第二十九講穩(wěn)壓電路,第二十九講穩(wěn)壓電路,一、穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo),二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,四、集成穩(wěn)壓器,五、開關(guān)型穩(wěn)壓電路,一、穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo),1.輸出電壓2.輸出電流3.穩(wěn)壓系數(shù)表明電網(wǎng)電壓波動時電路的穩(wěn)壓性能。在負(fù)載電流不變時，輸出電壓相對變化量與輸入電壓變化量之比。,4.輸出電阻表明負(fù)載電流變化時電路的穩(wěn)壓性能。在電網(wǎng)電壓不變時，負(fù)載變化引起的輸出電壓的變化量與輸出電流的變化量之比。,5.紋波電壓測試出輸出電壓的交流分量。,二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,穩(wěn)定電壓UZ：穩(wěn)壓管的擊穿電壓穩(wěn)定電流IZ：使穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的最小電流最大耗散功率PZM：允許的最大功率，PZM=IZMUZ動態(tài)電阻rz：工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時，rzU/I,1.穩(wěn)壓管的伏安特性和主要參數(shù),2.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理,3.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo),（1）輸出電壓UOUZ（2）輸出電流IZmaxIZminIZMIZ（3）穩(wěn)壓系數(shù),（4）輸出電阻,簡單易行，穩(wěn)壓性能好。適用于輸出電壓固定、輸出電流變化范圍較小的場合。,4.特點,5.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計,（1）UI的選擇UI（23）UZ（2）穩(wěn)壓管的選擇UZUOIZMIZILmaxILmin（3）限流電阻的選擇保證穩(wěn)壓管既穩(wěn)壓又不損壞。,電網(wǎng)電壓最低且負(fù)載電流最大時，穩(wěn)壓管的電流最小。,電網(wǎng)電壓最高且負(fù)載電流最小時，穩(wěn)壓管的電流最大。,若求得RminRmax，怎么辦？,討論一：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計,依次選擇穩(wěn)壓管、UI、R、C、U2、二極管1.輸出電壓、負(fù)載電流穩(wěn)壓管2.輸出電壓UI3.輸出電壓、負(fù)載電流、穩(wěn)壓管電流、UIR4.UI、R濾波電路的等效負(fù)載電阻C5.UIU26.U2、R中電流整流二極管,已知輸出電壓為6V，負(fù)載電流為030mA。試求圖示電路的參數(shù)。,三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,1.基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路,為了使穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出大電流，需要加晶體管放大。,穩(wěn)壓原理：電路引入電壓負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓。,調(diào)整管的作用及如何提高穩(wěn)壓性能,不管什么原因引起UO變化，都將通過UCE的調(diào)節(jié)使UO穩(wěn)定，故稱晶體管為調(diào)整管。,若要提高電路的穩(wěn)壓性能，則應(yīng)加深電路的負(fù)反饋，即提高放大電路的放大倍數(shù)。,2.具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,（1）穩(wěn)壓原理：若由于某種原因使UO增大,（2）輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍,同相比例運算電路,則UOUNUBUO,（3）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本組成及其作用,調(diào)整管,取樣電阻,調(diào)整管：是電路的核心，UCE隨UI和負(fù)載產(chǎn)生變化以穩(wěn)定UO。,比較放大,基準(zhǔn)電壓,基準(zhǔn)電壓：是UO的參考電壓。,取樣電阻：對UO的取樣，與基準(zhǔn)電壓共同決定UO。,比較放大：將UO的取樣電壓與基準(zhǔn)電壓比較后放大，決定電路的穩(wěn)壓性能。,（4）串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中調(diào)整管的選擇,IEmaxIR1ILmaxILmaxICMUCEmaxUImaxUOminU(BR)CEOPTmaxIEmaxUCEmaxPCM,根據(jù)極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO、PCM選擇調(diào)整管！,應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓的波動和負(fù)載電流的變化！,討論二：對于基本串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論,3.若電網(wǎng)電壓波動10，UI為28V，UO為10V20V；晶體管的電流放大系數(shù)為50，PCM5W，ICM1A；集成運放最大輸出電流為10mA，則最大負(fù)載電流約為多少？,1.若UO為10V20V，R1R31k，則R3和UZ各為多少？2.若電網(wǎng)電壓波動10，UO為10V20V，UCES3V，UI至少選取多少伏？,討論三：關(guān)于實用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論,1.標(biāo)出集成運放的同相輸入端和反相輸入端；2.電路由哪些部分組成？3.UI21V，R1R2R3300，UZ6V，UCES3V，UO？4.如何選取R和R？,輸出電流取樣電阻,討論三：關(guān)于實用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論,5.取樣電阻的取值應(yīng)大些還是小些，為什么？它們有上限值嗎？6.若電路輸出紋波電壓很大，則其原因最大的可能性是什么？7.根據(jù)圖中過流保護電路的原理組成一種限流型過流保護電路。,四、集成穩(wěn)壓器（三端穩(wěn)壓器）,輸出電壓：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V輸出電流：1.5A（W7800）、0.5A（W78M00）、0.1A（W78L00）,1.W7800系列（1）簡介,（2）基本應(yīng)用,消除高頻噪聲,使Co不通過穩(wěn)壓器放電,抵銷長線電感效應(yīng)，消除自激振蕩,將輸入端接整流濾波電路的輸出，將輸出端接負(fù)載電阻，構(gòu)成串類型穩(wěn)壓電路。,（3）輸出電流擴展電路,為使負(fù)載電流大于三端穩(wěn)壓器的輸出電流，可采用射極輸出器進行電流放大。,很小,三端穩(wěn)壓器的輸出電壓,若UBE=UD，則,二極管的作用：消除UBE對UO的影響。,（4）輸出電壓擴展電路,IW為幾mA，UO與三端穩(wěn)壓器參數(shù)有關(guān)。,隔離作用,基準(zhǔn)電壓,電路復(fù)雜,2.基準(zhǔn)電壓源三端穩(wěn)壓器W117,輸出電壓UREF1.25V，調(diào)整端電流只有幾微安。,減小紋波電壓,討論四：W117的應(yīng)用,1.R1的上限值為多少？2.UO可能的最大值為多少？3.輸出電壓最小值為多少？4.UOmax30V，選取R1、R2；5.已知電網(wǎng)電壓波動10，輸出電壓最大值為30V，UI至少取多少伏？,決定于IOmin,兩種情況：1.已知UI2.自己選取UI,決定于W117的輸出,輸入電壓最低、輸出電壓最高時，UIUO3V。,根據(jù)輸出電壓表達式,討論五：集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用,1.基準(zhǔn)電壓為多少？2.UO的表達式？3.為使W7812不因輸入端和輸出端之間電壓太大而損壞，可采用什么方法？,五、開關(guān)型穩(wěn)壓電路1.開關(guān)型穩(wěn)壓電源的特點,線性穩(wěn)壓電源：結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，輸出電壓穩(wěn)定性強，紋波電壓小。缺點是調(diào)整管工作在甲類狀態(tài)，因而功耗大，效率低（2049）；需加散熱器，因而設(shè)備體積大，笨重，成本高。若調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，則勢必大大減小功耗，提高效率，開關(guān)型穩(wěn)壓電源的效率可達7095。體積小，重量輕。適于固定的大負(fù)載電流、輸出電壓小范圍調(diào)節(jié)的場合。,構(gòu)成開關(guān)型穩(wěn)壓電源的基本思路,將交流電經(jīng)變壓器、整流濾波得到直流電壓控制調(diào)整管按一定頻率開關(guān)，得到矩形波濾波，得到直流電壓,引入負(fù)反饋，控制占空比，使輸出電壓穩(wěn)定。,2.串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路（1）基本電路電路組成及工作原理,T截止，D導(dǎo)通，uEUD；L釋放能量，C放電。,T、D均工作在開關(guān)狀態(tài)。,T飽和導(dǎo)通，D截止，uEUI；L儲能，C充電。,uBUH時,uBUL時,波形分析及輸出電壓平均值,關(guān)鍵技術(shù)：大功率高頻管，高質(zhì)量磁性材料穩(wěn)壓原理：若某種原因使輸出電壓升高，則應(yīng)減小占空比。,穩(wěn)壓原理,脈沖寬度調(diào)制式：PWM電路作用：UOTonUO,其它控制方式：脈沖頻率調(diào)制式：UOT（脈寬不變）UO混合調(diào)制式：UOTTonUO,在串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中UOUI，故為降壓型電路。,脈寬調(diào)制電路的基本原理,比較放大電路,電壓比較器,調(diào)整管,UOUN1UO1(UP2)uB1的占空比UO,UOUN1UO1(UP2)uB1的占空比UO,uP2與uB1占空比的關(guān)系,UP2,穩(wěn)壓原理：,3.并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路（升壓型）（1）工作原理,T截止，L產(chǎn)生感生電動勢，D導(dǎo)通；UI與L所產(chǎn)生的感生電動勢相加對C充電。,T飽和