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1、第8章 直 流 稳 压 电 源,8.1 小功率单相整流滤波电路8.2 串联反馈稳压电路8.3 其 他 电 源 电 路8.4 实际应用电路举例,8.1 小功率单相整流滤波电路,图8.1所示为把正弦交流电转换成直流电的直流稳压电源的原理框图，它一般由四部分组成，各部分功能如下：,图8.1 直流稳压电源的组成原理框图,变压器： 将正弦工频交流电源电压变换为符合用电设备所需要的正弦工频交流电压。 整流电路： 利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替变化的正弦交流电压变换成单方向的脉动直流电压。,滤波电路： 尽可能地将单向脉动直流电压中的脉动部分(交流分量)减小，使输出电压成为比较平滑的直流电压。 稳
2、压电路： 采用某些措施，使输出的直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定。,8.1.1 整流电路 小功率直流电源因功率比较小，通常采用单相交流供电，因此，本节只讨论单相整流电路。利用二极管的单向导电作用，可将交流电变为直流电，常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和单相桥式整流电路等。,1.单相半波整流电路 单相半波整流电路如图8.2所示，图中T为电源变压器，用来将市电220V交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。,图8.2 单相半波整流电路,图8.3 单相半波整流电路,2. 单相桥式整流电路 为了克服单相半波整流的缺点，常采用单相桥式整流电路，它
3、由四个二极管接成电桥形式构成。图8.4所示为桥式整流电路的几种画法。,图8.4 单相桥式整流电路的几种画法,图8.5 桥式整流电路电压电流波形,3. 常用整流组合元件 将单相桥式整流电路的四只二极管制作在一起，封成一个器件称为整流桥。常用的整流组合元件有半桥堆和全桥堆。半桥堆的内部是由两个二极管组成，而全桥堆的内部是由四个二极管组成。,图8.6 半桥堆连接方式及电路符号,图8.7 全桥堆连接方式及电路符号,8.1.2 滤波电路 整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的直流和交流成分(称为纹波电压)。这样的直流电压作为电镀、蓄电池充电的电源还是允许的，但作为大多数电子设备的电源，将会产生
4、不良影响，甚至不能正常工作。在整流电路之后，需要加接滤波电路，尽量减小输出电压中交流分量，使之接近于理想的直流电压。,1. 电容滤波电路 电容滤波电路如图8.8所示。,图8.8 桥式整流电容滤波电路,假定在t = 0时接通电路，u2为正半周，当u2由零上升时，VD1、VD3导通，C被充电，因此uO=uCu2，在u2达到最大值时，uO也达到最大值，见图8.8(b)中a点，然后u2下降，此时uCu2，VD1、VD3截止，电容C向负载电阻RL放电，由于放电时间常数=RLC一般较大，电容电压uC按指数规律缓慢下降。当uO(uC)下降到图8.8(b)中b点后，u2uC，VD2、VD4导通，电容C再次被充
5、电，输出电压增大，以后重复上述充、放电过程 。,整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著减小，同时输出电压的平均值也增大了。 输出电压的平均值近似为：UO1.2U2,故二极管的导通时间缩短，一个周期的导通角IQ时，输出电流IO才比较稳定。,8.3 其 他 电 源 电 路,8.3.1 开关电源电路 1.开关电源电路的基本工作原理 图8.20所示为串联型开关稳压电路的基本组成框图。,图8.20 串联型开关稳压电路组成框图,图8.21 开关稳压电源的电压、电流波形,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。,2.采用集成开关稳
6、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；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。 CW25752576单列直插式塑料封装的外形及管脚排列如图8.22所示，两种系列芯片的管脚含义相同。,图8.22 CW2575/2576外形及管脚图,8.3.2 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
7、定，所采用占空比控制技术中的脉宽调制技术。,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PWM控制器。下面介绍集成PWM控制器的PWM信号产生电路组成及原理。 图8.23表示了PWM信号产生电路框图及其波形 。,图8.23 PWM信号产生电路及波形,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
8、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。,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。,8.4 实际应用电路举例,1.电阻限流电池充电电路 如图8.24所示,稳压管保证电池两端电压不超过最大规定电压，电阻R限制充电电流。此电
9、路电流一般小于200mA。,图8.24 电阻限流电池充电电路,2.场效应管恒流电池充电电路 如图8.25所示，四只场效应管接成恒流二极管，并联后以足够电流给4节镍镉电池充电，电流一般不超过500mA。需要电流较大时，可以增加场效应管的个数。,图8.25 场效应管恒流电池充电电路,3.具有反接保护的电池充电电路如图8.26所示，电池放置正确并且电池电压大于0.6V时，恒流充电电流约 50mA；如果电池接反，则晶体管VT2截止，保护了电池。,图8.26 具有反接保护的电池充电电路,4.稳压集成块恒流源电池充电电路 如图8.27所示，输入电压24V时，充电电池可为110节。,图8.27 稳压集成块恒流源电池充电电路,5.简单的限流限压电池充电电路 如图8.28所示， 利用三端可调稳压器317，可以组成限流限压充电电路。最大输出电流约等于0.6V/R4。,图8.28 限流限压电池充电电路,
