO输出电压可W78C1C2+++R1R输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151323211000F220F0.33F0.33F0.1F+15V15V++++1000F0.1F220F输出正、负~24V~24V~220VW7815W791513恒流源电路12+UI=10VW78053+UORRLIQIO0.1F0.33F10恒流源电路12+W78053+RRLIQIO0.1F0.9.2.3三端可调输出集成稳压器一、典型产品型号命名CW117/217/317系列(正电源)CW137/237/337系列(负电源)工作温度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C9.2.3三端可调输出集成稳压器一、典型产品型号命名CW基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100mAM型—输出电流500mA基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100m二、CW117内部结构和基本应用电路内部结构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路保护电路IREFUIUOADJ123外形引脚CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ50A二、CW117内部结构和基本应用电路内调整电路基准电路误差基本应用电路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1F10F33FR1R2C4IOIQIIREF0.1FV1V2V1防止输入端短路时C4反向放电损坏稳压器V2防止输出端短路时C2通过调整端放电损坏稳压器UREF=1.25V使UREF很稳定120IREF

50A2.2k基本应用电路UoCW317123C2++UiC1C30.1R1=

UREF/

IQ=125静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL开路时流过R1R2=

02.2k

时，UO=

1.2524VR1=UREF/IQ=125静态电流IQ(030V连续可调电路Uo

CW317123++UiC10.33

F10FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V当R2=0时，UO=0V030V连续可调电路UoCW317123++Ui9.3

开关集成稳压电源

引言

9.3.1开关稳压电源的基本工作原理

9.3.2集成开关稳压器及其应用9.3开关集成稳压电源引言9.3.1开关稳压电源引言线性稳压电路的缺点：调整管管耗大电源效率低(40%60%)改进思路：使调整管截止(电流小)

饱和(管压降小)引言线性稳压电路的缺点：调整管管耗大改进思路：使调整管截止开关稳压电路的优点：效率高(80%90%)体积小、重量轻稳压范围宽开关稳压电路的缺点：电路复杂对电网要求不高对电子设备干扰较大输出电压含较大纹波开关稳压电路的优点：效率高(80%90%)体积小、重量一、串联型开关稳压电路9.3.1开关稳压电源的基本工作原理调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定的三角波误差放大续流一、串联型开关稳压电路9.3.1开关稳压电源的基本工工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIO+UIV1LuEIO+UoRL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比+V1LuEIO+RL8A8CV2C+UREFuFuAuTu+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO稳压原理UIUOuFuA占空比UOD=50%当uF=UREF，uA=0，UO

为预定标称值++RLV18A8C基准三角波R1R2V2LC+UREFuF二、并联型开关稳压电路+UI+UoRLV1R1R2LC+UREFuFuB控制电路V2+UI+UoRLV1LC+uBV2+UI+UoRLV1LC+uBV2iL高电平iO低电平uBtofftonT

截止截止iL二、并联型开关稳压电路++RLV1R1R2LC+UREF单片脉宽调制式(外接开关功率管)9.3.2集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器CW1524CW4960/4962一、CW1524/2524/3524(区别在于温度范围)组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、振荡器、触发器、2只输出功率管、过热保护最大输入电压：40V最高工作频率：100kHz每路输出电流：100mA内部基准电压：5V(承受50mA电流)单片脉宽调制式(外接开关功率管)9.3.2集成开关稳压器取样电压基准电压输出方波定时电容定时电阻关闭,控制脉宽接扩流晶体管C、E极输入电压振荡/同步12345678161514131211109–IN+INUINUREF(+5V)EBCBCAEARTCTGND–限流+限流断路补偿CW1524系列引脚排列取样电压基准电压输出定时电容定时电阻关闭,接扩流晶体输入振荡防止寄生振荡外接复合管扩流产生振荡12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k3k5k5k5k2k50k180680.1UIUOR00.1F0.02F0.01F500F(28

V)CW1524L0.9mHf0=1.15/R5C2=19.2kHz+5V2.5

V2.5

V+5V限流取样电阻(1

A)防止寄生振荡外接复合管扩流产生116。。+–+–R1R2R二、CW4960/4962组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器开关功率管(内接)、软启动电路、过流限制、过热保护功能：慢起动、过流保护、过热保护占空比可调(0

100%)最大输入电压：50

V输出电压：5.140

V连续可调最高工作频率：100

kHz额定输出电流：CW4960—2.5A(过流保护3.04.5A)CW4960—1.5A(过流保护2.53.5A)小散热片不用散热片二、CW4960/4962组成：基准电压源、误差放大器、脉宽CW4960/4962系列引脚图1234567CW4960IN反馈补偿GNDRT/CT软启动输出12345678161514131211109NC输出NC补偿NCGNDGNDNC输入NC软启动RT/CTGNDGND反馈NCCW4962CW4960/4962系列引脚图12345CW4960/4962应用电路220FR115kL150H4962(4960)11(3)10(2)7(1)14(5)4(4)15(6)2(7)。。R2RPRTCPCTC1UIUO4.7k+++220F220F/40VC2C34.3k33nF2.2F2.2nFV取样电阻500

10k工作频率控制f=1/RTCT106kHz一般RT

=127k

CT

=13.3nF

频率补偿防寄生振荡续流二极管采用肖特基管软启动电容14.7FCW4960/4962应用电路小结第9章小结第9章一、整流滤波电路的参数关系输出电压均值UO流过二极管电流均值ID二极管最高反压URM半波整流0.45U2IO全波整流0.9U20.5IO桥式整流0.9U20.5IO1.整流2.电容滤波当:UO1.2U2一、整流滤波电路的参数关系输出电压均值UO流过二极管二极管半二、分立元件稳压电路1.稳压管稳压适合于负载电流小，输出电压固定的场合UIUORRLILIRIZ二、分立元件稳压电路1.稳压管稳压适合于负载电流小，输出电2.三极管作调整管的稳压电路8+Uo+UIRLR1UFUZR22.三极管作调整管的稳压电路8++RLR1UFUZR2三、三端集成稳压电路1.三端固定集成稳压器Uo=VW78123C2++UiC1C30.33F0.1FRL+三、三端集成稳压电路1.三端固定集成稳压器Uo=2.三端可调集成稳压器Uo

CW317123C2++UiC1C30.1F10F33FR1R2C4IOIQI0.1FV1V22.三端可调集成稳压器UoCW317123C2++UiC集成直流稳压电源的制作第一章9.1单相整流滤波电路9.3开关集成稳压电源小结9.2线性集成稳压器集成直流稳压电源的制作第一章9.1单相整流滤波电路9.39.1

单相整流滤波电路9.1.2滤波电路引言

9.1.1单相整流电路9.1单相整流滤波电路9.1.2滤波电路引言9引言滤波整流稳压变压交流电源负载组成框图引言滤波整流稳压变压交负组成框图OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动电压合适的交流电压滤波稳压OtuOtuOtuOtuOtu220V单向合适的滤波稳9.1.1单相整流电路一、半波整流tO23u2tO23uOtO23iD=iOtO23uDＶRL~220V+uｏ–u2iD+uD–9.1.1单相整流电路一、半波整流tO23u2V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uou2u1二、桥式整流输入正半周1.工作原理输入负半周+uoV3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+u2u2.波形tOtOtOtO2323Im2233uOu2uDiD=iO2.波形tOtOtOtO2323Im3.参数估算1)整流输出电压平均值2)二极管平均电流3)二极管最大反向压totototo2323Im2233uOu2uDiD=iO3.参数估算1)整流输出电压平均值2)二极管平均电流34.简化画法+uoRLio~+u25.整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~4.简化画法+RLio~+5.整流桥把四只二极管封装~~io+

uo=ucRLV1V4V3V2+u9.1.2滤波电路一、电容滤波1.电路和工作原理Cio+RLV1V4V3V2+9.1.2滤波电路io+

uo=ucRLV1V4V3V2+uV导通时给C充电，V截止时C向RL放电；滤波后

uo

的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电Cio+RLV1V4V3V2+V导通时给C充2.波形及输出电压当RL=时：OtuO2当RL为有限值时：通常取RC越大UO越大RL=为获得良好滤波效果，一般取：(T为输入交流电压的周期)UO=1.2U22.波形及输出电压当RL=时：OtuO2当[例9.1.1]

单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=40，要求直流输出电压

UO=20V，选择整流二极管及滤波电容。[解]1.选二极管电流平均值：承受最高反压：[例9.1.1]单相桥式电容滤波整流，交流电源频率[选二极管应满足：IF(23)

ID可选：2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或

1A、100V

整流桥2.选滤波电容可选：

1000F，耐压50V的电解电容。选二极管应满足：IF(23)ID可选：2CZ二、其他形式滤波1.电感滤波RLL~+u2整流后的输出电压：直流分量被电感L

短路交流分量主要降在L上电感越大，滤波效果越好二、其他形式滤波1.电感滤波RLL~+整流后的输出电压：直2.型滤波L

C1RL~+u2

C2C1、C2

对交流容抗小L

对交流感抗很大负载电流小时2.型滤波LC1RL~+C2C1、C2对交流容抗9.2

线性集成稳压器9.2.2三端固定集成稳压器9.2.1串联型稳压电路的工作原理

9.2.3三端可调输出集成稳压器9.2线性集成稳压器9.2.2三端固定集成稳压器98Uo+UIRLV1+UCE并联型稳压电路—调整管与负载并联串联型稳压电路—调整管与负载串联9.2.1串联型稳压电路的工作原理+UI取样电路调整管比较放大电路基准电压UZUF一、结构和稳压原理8+RLV1+UCE并联型稳压电路—调整管与负载并联稳压的实质：

UCE的自动调节使输出电压恒定二、输出电压的调节范围8+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP稳压的实质：二、输出电压的调节范围8++R2RLR1R1集成直流稳压电源课件9.2.2三端固定集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压9.2.2三端固定集成稳压器CW7800系列(正电源)例如：CW7805

输出

5V，最大电流

1.5ACW78M05

输出

5V，最大电流

0.5ACW78L05

输出

5V，最大电流

0.1A例如：CW7805输出5V，最大电流1.5AC封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7800++213CW790013_2_塑料封装金属封装封装CW7805123UIUOGNDCW790二、CW7800的内部结构和基本应用电路内部结构+UI取样电路调整电路保护电路基准电压比较放大启动电路+UO二、CW7800的内部结构和基本应用电路内部+取调整电路保基本应用电路Uo=12VW7812123C2++UiC1C30.33F0.1F100FRL防止输入端短路时C3反向放电损坏稳压器抵消输入长接线的电感效应，防止自激改善负载的瞬态响应，消除高频噪声基本应Uo=12VW7812123C2++UiC1C30提高输出电压电路W78132CiC2+UO+UI

+UR1R2IQI1I2静态电流58mA要求输出电压UO>U

提高输出电压电路W78132CiC2++输出电压可调稳压电路W78C1C2+UI

+U+UOR1R2R3R48(虚短)可产生小于U

的输出电压UO输出电压可W78C1C2+++R1R输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151323211000F220F0.33F0.33F0.1F+15V15V++++1000F0.1F220F输出正、负~24V~24V~220VW7815W791513恒流源电路12+UI=10VW78053+UORRLIQIO0.1F0.33F10恒流源电路12+W78053+RRLIQIO0.1F0.9.2.3三端可调输出集成稳压器一、典型产品型号命名CW117/217/317系列(正电源)CW137/237/337系列(负电源)工作温度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C9.2.3三端可调输出集成稳压器一、典型产品型号命名CW基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100mAM型—输出电流500mA基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100m二、CW117内部结构和基本应用电路内部结构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路保护电路IREFUIUOADJ123外形引脚CW117123UIUOADJCW137123UIUOADJ50A二、CW117内部结构和基本应用电路内调整电路基准电路误差基本应用电路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1F10F33FR1R2C4IOIQIIREF0.1FV1V2V1防止输入端短路时C4反向放电损坏稳压器V2防止输出端短路时C2通过调整端放电损坏稳压器UREF=1.25V使UREF很稳定120IREF

50A2.2k基本应用电路UoCW317123C2++UiC1C30.1R1=

UREF/

IQ=125静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL开路时流过R1R2=

02.2k

时，UO=

1.2524VR1=UREF/IQ=125静态电流IQ(030V连续可调电路Uo

CW317123++UiC10.33

F10FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V当R2=0时，UO=0V030V连续可调电路UoCW317123++Ui9.3

开关集成稳压电源

引言

9.3.1开关稳压电源的基本工作原理

9.3.2集成开关稳压器及其应用9.3开关集成稳压电源引言9.3.1开关稳压电源引言线性稳压电路的缺点：调整管管耗大电源效率低(40%60%)改进思路：使调整管截止(电流小)

饱和(管压降小)引言线性稳压电路的缺点：调整管管耗大改进思路：使调整管截止开关稳压电路的优点：效率高(80%90%)体积小、重量轻稳压范围宽开关稳压电路的缺点：电路复杂对电网要求不高对电子设备干扰较大输出电压含较大纹波开关稳压电路的优点：效率高(80%90%)体积小、重量一、串联型开关稳压电路9.3.1开关稳压电源的基本工作原理调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定的三角波误差放大续流一、串联型开关稳压电路9.3.1开关稳压电源的基本工工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIO+UIV1LuEIO+UoRL8A8CV2C+UREFuFuAuTuBiL=DUI—占空比+V1LuEIO+RL8A8CV2C+UREFuFuAuTu+UI+UoRLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO稳压原理UIUOuFuA占空比UOD=50%当uF=UREF，uA=0，UO

为预定标称值++RLV18A8C基准三角波R1R2V2LC+UREFuF二、并联型开关稳压电路+UI+UoRLV1R1R2LC+UREFuFuB控制电路V2+UI+UoRLV1LC+uBV2+UI+UoRLV1LC+uBV2iL高电平iO低电平uBtofftonT

截止截止iL二、并联型开关稳压电路++RLV1R1R2LC+UREF单片脉宽调制式(外接开关功率管)9.3.2集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器CW1524CW4960/4962一、CW1524/2524/3524(区别在于温度范围)组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、振荡器、触发器、2只输出功率管、过热保护最大输入电压：40V最高工作频率：100kHz每路输出电流：100mA内部基准电压：5V(承受50mA电流)单片脉宽调制式(外接开关功率管)9.3.2集成开关稳压器取样电压基准电压输出方波定时电容定时电阻关闭,控制脉宽接扩流晶体管C、E极输入电压振荡/同步12345678161514131211109–IN+INUINUREF(+5V)EBCBCAEARTCTGND–限流+限流断路补偿CW1524系列引脚排列取样电压基准电压输出定时电容定时电阻关闭,接扩流晶体输入振荡防止寄生振荡外接复合管扩流产生振荡12345678161514131211109。。+–+–R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4V3V2V15k3k5k5k5k2k50k180680.1UIUOR00.1F0.02F0.01F500F(28

V)CW15