3稳压电路培训资料

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1、1.5 直 流 稳 压 电 源概述,1.5.1 稳压电源的组成,直流稳压电源一般由四部分组成:, 变压器, 整流电路, 滤波电路, 稳压电路,1,2,电源变压器,将市电变换为所需的 交流电压,整流电路,将交流电变换为方向不变 的直流电,滤波电路,将脉动直流电变换为平滑 的直流电压,稳压电路,将不稳定的直流电压变换 为稳定直流电压,1.5.3 稳压电源分类,1、按电源中调整原件与负载的连接方式分：,并联式：调整元件与负载并联 串联式：调整元件与负载串联,2、按调整元件的工作状态分：,线性稳压电源 开关稳压电源,3,式中：UI为稳压电源输入直流电压,UO为稳压电源输出直流电压,数值越小,输出电压的

2、稳定性越好。,1、稳压系数S: 指通过负载的电流和环境温度保持不变时,稳压电路输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。,5,式中：UI为稳压电源输入直流电压,UO为稳压电源输出直流电压,I0输出电流。,2、负载调整特性SI: 指稳压电路在输入电压UI不变的条件下,输出电压的相对变化量与负载电流IO变化量之比。,6,式中：UI为稳压电源输入直流电压,UO为稳压电源输出直流电压,I0输出电流。,3、输出电阻R0: 指稳压电路在输入电压UI不变的条件下,输出电压的变化量与负载电流IO变化量之比。,7,式中： UIP为输入纹波电压峰值, UOP为输出纹波电压峰值。SR越大表示UOP越小。,4、

3、纹波抑制比SR: 指稳压电路输入纹波电压峰值UIP与输出纹波电压峰值UOP之比,并取电压增益表示。,8,1.7 硅稳压管稳压电路,1.7.1 电路组成,9,1.7.2 工作原理 （1）当稳压电路的输入电压ui保持不变,负载电阻RL增大时,输出电压UO将升高,稳压管两端的电压UZ上升,电流IZ将迅速增大,流过R的电流IR也增大,导致R上的压降UR上升,从而使输出电压UO下降。 RL UO IZ I UR UO,如果负载RL减小,其工作过程与上述相反,输出电压UO仍保持基本不变。,10,（2）当负载电阻RL保持不变,电网电压下降导致UI下降时,输出电压UO也将随之下降,但此时稳压管的电流IZ急剧减

4、小,则在电阻R上的压降减小,以此来补偿UI的下降,使输出电压基本保持不变。上述过程简单表述如下: UI UO IZ IR UR UO ,由以上分析可知,硅稳压管稳压原理是利用稳压管两端电压UZ的微小变化,引起电流IZ的较大的变化,通过电阻R起电压调整作用,保证输出电压基本恒定,从而达到稳压作用。,如果输入电压UI升高,R上压降增大,其工作过程与上述相反,输出电压UO仍保持基本不变。,11,稳压管稳压电路的设计首先选定输入电压和稳压二极管,然后确定限流电阻R。,（1）输入电压ui的确定:考虑电网电压的变化,ui可按下式选择:,（2）稳压二极管的选取:稳压管的参数可按下式选取:,1.7.3 元件选

5、择,12, 当输入电压下降10%,且负载电流最大时,流过稳压管的电流不允许小于稳压管稳定电流的最小值Izmin，即：,（3）限流电阻的确定 当输入电压UI上升10%,且负载电流为零（即RL开路）时,流过稳压管的电流不超过稳压管的最大允许电流Izmax，即：,13,故限流电阻选择应按下式确定:,14,1.8 串联型稳压电路,1、电路组成,它由调整管、取样电路、基准电压和比较放大电路等部分组成,串联反馈式稳压电 路的原理电路图,R2和稳压管V3组 成基准电压源,R2和稳压管V3组 成基准电压源,V1为调整管，它工作 在线性放大区，故又 称为线性稳压电路,R3、R4和R5组成取样电路， 它将稳压电路

6、的输出电压 分压后送到比较放大电路,比较放大电路，用来对取 样电压与基准电压的差值 进行放大,15,2、 串联型稳压电源方框图,16,2工作原理 （1）负载RL不变，输入电压UI减小（增大） 当负载RL不变,输入电压UI减小时，输出电压UO有下降趋势,通过取样电阻的分压使比较放大管的基极电位UB2下降,而比较放大管的发射极电压不变（UE2=UZ）,因此UBE2也下降,于是比较放大管导通能力减弱,UC2升高,调整管导通能力增强,调整管V1集射之间的电阻RCE1减小,管压降UCE1下降,使输出电压UO上升,保证了UO基本不变。上述稳压过程表示如下:,当输入电压UI增大时，稳压过程与上述过程相反。,

7、17,（2）当输入电压UI不变，负载RL增大（减小） 当输入电压UI不变，负载RL增大时引起输出电压UO有增长趋势,则电路将产生下列调整过程:,当负载RL减小时,稳压过程相反。 由此看出，稳压的过程实质上是通过负反馈使输出 电压维持稳定的过程。,18,3输出电压计算 在稳压电路中有一个电位器R4串接在R3和R5之间,可以通过调节R4来改变输出电压UO。设计这种电路时要满足I2IB2，因此，可以忽略IB2 ， I1I2，则有,式中，UZ为稳压管的稳压值，UBE2为V2发射结电压，R4为电路图中电位器滑动触点下半部分的电阻值。,19,当R4调到最上端时,输出电压为最小值：,当R4调到最下端时,输出

8、电压为最大值：,20,1.9 三端集成稳压器及其应用,三端式稳压器只有三个引出端子，具有应用时外接元件少、使用方便、性能稳定、价格低廉等优点，因而得到广泛应用。,三端式稳压器有两种：,一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器；,一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳压器。,它们的基本组成及工作原理都相同，均采用串联型稳压电路。,1.9.1 概 述,21,特点 体积小、重量轻、外围元件少、使用调整方便和价廉。,2 . 类型,按结构分：串联型、并联型、开关型,串联型：调整元件和负载 RL为串联关系。 并联型：调整元件和负载 RL为并联关系。 开关型：调整管工作在开、关状态。,按输出电压类型分

9、：固定式、可调式,按输出电压极性分：正电输出、负电压输出,22,1.9.2 固定输出三端集成稳压器,CW7800 系列(正电源),CW7900 系列(负电源),5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V,一、固定输出三端集成稳压器的型号命名,输出电流,78L / 79L 输出电流 100 mA,78M / 9M 输出电流 500 mA,78 / 79 输出电流 1.5 A,输出电压,例如：,CW7805 输出 5 V，最大电流 1.5 A,CW78M05 输出 5 V，最大电流 0.5 A,CW78L05 输出 5 V，最大电流 0.1 A,23,1. 封装,塑

10、料封装,金属封装,二、外型和封装和使用要求,2. 符号,3. 使用注意 为使调整管工作在放大区，应使 UI UO 2V，但考虑调整管功耗，也不宜过大。地端静态电流 IQ= 8 mA 。,24,三、典型应用线路系统,1. 固定输出12V电压的单组电源稳压电路,防止输入端短路时 C3 反向放电损坏稳压器,25,例 要求UO = + 5 V，IOM = 300 mA，确定三端稳压器、整流二极管、滤波电容和变压器参数，设变压器 T = 0.6。,解,三端稳压器的确定 根据题目要求，三端稳压器选用W7805 （输出电压：5V，输出电流1.5A），电路如图所示。,取 U2 = 7V,(2) 对二极管参数要

11、求,正向平均电流,最大反向电压,取 UI UO = 3V,则 UI = 8V IO = 308 mA,26,例 要求UO = + 5 V，IOM = 300 mA，选用三端稳压器、桥式整流二极管、滤波电容和变压器，设变压器 T = 0.6。,(3) 选滤波电容,T = 1/50 Hz = 0.02 s,可选 1500 F /25 V或2200 F /25 V铝电解电容,(4) 电源变压器容量,取 I2 = 500 mA,二次侧容量,一次侧容量,平均容量,散热器可取大于规定面积 100 100 4mm3（IO = 1.5A）,2. 具有短路保护环节扩大输出电流的稳压电路,T1与三端器件内部调整管

12、并联，扩大输出电流。 负载较轻时T1截止；当负载电流 ，IRR， T1导通分流。,IO = IO + IC1,T2、Rs构成短路保护， T2在正常时截止，过流时导通。 导通后UCE2，使UBE1， IC1，起到限流的作用。,28,3. 正、负对称输出两组电源的稳压电路,当负电源输入断开时，三端稳压器输出将承受对地反压。 加保护管后，D6 正偏导通，限制反压为 0.7 V。 同理， D5保护正电源。,29,1.9.3可调输出三端集成稳压器,一、概述,CW117/217/317系列(正电源) CW137/237/337系列(负电源),工作温度,CW117(137) - 55 150C CW217(

13、237) - 25 150C CW317(337) 0 125C,基准电压,1.25 V,输出电压,1.2 37V（可调）,最大输出电流,1.5A,电压调整率,0.01%/V,负载调整率,0.1%/,输入与输出电压差允许范围,3 40 V,30,二、W117 符号和外形图,符号图,外形图,说明: 不同公司产品的引脚排列可能不同。,31,三、基本应用电路,UREF = 1.25 V,I A 50 A,使 UREF 很稳定,一般 RL 开路时流过 R1 电流 IR1= 5 10 mA，,R1 = UREF/ IR1 = 125 250 ,C2用于提高纹波抑制比， 可达 80 dB。,C3用于抑制容

14、性负载时的阻尼振荡。,C1用于消除输入长线引起的自激振荡。,D1防止输入端短路时C3反向放电损坏稳压器,D2防止输出端短路时C2 通过调整端放电损坏稳压器,32,1.10 其 他 电 源 电 路,1.10.1 开关电源电路 1.开关电源电路的基本工作原理,33,开关稳压电源的电压、电流波形,34,虽然调整管工作在开关状态，但由于二极管VD的续流作用和L、C的滤波作用，仍可获得平稳的直流电压输出。,35,2.采用集成开关稳压器电源电路 集成开关稳压器有CWl52425243524、CW49604962和CW25752576等系列 。 CW25752576集成稳压器的特点是：外部元件少，使用方便；

15、振荡器的频率固定在52kHz，因而滤波电容不大，滤波电路体积小，一般不需要散热器。,36,CW2575/2576外形及管脚图,37,1.10.2 直流直流（DC-DC）电压变换电路 将一个恒定的直流电压通过电子器件的开关作用变换成为可变的直流电压的过程，称为直流直流变换，即DC-DC变换。 PWM是为保持变换器的输出电压稳定，所采用占空比控制技术中的脉宽调制技术。,38,1.集成PWM控制器的组成和原理 目前，常见的单片集成PWM控制器产品有SG3524、TL494、MC34060、SGl525SGl529等，功能大同小异。 由于型号很多，在实际应用中应参考各厂家的产品说明，以便选择适合的集成

16、PWM控制器。,39,PWM信号产生电路及波形,40,2. SGl525SGl527系列集成PWM控制器 SGl525SGl527系列集成PWM控制器是美国硅通用公司的第二代产品，我国的集成电路制造厂家已生产出国产此种系列的PWM控制器。 SGl525在SG1524基础上增加了振荡器外同步、死区调节、PWM锁存器以及输出级的最佳设计等，是一种性能优良、功能完善、通用性强的集成PWM控制器。,41,SGl525与SGl524的电路结构相同，仅输出级不同。SGl525输出正脉冲，适用于驱动NPN功率管或N沟道功率MOSFET管。SGl527输出负脉冲，适用于驱动PNP功率管或P沟道功率MOSFET管。SG2525和SG3525也属这个系列，内部结构及功能相同，仅工作电压及工作温度有些差异。,42,1.11实际应用电路举例,1. 电阻限流电池充