《第29讲稳压电路ppt课件》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第29讲稳压电路ppt课件(31页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二十九讲 稳压电路,一、稳压电路的性能指标,二、稳压管稳压电路,三、串联型稳压电路,四、集成稳压器,五、开关型稳压电路,一、稳压电路的主要指标,1、输出电压 2、输出电流 3、稳压系数 表明电网电压波动时电路的稳压性能。 在负载电流不变时,输出电压相对变化量与输入电压变化量之比。,4、输出电阻 表明负载电流变化时电路的稳压性能。 在电网电压不变时,负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变化量之比。,5、纹波电压 测试的输出电压的交流分量。,二、稳压管稳压电路,稳定电压 UZ:稳压管的击穿电压 稳定电流 IZ:使稳压管工作在稳压状态的最小电流 最大耗散功率 PZM:允许的最大功率, PZM
2、= IZM UZ 动态电阻 rz:工作在稳压状态时,rzU /I,1、稳压管的伏安特性和主要参数,2、稳压管稳压电路的工作原理,3、稳压管稳压电路的主要指标,(1)输出电压 UOUZ (2)输出电流 IZmax Izmin IZM IZ (3)稳压系数,(4)输出电阻,简单易行,稳压性能好。适用于输出电压固定,输出电流变化范围较小的场合。,5、稳压管稳压电路的设计,(1)UI的选择 UI(23)UZ (2)稳压管的选择 UZUO IZMIZ ILmax Ilmin (3)限流电阻的选择 保证稳压管既稳压又不损坏。,电网电压最低且负载电流最大时,稳压管的电流最小。,电网电压最高且负载电流最小时,
3、稳压管的电流最大。,若求得RminRmax,怎么办?,讨论一:稳压管稳压电路的设计,依次选择稳压管、 UI、 R、 C、U2、二极管 1、输出电压、负载电流稳压管 2、输出电压UI 3、输出电压、负载电流、稳压管电流、 UI R 4、UI 、 R 滤波电路的等效负载电阻C 5、UI U2 6、U2、 R中电流整流二极管,已知输出电压为6V,负载电流为030mA。试图示电路的参数。,三、串联型稳压电路,1、基本调整管稳压电路,为了使稳压管稳压电路输出大电流,需要加晶体管放大。,稳压原理:电路引入电压负反馈,稳定输出电压。,调整管的作用及如何提高稳压性能,不管什么原因引起UO变化,都将通过UCE的
4、调节使UO稳定,故称晶体管为调整管。,若要提高电路的稳压性能,则应加深电路的负反馈,即提高放大电路的放大倍数。,2、具有放大环节的串联型稳压电路,(1)稳压原理:若由于某种原因使UO增大,(2)输出电压的调节范围,同相比例 运算电路,则 UO UN UB UO,(3)串联型稳压电路的基本组成部分及其作用,调整管,采样电阻,调整管:是电路的核心,UCE随UI和负载产生变化以稳定UO。,比较放大,基准电压,基准电压:是UO的参考电压。,采样电阻: 对UO 的采样,与基准电压共同决定UO 。,比较放大:将UO 的采样电压与基准电压比较后放大,决定电路的稳压性能。,(4)串联型稳压电源中调整管的选择,
5、IEmaxIR1ILmax ILmax ICM UCEmaxUImax UOmin U(BR)CEO PTmax IEmax UCEmax PCM,根据极限参数ICM、 U(BR)CEO、PCM 选择调整管!,应考虑电网电压的波动和负载电流的变化!,讨论二:对于基本串联型稳压电源的讨论,3) 若电网电压波动10, UI为28V , UO为10V20V ;晶体管的电流放大系数为50,PCM5W,ICM1A;集成运放最大输出电流为10mA;则最大负载电流约为多少?,1) 若UO为10V20V,R1R31k,则R3和UZ各为多少? 2)若电网电压波动10, UO为10V20V,UCES3V,UI至少
6、选取多少伏?,讨论三:关于实用串联型稳压电源的讨论,1) 标出集成运放的同相输入端和反向输入端; 2) 电路由哪些部分组成? 3) UI21V,R1 R2 R3300,UZ6V, UCES3V, UO? 4) 如何选取R和R?,输出电流取样电阻,讨论三:关于实用串联型稳压电源的讨论,5) 采样电阻的取值应大些还是小些,为什么?它们有上限值吗? 6) 若电路输出纹波电压很大,则其原因最大的可能性是什么? 7) 根据图中过流保护电路的原理组成一种限流型过流保护电路。,四、集成稳压器(三端稳压器),输出电压:5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V 输出电流:1.5A(W7800)、0.5A
7、 (W78M00)、0.1A(W78L00),1、W7800系列(1)简介,(2)基本应用,消除高频噪声,使CO不通过稳压器放电,抵销长线电感效应,消除自激振荡,将输入端接整流滤波电路的输出,将输出端接负载电阻,构成串类型稳压电路。,(3)输出电流扩展电路,为使负载电流大于三端稳压器的输出电流,可采用射极输出器进行电流放大。,很小,三端稳压器的输出电压,若UBE= UD,则,二极管的作用:消除UBE对UO的影响。,(4)输出电压扩展电路,IW为几mA,UO与三端稳压器参数有关。,隔离作用,基准电压,电路复杂,2、基准电压源三端稳压器 W117,输出电压UREF1.25V,调整端电流只有几微安。
8、,减小纹波电压,讨论四:W117的应用,1) R1的上限值为多少? 2) UO可能的最大值为多少? 3) 输出电压最小值为多少? 4) UOmax30V,选取R1、 R2; 5) 已知电网电压波动10,输出电压最大值为30V, UI至少取多少伏?,决定于IOmin,两种情况:1.已知UI 2.自己选取UI,决定于W117的输出,输入电压最低、输出电压最高时, UIUO3V。,根据输出电压表达式,讨论五:集成稳压器的应用,1、基准电压为多少? 2、UO的表达式? 3、为使W7812不因输入端和输出端之间电压太大而损坏,可采用什么方法?,五、开关型稳压电路 1、开关型稳压电源的特点,线性稳压电源:
9、结构简单,调节方便,输出电压稳定性强,纹波电压小。缺点是调整管工作在甲类状态,因而功耗大,效率低(2049);需加散热器,因而设备体积大,笨重,成本高。 若调整管工作在开关状态,则势必大大减小功耗,提高效率,开关型稳压电源的效率可达7095。体积小,重量轻。适于固定的大负载电流、输出电压小范围调节的场合。,构成开关型稳压电源的基本思路,将交流电经变压器、整流滤波 得到直流电压 控制调整管按一定频率开关,得到矩形波 滤波,得到直流电压,引入负反馈,控制占空比,使输出电压稳定。,2、串联开关型稳压电路 (1)基本电路 电路组成及工作原理,T截止, D导通, uE UD ;L 释放能量,C 放电。,
10、T、D 均工作在开关状态。,T饱和导通, D截止,uE UI;L 储能,C 充电。,uBUH时,uBUL时, 波形分析及输出电压平均值,关键技术:大功率高频管,高质量磁性材料 稳压原理:若某种原因使输出电压升高,则应减小占空比。, 稳压原理,脉冲宽度调制式:PWM电路作用: UO Ton UO ,其它控制方式: 脉冲频率调制式: UO T(脉宽不变) UO 混合调制式: UO T Ton UO ,在串联开关型稳压电路中 UO UI,故为降压型电路。, 脉宽调制电路的基本原理,比较放大电路,电压 比较器,调整管,UO UN1 UO1 (UP2)uB1的占空比 UO,UO UN1 UO1 (UP2)uB1的占空比UO,uP2与uB1占空比的关系,UP2,稳压原理:,3、并联开关型稳压电路(升压型) (1)工作原理,T截止,L产生感生电动势, D导通;UI与L所产生的感生电动势相加对C 充电。,T饱和导通, L 储能, D截止,C 对负载放电。,uBUH时,uBUL时,要研究调整管在饱和导通和截止状态下电路的工作情况。,(2)输出电压,只有L足够大,才能升压;只有C足够大,输出电压交流分量才足够小!,在周期不变的情况下,uB占空比越大,输出电压平均值越高。,(3)稳压原理,脉宽调制式: UO Ton(频率不变) UO ,