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1、Guilin University of Electronic TechnologyGuilin University of Electronic Technology电子技术基础 A（模拟部分）1010：直流稳压直流稳压 电源电源2 / 105小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路10.1串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路10.2开关稳压电路开关稳压电路*10.3SPICE仿真仿真*10.43 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路10.1.1. 单相整流电路单相整流电路10.1.2. 滤波电路滤波电路10.1.3. 倍压整流电路倍压整流电路*4 / 10510.1 小功率
2、直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路1. 概述概述小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能：功能：把交流电压变成稳定的大小合适把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压的直流电压交流交流电源电源负载负载变压变压整流整流滤波滤波稳压稳压5 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路1. 概述概述整流电路的作用：整流电路的作用：将交流电压转变为脉动直流电压将交流电压转变为脉动直流电压常见整流电路：常见整流电路：半波、全波、半波、全波、桥式桥式和倍压整流；单相和倍压整流；单相和三相整流等。和三相整流等。
3、分析方法：分析方法：把二极管当作理想元件处理，即把二极管当作理想元件处理，即正向导通电正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：整流原理：利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性6 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路2. 工作原理工作原理v2 正半周正半周：D1、D3 导导通，通，D2、D4 截止截止。220VACv2 负负半周半周：D2、D4 导导通，通，D1、D3 截止截止。7 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路3. 主要参数计算主要参
4、数计算整流平均电压整流平均电压 VO220VAC整流整流平均平均电电流流 IO8 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路4. 整流元件参数整流元件参数二极管二极管平均电流：平均电流：220VAC二极管最大反向电压：二极管最大反向电压：此二值是选择整流二极此二值是选择整流二极管的主要依据，一般应管的主要依据，一般应有有 10% 余量。余量。9 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路思考题：思考题： 桥式整流电路如图。桥式整流电路如图。试分析：试分析： (1) D2 或或 D4断开时
5、负载电压波形。断开时负载电压波形。 (2)若若 D2 或或 D4 接反了，后果如何？接反了，后果如何？ (3)若若 D2 或或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果又如何因击穿或烧坏而短路，后果又如何？220VAC10 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路思考题：思考题：桥式整流电路如图。桥式整流电路如图。220VAC(1) D2 或或 D4断开，负断开，负载电压波形如图。载电压波形如图。解：解：11 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路思考题：思考题：桥式整流电路如图。桥式整流电
6、路如图。解：解：(1) D2 或或 D4断开，负断开，负载电压波形如图。载电压波形如图。220VAC(2)若若 D2 或或 D4 接反，后果是：接反，后果是：正半周，正半周，D1D2或或 D3D4导通，电流经导通，电流经 D1D2或或 D3D4造成造成电源短路，电流很大电源短路，电流很大 变压器及变压器及D1D2或或D3D4将被烧坏！将被烧坏！12 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.1 单相整流电路单相整流电路思考题：思考题：桥式整流电路如图。桥式整流电路如图。解：解：(1) D2 或或 D4断开，负断开，负载电压波形如图。载电压波形如图。220VAC(2)若
7、若 D2 或或 D4 接反，后果是：接反，后果是：(3)若若 D2 或或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果是：因击穿或烧坏而短路，后果是：正半周，正半周，情况同情况同(2) 变压器及变压器及D1D2或或D3D4将被烧坏！将被烧坏！正半周，正半周，D1D2或或 D3D4导通，电流经导通，电流经 D1D2或或 D3D4造成造成电源短路，电流很大电源短路，电流很大 变压器及变压器及D1D2或或D3D4将被烧坏！将被烧坏！13 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.2 滤波电路滤波电路1. 概述概述 交流电压经整流后的输出是脉动直流，其中既有直流交流电压经整流后的输出是脉动
8、直流，其中既有直流成份又有交流成份。成份又有交流成份。滤波原理：滤波原理：滤波电路利用储能元件滤波电路利用储能元件L或或/和和C构成低构成低通滤波电路（实质上是根据通滤波电路（实质上是根据C两端的电压或两端的电压或L中的电流中的电流不能突变或储能特性）不能突变或储能特性）, 滤掉（抑制）整流输出电压中滤掉（抑制）整流输出电压中的交流成份，保留其直流成份，平滑输出电压波形。的交流成份，保留其直流成份，平滑输出电压波形。滤波目的：滤波目的：滤掉整流输出电压中的交流成份，保留滤掉整流输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。14 / 1
9、0510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.2 滤波电路滤波电路1. 概述概述 常用滤波器结构：常用滤波器结构：C型、型、LC型型(倒倒L)、CRC型型(P)P)15 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.2 滤波电路滤波电路2. 电容滤波器电容滤波器(a) v2 vC : 桥堆导通，桥堆导通，电源同时给负载电源同时给负载 RL和和 C 供供充电，充电，vC= vO= v2220VAC工作原理工作原理充电区间充电区间 16 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路 10.1.2 滤波电路滤波电路2. 电容滤波器电容滤波器(a) v
10、2 vC : 桥堆导通，桥堆导通，电源同时给负载电源同时给负载 RL和和 C 供供充电，充电，vC= vO= v2220VAC工作原理工作原理(b) v2 vC : 桥堆导通，桥堆导通，电源同时给负载电源同时给负载 RL和和 C供供充电，充电，vC= vO= v2(b) v2 RL) )大部施于大部施于L 较平滑直流电压较平滑直流电压vO。 储能视角储能视角：工作时：工作时L有储能，供电电有储能，供电电压压v2，L 储能对储能对RL补电；补电；v2，电源，电源对对L和和 RL供电供电 连续、平稳和稳定连续、平稳和稳定vO。L 越大越好！越大越好！25 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功
11、率直流滤波电路 10.1.2 滤波电路滤波电路3. 电感滤波器电感滤波器(a) vO的均值及其脉动度的均值及其脉动度 与放电时间常数与放电时间常数t t = L/RL有关有关电路特点电路特点220VAC(b) D导通角大，纹波可进一步减少，接负载能力强：导通角大，纹波可进一步减少，接负载能力强：(c) 电感体积大而笨重，因而适合于电流较大、要求输电感体积大而笨重，因而适合于电流较大、要求输 出电压脉动较小的场合，或更合适于高频电源滤波出电压脉动较小的场合，或更合适于高频电源滤波(d) 更进一步的改进：更进一步的改进：LC滤波器滤波器26 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路
12、例题：例题：交直流收扩两用机电源交直流收扩两用机电源 10.1.2 滤波电路滤波电路3. 电感滤波器电感滤波器220VAC24VDC27 / 10510.1 小功率直流滤波电路小功率直流滤波电路例题：例题：交直流收扩两用机电源交直流收扩两用机电源 10.1.2 滤波电路滤波电路3. 电感滤波器电感滤波器220VAC24VDC28 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.1 稳压电源的质量指标稳压电源的质量指标 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成
13、稳压器的应用29 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.0 概述概述 稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。出电压的一种电子设备。 稳压电路的输出电压值基本上与电网电压、负载及稳压电路的输出电压值基本上与电网电压、负载及环境温度变化无关。理想稳压器是输出阻抗为零的恒环境温度变化无关。理想稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。稳压性能越好。 稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电
14、子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。30 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.1 稳压电源的质量指标稳压电源的质量指标1. 输入调整因数（电压调整率）：输入调整因数（电压调整率）：: 反映输入电压波动对输出电压的影响反映输入电压波动对输出电压的影响: 电压调整率电压调整率: 稳压系数稳压系数反映负载电流和环温反映负载电流和环温不变时，电网电压波不变时，电网电压波动对稳压电路的影响动对稳压电路的影响31 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.1 稳压电源的质量指标稳压电源的质量指标2. 输出电阻：输
15、出电阻：: 反映电流反映电流 Io 变化对变化对 Vo 的影响的影响: 电流调整率：电流调整率： Io 从从0 Max时，时， Vo 的相对变化率的相对变化率反映输入电压、环温不反映输入电压、环温不变，输出电流变时输出变，输出电流变时输出电压保持稳定的能力，电压保持稳定的能力，即稳压器带负载能力。即稳压器带负载能力。32 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.1 稳压电源的质量指标稳压电源的质量指标3. 温度系数温度系数4. 纹波抑制比纹波抑制比33 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压
16、电路的工作原理1. 电路组成电路组成四部分四部分：基准电压、比较放大、取样电路和调整元件基准电压、比较放大、取样电路和调整元件+A比较放大比较放大 取样电路取样电路 基准基准 调整管调整管 34 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理2. 稳压原理稳压原理+A由运放可知：由运放可知：当当 Vi 或或 RL 变化时，输出电压变化时，输出电压Vo ，稳压过程如下：，稳压过程如下：Voi iVohhVf VnhhVbi iVcehhVbei i35 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10
17、.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理3. Vo 及其调节范围及其调节范围 设运放处于设运放处于线性工线性工作状态作状态和和深度负反馈深度负反馈状态状态，此时运放的两，此时运放的两输入端的电压近似相输入端的电压近似相等，因此有：等，因此有：+A36 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理4. T 管的极限参数管的极限参数+A 调整管的电流、电调整管的电流、电压、功率受管子的极压、功率受管子的极限参数制约：限参数制约：实际使用时应考实际使用时应考虑必要的余量！虑必要的余量！37
18、/ 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器0. 概述概述输出固定电压输出固定电压输出可调电压输出可调电压输出正电压输出正电压78XX 输出负电压输出负电压79XX （1. 25 37V 连续可调）连续可调）三端三端稳压器稳压器分类分类38 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器0. 概述概述外形外形1输入端输入端2 公共端公共端3 输出端输出端1 公共端公共端3 输入端输入端2 输出端输出端TO92外观与三极管无异外观与三极管无异！39 / 10510.2 串联反馈式稳压电路
19、串联反馈式稳压电路 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器0. 概述概述性能性能输出电压额定值系列有输出电压额定值系列有: : 5V、6V、9V、12V 、15V、18V、24V等。等。（78007800、79007900系列）系列） 输出电流超过输出电流超过 1. 5 A（加散热器）（加散热器） 不需要外接元件不需要外接元件 调整管设有安全工作区保护调整管设有安全工作区保护 内部有过热保护、过流保护内部有过热保护、过流保护 输出电压容差为输出电压容差为 4%40 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器0. 概述概述参数参数（7
20、8007800、79007900系列）系列） 电压调整率电压调整率Sv(稳压系数稳压系数) 电流调整率电流调整率SI 反映负载电流和环温反映负载电流和环温不变时，电网电压波不变时，电网电压波动对稳压电路的影响动对稳压电路的影响0.0050.02% 0.11.0%反映输入电压、环温不反映输入电压、环温不变，输出电流变时输出变，输出电流变时输出电压保持稳定的能力，电压保持稳定的能力，即稳压器带负载能力。即稳压器带负载能力。41 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器0. 概述概述参数参数 电压调整率电压调整率Sv(稳压系数稳压系数) 电
21、流调整率电流调整率SI 最大输出电流最大输出电流 IOM 输出电压输出电压 Vo 最小输入输出电压差最小输入输出电压差 min(Vi -Vo ) 最大输入电压最大输入电压 ViM 最大功耗最大功耗 PM： 42 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器1. 固定输出三端稳压器固定输出三端稳压器78LXX型三端稳压器型三端稳压器差放差放缓冲缓冲 取取样样调整管调整管基准电路基准电路 启动电路启动电路 控制控制电流电流 热保护热保护 过流保护过流保护43 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路基准基准 调整管调整管 10
22、.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器2. 可调输出三端稳压器可调输出三端稳压器比较放大比较放大 取样电路取样电路 +A基准基准1.2VLM31744 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用1. 单路固定电压单路固定电压 W7805123220VAC输入与输出间的输入与输出间的压差需压差需3V！改善波形：改善波形：抵消抵消输入输入引线电感效引线电感效应，防止自激。应，防止自激。改善瞬态响应改善瞬态响应：负载：负载电流瞬增减时，防止电流瞬增减时，防止输出电压较大波动。输出电压较大波动。45 / 10510.2 串联反馈式稳
23、压电路串联反馈式稳压电路 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用2. 双路双路 () 固定电压固定电压32220VACW7815123W7915146 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用3. 提高输出电压和电流提高输出电压和电流W78XX123W78XX123IO较小较小VR较小，较小，T截止截止 ，IC= 0；IO IOMVR 较大，较大，T导导通通 ，IO= IOM+ IC。RVBE/IOM47 / 10510.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳
24、压器的应用4. 三端可调输出三端可调输出IC稳压器的应用稳压器的应用 流过调整端流过调整端 “1” 的电流的电流 100 A，在在要求不高的场合它在要求不高的场合它在R2上的压降可忽略。上的压降可忽略。 实际实际 2、1 两端内含两端内含基准基准电压电压 1.25V，故：，故：2CW1173148 / 10510.3 开关稳压电路开关稳压电路*本章自学本章自学49 / 10510.4 SPICE仿真仿真* 本节自学本节自学50 / 105 熟悉直流稳压电源的基本组成环节 熟悉稳压管稳压、串联型稳压电路的工作原理 了解集成稳压电路 (IC) 的性能，学会基本应用 了解稳压管稳压、串联型稳压电路的工作原理 理解整流、滤波的含义及其电路结构和工作原理，了解基本参数的计算 本章小结本章小结Guilin University of Electronic TechnologyGuilin University of Electronic Technology End of 10 ！
