模电第二版孙肖子笫十章

1、10.1整流器和直流稳压电源，电压互感器：将栅极电压(220V，50Hz )转换为所需的交流电压，整流器：将电压互感器的二次交流转换为单向式脉动直流，滤波器：对整流后的波纹进行滤波。 稳定电压：将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压，第10章电源电路、10.2整流平滑电路、桥式整流、全波整流电路的管中流过的电流和投入产出电压波形，常用平滑电路(a )电容平滑(b )感应电容型滤波(c )电阻电容型滤波，滤波电容电压的初始值uC(0)=0 因为二极管的内部电阻小，所以充电时间常数小，uC上升快。 当uC上升到与ui(t1 )相等时，V1、V2都截止，用电容量c通过负载RL放电，uo降低。 全波整流

2、电路和电压电流波形(c )计算机仿真波形(为了观察输出波纹，故意减小平滑电容器值，实际上加上数百数千f )，2 .主要性能1，接通平滑电容器(C0 )，在负载RL=的情况下，输出电压能够充电到输入电压的峰值的式(928 ) 根据Uo算出Ui，可以算出变压比、2 )滤波器容量估计值，在这种情况下，纹波电压峰值Urpp约为(930 )，式中： t表示交流网格信号周期IL为负载电流。 滤波电容器的选择应满足(931 )、3 )整流管的选择、(1)整流管最大容许电流、(2)整流管逆耐压UBR2Uim的公式。 半波整流只有一个整流管，所以是IMIL，波纹度大，所以一般不怎么使用。图为“硅桥”实现正、负两

3、个系统直流输出的全波整流电路、10.2串联反馈型线性调节器电源的工作原理、常用调节器电路有串联反馈型调节器电路和开关型调节器电路。 首先介绍最常用的串联型稳压电源。 另一方面，电路、串联型稳压电源的分块图如图10.4.2所示。 图中的“调整网络链接”是发射极输出器。 该采样取得输出电压的变化采样，施加到误差比较放大器的反相输入端子，与同相输入端子的基准电压进行比较。 二、主要残奥仪表(932 )，1 )稳定作用系数s表示输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量的比，即，1 .主要指标，2 )输出电阻Ro，(933 )，一般稳定作用的Ro为m个数量级。 3 )温度系数ST、(934 )、Ro表

4、示负载变化(IL变化)对输出电压的影响，即ST表示温度变化对输出电压的影响，其式为：2.调整管残奥仪表，(1)管最大允许电流ICM必须大于负载最大，(2)调整管的最大允许电功耗PP 当输入电压最大、输出电压最小、负载电流最大时，调整管的实际电功耗最大。 (3)调整管必须在线性放大区域工作，其管电压降不能在34V以上。 (4)单管基极电流不足时，采用达林顿管的单管输出电流不满足负载电流的需要时，可使用多管并联。 为了防止调整管破损，电路必须采取过热保护、过流保护等措施。 内置三端子稳定作用器为内置串联型稳压电源，用途十分广泛，十分方便。 集成三重稳压器有78系列(输出正电压)和79系列(输出负电

5、压)，低位2位表示输出电压值，如7812所示，输出直流电压为12V。集成三、三端安定器，图中，C1可防止因输入引线较长引起的电感量效应引起的自激。 C2用于降低由于负载电流的瞬时变化而引起的射频波噪声。 C3是容量大的电解电容器，用于进一步减少输出波动和低频噪声。三端子集成稳压电源的典型连接法(a)78系列的典型连接法(b)79系列的典型连接法(c )三端子安定器的外形图、三端子集成稳压电源的典型连接法(a)78系列的典型连接法(b)79系列的典型连接法(c )三端子安定器的外形图、图917示出了若干功能扩展电路。 图917(a )是扩散电路。 图中v是扩散晶体管，输出总电流Io=Io IC。

6、 (936 )、图917(b )的电路是放大输出电压的电路，该电路输出电压。 式中，IQ是安定器的静态生物电流，通常较小的UR1是调节器输出电压Uo。 因此，三端子调节器功能的扩展(a )扩散电路(b )、扩散电路(c )输出电压可变电路、图3末端调节器功能的扩展(a )扩散电路(b )、扩散电路(c )输出电压调整电路、三重调节器功能的扩展(a )扩散电路(b ) (1)管的总工作调整了线性放大状态，管的电压降大，流过的电流也大(比负载电流大)，所以电功耗大，效率低(一般是40% )，而且需要庞大的散热装置。 10.4.4开关型稳压电源、串联型反馈型稳压电源用途广泛，但存在(2)由于电源变压

7、器的工作频率为50Hz、频率低，所以变压器体积大、重量重两个问题。 开关稳压器电源是根据上述改革构想化学基而发明的新型稳压器电源。 目前，开关稳压电源广泛应用于校正计算机、电视机及其电子设备。 开关稳压器电源的一般分块图。 开关稳压电源的电路形式很多，下面用例子简单说明其工作原理。 1 .为了减小调节管的电功耗，使调节管在“开关”状态下工作，为了减小电压互感器的体积和重量，提高工作频率。 从50HZ变成数十KHZ .或者数百KHZ。 开关稳压电源分块图，电力网电压不稳定，使输出直流电压Uo增大，比较由光电耦合器隔离的该电压(UC )和UC-的三角波，其输出电压(UG )的占空比变小，如图919

8、折断线所示，VMOS的导通时间变小，截止时间变长二次整流后取出的方波的平均值(Uo )随之减少。 这就是开关电源稳定作用的原理。 图920示出了开关稳压器的实际电气线路图。 另外，图919的调光控制模块器的各点波形是实际的开关稳压器电源电路，在图920中，VMOS源极电阻R9是向上溢出采样电阻。 在向上溢出时，该UR9被增加并且经由R10被发送到UC3842的第三端，以实现向上溢出保护的目的。 C8、VD3、R11、R12、VD2、C9构成用于吸收峰值噪声的二级吸收电路。 VD1VD3采用了高速恢复的二极管FR305。 VD4是输出整流管，采用D80-004型肖特基牛鼻子二极管，满足射频波、大

9、电流整流的需要。 该电路不是如图918所示从输出电压经过光耦合种子文件回，而是采用自供电线圈的种子文件回，用于固定负载的情况。调光控制模块器UC3842的分块图、图922散热器和热传导电阻等效通路(a )铝型材散热器的示意图(b )热传导电阻等效路径(热阻抗修正计算)、图923的功率管的二次破坏现象(a )二次破坏现象(b )二次破坏临界线、图924双极功率管的安全工作区域， 图925 VMOS管的结构剖面图、933绝缘男同性恋双极功率管(IGBT )及功率模块、一、IGBT的等效电路及符号、IGBT的等效电路及符号示于图926。图926绝缘男同性恋双极型功率管(IGBT) (a )等效电路(

10、b )符号，图927(a )提供高速大功率CMOS解老虎钳(TC4420/29系列)，其脉冲被代言电流达到6A，开关速度达到25ns，易于使用二、功率模块、功率模块有很多，达林顿电路模块、各种MOS管和BiFET模块等。 图927(b是由两个TC4420构成的桥接电路，以正反方向旋转驱动电机和陀螺仪。 图927高速大功率CMOS解老虎钳(a )的内部电路。 (在由TC4420构成的桥功率电路中，现在还出现了很多诸如OPA2544、3583等的高速大功率运算放大器。 OPA2544的最高输出功率电流为2A，电源电压范围为10V35V压摆率为8V/s其封装和引线图如928所示： OPA3583的电

11、源电压高达70V150V，输出电流为75mA压摆率为30V/s OPA2544和OPA3583的输入级为场效应管、图928功率放大器OPA2544的外形图及大头针图(a )的外形图为了保证(b )功率管的正常动作，追加了安全区域保护、过流保护、过热保护等保护电路的大头针统计图表。 例如，对VMOS的男同性恋施加电流限制、电压限制电阻、逆连接二极管，在电感性负载上并联连接电容和二极管来限制超电势和过电流。 另外，在功率管的c、e之间并联连接齐纳二极管，吸收瞬时超电势等。 934功率管的保护、94高精度基准电压源、IC集成电路和电子设备大多需要基准电压源(UREF )。 这种基准电压源要求精度高、

12、温度稳定性好(0.210-62010-6左右)、噪声电压低、长期稳定度好等，但其输出电流不太大，一般为几毫安到十几毫安。 实现这种电压基准功能的电路和解老虎钳有2种，以下简单介绍如下。 另外，如图929所示，UBE是负温度系数，UT发生器乘法系数k是负温度系数，两者用加法器相加而得到基准电压UREF :接合电压u随着温度上升而降低，有(940 )、941能隙基准电压源、另外一方面能隙这个值是一定的电压值。 如式(942 )所示，当调整k的值以使第2项和第3项相抵消时，(943 )，图930表示能隙基准电压源的电路例。 由于互惠生放大器是理想的且RA=RB，所以将(944 )、二、能隙基准电压源电路、(945 )、图930的能隙基准电压源电路、互惠生放大器输出电压即基准电压UREF设为(946 )、(947 )的美国AD公司的AD580、AD581 例如，AD581的基准电压UREF=10V0.005V、温度系数ST为510-6/、长期稳定度为2510-6/1000h，输出噪声电压的峰值小于40V。能隙基准电压源的ST310-6/、噪声电压UNpp20V。 对于