第10章 直流电源图

1、第十章 直流电源,10.1 直流电源的组成及各部分的作用 10.2 整流电路 10.3 滤波电路 10.4 稳压二极管及其稳压电路 10.5 串联型稳压电路 10.6 开关型稳压电路,返回,10.1 直流电源的组成及各部分的作用,图10.1.1 直流稳压电源的方框图,返回,图10.1.1 直流稳压电源的方框图,返回,10.2 整流电路,图10.2.1 单相半波整流电路 图10.2.2 半波整流电路的波形图 图10.2.3 单相半波整流电路输出电压平均值 图10.2.4 单相桥式整流电路 图10.2.5 单相桥式整流电路的习惯画法 图10.2.6 单相桥式整流电路的波形图 图10.2.7 利用桥

2、式整流电路实现正、负电源 图10.2.8 三相整流电路及其波形,返回,P503 图10.2.1 单相半波整流电路,图10.2.2 半波整流电路的波形图,返回,图10.2.3 单相半波整流电路 输出电压平均值,返回,图10.2.4 单相桥式整流电路,返回,P506 图10.2.5 单相桥式整流电路的习惯画法,返回,+,+,图10.2.6 单相桥式整流电路的波形图,返回,P508 图10.2.7 利用桥式整流电路 实现正、负电源,返回,图10.2.8 三相整流电路及其波形,返回,10.3 滤波电路,图10.3.1 单相桥式整流电容滤波电路及稳态时的波形分析 图10.3.2 RLC不同时的uO的波形

3、 图10.3.3 电容滤波电路输出电压平均值的分析 图10.3.4 电容滤波电路中二极管的电流和导通角 图10.3.5 电容滤波电路的输出特性和滤波特性 图10.3.6 二倍压整流电路 图10.3.7 多倍压整流电路 图10.3.8 单相桥式整流电感滤波电路 图10.3.9 复式滤波电路,返回,P510 图10.3.1 单相桥式整流电容滤波电路 及稳态时的波形分析,返回,整流电路内阻上的压降,P511 图10.3.2 RLC不同时的uO的波形,返回,图10.3.3 电容滤波电路输出电压 平均值的分析,返回,图10.3.4 电容滤波电路中二极管 的电流和导通角,返回,图10.3.5 电容滤波电路

4、的 输出特性和滤波特性,返回,图10.3.6 二倍压整流电路,返回,图10.3.7 多倍压整流电路,返回,图10.3.8 单相桥式整流电感滤波电路,返回,图10.3.9 复式滤波电路,返回,10.4 稳压二极管及其稳压电路,图10.4.1 稳压二极管组成的稳压电路 图10.4.2 稳压管的伏安特性 图10.4.3 稳压管稳压电路的交流等效电路,返回,P518 图10.4.1 稳压二极管组成的稳压电路,返回,UI Uo UI Uo Uo 空载时：- Izmax； 加载时: - Izmin + - Rmin Rmax RL,图10.4.2 稳压管的伏安特性,返回,图10.4.3 稳压管稳压电路的交

5、流等效电路,返回,10.5 串联型稳压电路（P1）,图10.5.1 基本调整管稳压电路 图10.5.2 具有放大环节的串联型稳压电路 图10.5.3 串联型稳压电路的方框图 图10.5.4 用复合管作调整管 图10.5.5 稳压管基准电压电路 图10.5.6 零温度系数基准电压电路及其等效电路 图10.5.7 能隙基准电压电路 图10.5.8 限流型过流保护电路及其输出特性 图10.5.9 截流型过流保护电路及其输出特性 图10.5.10 调整管的安全工作区保护电路 图10.5.11 芯片过热保护电路 图10.5.12 W7805电路原理图 图10.5.13 W7805电路中的稳压电路部分 图

6、10.5.14 W7800的原理框图,返回,下页,10.5 串联型稳压电路（P2）,图10.5.15 W117的原理框图 图10.5.16 三端稳压器的外形和方框图 图10.5.17 W7800的基本应用电路 图10.5.18 一种输出电流扩展电路 图10.5.19 一种输出电压可调的稳压电路 图10.5.20 输出电压可调的实用稳压电路 图10.5.21 正、负输出稳压电路 图10.5.22 基准电压源电路 图10.5.23 典型应用电路 图10.5.24 W117的外加保护电路 图10.5.25 程序控制稳压电路,返回,P524 图10.5.1 基本调整管稳压电路,返回,输出电压可调,输出

7、电压可调的实际串联式线性稳压电源,串联式：调整管与负载串联；线性：调整管工作在放大状态,三端式稳压电源,P541 图10.5.17 W7800的基本应用电路,返回,D 作用：对高 UO 稳压器，当输入短路时为 CO 提供放电回路， 防止内部调整管 E 结被反向击穿。 注：不充许与工作电流相反方向的任何电流流经稳压块！,稳压电源属深反馈电路，故需 Ci 、 CO 消除高频自激。,图10.5.2 具有放大环节的串联型稳压电路,返回,图10.5.3 串联型稳压电路的方框图,返回,图10.5.4 用复合管作调整管,返回,图10.5.5 稳压管基准电压电路,返回,图10.5.6 零温度系数基准电压 电路

8、及其等效电路,返回,图10.5.7 能隙基准电压电路,UGO：绝对温度 T = 0K 时破坏共价键所需的能量 ( 禁带宽度、能带间隙 ) ：PN 结温度系数 Si 材料：UGO = 1.205 V, = - ( 1.8 2.4 ) mV/K,恒流,恒流,P532 图10.5.8 限流型过流保护电路及其输出特性,用较大 Io 维持 T2 通,RL,过载故障排除后，可自行恢复正常工作。,P533 图10.5.9 减流型过流保护电路及其输出特性,返回,VA (Von / R2) (R1 + R2) （ Vo 短路时 Io - - ） Ro Ro,用较小 Io 维持 T2 通,P534 图10.5.1

9、0 调整管限流型过压过流保护电路,返回,P535 图10.5.11 芯片过热保护电路,返回,稳压集成块升温是调整管升温所至！ 温度 E结导通电压,P536 图10.5.12 7805电路原理图,返回, I1 = 20 I2 T1 T5 T10 T8 T9 中恒流基本相同,若将取样电压设为能隙基准电压： UREF = UBE4 + UBE3 + I2 R2 + UBE5 + UBE6 ( T3 、T4 、T5 、T6 特性相同 ) R2 R2 KT R2 R2 = 4UBE + UT - ln - = 4 (UGO + T) + - - ln - R3 R1 q R3 R1 (正) (负) K

10、R2 R2 = 4UGO + 4 + - - ln - T = 4UGO = 4 1.205 V = 4.82 V q R3 R1 UGO：绝对温度 T = 0K 时，破坏共价键所需的能量 ( 禁带宽度、能带间隙 ) ：PN 结温度系数 Si 材料： UGO = 1.205 V, = - ( 1.8 2.4 ) mV/K 则当调节 R1 R2 R3 比例使 UREF 与温度无关时，即可保证 Vo 的温度稳定性。 R20 Vo = ( 1 + - ) UREF = 5 V R19,图10.5.13 W7805电路中的稳压电路部分,返回,图10.5.14 W7800的原理框图,返回,图10.5.1

11、5 W117的原理框图,返回,图10.5.16 三端稳压器的外形和方框图,返回,图10.5.18 一种输出电流扩展电路,返回,图10.5.19 一种输出电压可调的稳压电路,返回,P542 图10.5.20 输出电压扩展电路,返回,输出电流扩展电路,P543 图10.5.21 正、负输出稳压电路,返回,保护二极管作用：无 +Ui 时，79经RL、D1 将78输出端箝位于 -0.7V，保护 78； 无 -Ui 时，78经RL、D2 将79输出端箝位于 +0.7V，保护 79 ； 若无保护二极管，工作块将在异常块的公共端与输出端间建立较高反向电压!,78 XX 稳压电源,78 稳压电源 与 117

12、稳压电源 的比较,图10.5.22 基准电压源电路,返回,图10.5.23 典型应用电路,返回,图10.5.24 W117的外加保护电路,返回,D2 作用：防止输出短路时 C 经调整端向输出端放电， 可能将基准电源中的T17发射结反向击穿！,正电源：78 050608091012151824 负电源：79 050608091012151824 （VI VO：3 26V） 正电源 负电源 W117 W137 -55 +150 W217 W237 -25 +150 W317 W337 0 +125 （VREF：1.25V，VI VO：3 40V） 78、 117： 1.5A 78M、117M： 0

13、.5A 78L、 117L： 0.1A,图10.5.25 程序控制稳压电路,返回,10.6 开关型稳压电路,图10.6.1 换能电路的基本原理图及其等效电路 图10.6.2 换能电路的波形分析 图10.6.3 串联开关型稳压电源的结构框图 图10.6.4 图10.6.3 所示电路中uN2和uB的波形 图10.6.5 开关型稳压电路的简化电路 图10.6.6 换能电路的基本原理图及其等效电路 图10.6.7 换能电路的波形分析 图10.6.8 并联型开关稳压电路的原理图,返回,图10.6.1 换能电路的基本原理图及其等效电路,返回,图10.6.2 换能电路的波形分析,返回,P548 图10.6.3 串联开关型稳压电源的结构框图,开关型：稳调整管工作在开关状态,T 通时 D 止，VI 经 L 为 RL 供电，LC 储能； T 止时 L 感生电势将 D 导通，LC 释能为 RL 供电；,图10.6.3 串联开关型稳压电源的结构框图,返回,开关型：稳调整管工作在开关状态,图10.6.4 图10.6.3 所示电路中 uN2和uB的波形,返回,P549 图10.6.5 开关型稳压电路的简化电路,返回,图10.6.6 换能电路的基本原理图 及其等效电路,返