1、第第4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源知識(shí)重點(diǎn)知識(shí)重點(diǎn) 1整流濾波電路整流濾波電路 2穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 3串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 4集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器 知識(shí)難點(diǎn)知識(shí)難點(diǎn) 1參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算 2穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理 3穩(wěn)壓器應(yīng)用穩(wěn)壓器應(yīng)用 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源4.1 整流濾波電路整流濾波電路 知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò)知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò)半波整流全波整流橋式整流倍壓整流電容濾波其它濾波形式整流電路濾波電路整流濾波電路電感濾波第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源4.1 整流濾波電路整流濾波電路 一般電子設(shè)備所需的直流穩(wěn)壓電源都由電網(wǎng)中的一般電

2、子設(shè)備所需的直流穩(wěn)壓電源都由電網(wǎng)中的50Hz /220 50Hz /220 V V交流電轉(zhuǎn)化而來(lái)。圖交流電轉(zhuǎn)化而來(lái)。圖4.1.14.1.1為線性直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)框圖。為線性直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)框圖。可見(jiàn)可見(jiàn)50Hz/220 V50Hz/220 V交流電經(jīng)變壓器變壓后，被由二極管組成的電交流電經(jīng)變壓器變壓后，被由二極管組成的電路整流成脈動(dòng)的直流電，再經(jīng)濾波網(wǎng)絡(luò)平滑成有一定紋波的直路整流成脈動(dòng)的直流電，再經(jīng)濾波網(wǎng)絡(luò)平滑成有一定紋波的直流電壓，對(duì)于性能要求不高的電子電路，濾波后的直流電壓就流電壓，對(duì)于性能要求不高的電子電路，濾波后的直流電壓就可以應(yīng)用了，但對(duì)于穩(wěn)壓性能要求較高的電子電路，濾波后再可以

3、應(yīng)用了，但對(duì)于穩(wěn)壓性能要求較高的電子電路，濾波后再加一級(jí)集成穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。這樣加到負(fù)載上的直流電壓紋波就非常加一級(jí)集成穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。這樣加到負(fù)載上的直流電壓紋波就非常低了。低了。 圖圖4.1.1 小功率直流穩(wěn)壓電源框圖小功率直流穩(wěn)壓電源框圖 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源濾波濾波整流整流穩(wěn)壓穩(wěn)壓變壓變壓交流交流電源電源負(fù)負(fù)載載OtuOtuOtuOtuOtu220 V單向單向脈動(dòng)電壓脈動(dòng)電壓合適的合適的交流電壓交流電壓濾濾 波波穩(wěn)穩(wěn) 壓壓組成組成框圖框圖第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源變壓器：變壓器：將正弦工頻交流電源電壓變換為符合用電設(shè)備所需將正弦工頻交流電源電壓變換為符合用電設(shè)備所

4、需要的正弦工頻交流電壓。要的正弦工頻交流電壓。整流電路：整流電路：利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟瑢⒄?fù)交替利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟?，將正?fù)交替變化的正弦交流電壓變換成單方向的脈動(dòng)直流電壓。變化的正弦交流電壓變換成單方向的脈動(dòng)直流電壓。濾波電路：濾波電路：將單向脈動(dòng)直流電壓中的脈動(dòng)部分將單向脈動(dòng)直流電壓中的脈動(dòng)部分( (交流分量交流分量) )減減小小( (濾掉濾掉) )，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路：采用某些措施，使輸出的直流電壓在電源發(fā)生波采用某些措施，使輸出的直流電壓在電源發(fā)生波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)保持穩(wěn)定。動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)保持穩(wěn)定。

5、第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源一、單相半波整流一、單相半波整流 tO 2 3 u222U tO 2 3 uO22U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U RL220 V+ uu2iD+ uD4.1.1 整整 流流 電電 路路 圖圖4.1.2 （a）為電阻性負(fù)載，）為電阻性負(fù)載，單相半波整流電路。電路中單相半波整流電路。電路中T為電為電源變壓器，源變壓器，V為整流二極管，為整流二極管，RL為為負(fù)載電阻。負(fù)載電阻。 圖（圖（b）為電路中電壓、）為電路中電壓、電流的波形。電流的波形。圖圖4.1.2 單相半波整流單相半波整流(a)(b)第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源

6、)sin(222tUu tO 2 3 u222U tO 2 3 uO22U 0 2O)(d)sin(221ttUU 245. 0U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 2RM2UU 2OL0.45UIR單相半波整流參數(shù)計(jì)算如下單相半波整流參數(shù)計(jì)算如下1) ) 整流輸出電壓和電流平均值整流輸出電壓和電流平均值2) ) 二極管平均電流二極管平均電流3) ) 二極管最大反向壓二極管最大反向壓L2OD45. 0RUII 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源V3RLV4V2V1u1u2+uo ioRLV4V3V2V1+uo u2u1二、單相橋式整流二、單相橋式整流輸入正半周輸入正半

7、周1. 1. 工作原理工作原理2. 波形波形輸入負(fù)半周輸入負(fù)半周 tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD= iO22U22UU2+uo 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源3. 參數(shù)估算參數(shù)估算1) ) 整流輸出電壓和電流平均值整流輸出電壓和電流平均值)(d)sin(21 0 OttUU 229 . 022UU 2) ) 二極管平均電流二極管平均電流LOOD221RUII L245. 0RU 3) ) 二極管最大反向壓二極管最大反向壓2RM2UU to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD = iO22U22UU2

8、20.9oLUIR第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源圖圖4.1.4(2) 全橋堆連接方式及電路符號(hào)全橋堆連接方式及電路符號(hào) 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 運(yùn)用運(yùn)用EWB仿真軟件對(duì)單相橋式整流電路進(jìn)行仿真，仿真電路仿真軟件對(duì)單相橋式整流電路進(jìn)行仿真，仿真電路如圖如圖4.1.5(1)所示，仿真結(jié)果如圖所示，仿真結(jié)果如圖4.1.5(2)所示。從結(jié)果可以看出，所示。從結(jié)果可以看出，正弦交流電被整流成單向脈動(dòng)的直流電。正弦交流電被整流成單向脈動(dòng)的直流電。 圖圖4.1.5 (1) 單相橋式整流電路的仿真電路單相橋式整流電路的仿真電路第第4 4章章

9、 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源圖圖4.1.5 (2) 單相橋式整流電路的仿真結(jié)果單相橋式整流電路的仿真結(jié)果第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源實(shí)例分析實(shí)例分析例例4-1：一單相橋式整流電路如圖：一單相橋式整流電路如圖4.1.6（a），要求輸出電壓），要求輸出電壓UO110，L=80，交流電壓為，交流電壓為380V，試完成下列問(wèn)題：，試完成下列問(wèn)題：（1） 如何選用二極管如何選用二極管? （2） 求整流變壓器變比和求整流變壓器變比和(視在視在)功率容量。功率容量。 解：解：（1）選擇二極管）選擇二極管由前面分析可得：由前面分析可得： 由此可選由此可選2CZ12C二極管，其最大整流電流二極管，其最

10、大整流電流1A，最高反向電壓為，最高反向電壓為300 V。 1101.480OOLUIAR10.72VDOIIA21220.9OUUV222 122172RMUUVV第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源（2）求整流變壓器變比和）求整流變壓器變比和(視在視在)功率容量功率容量 考慮到變壓器副邊繞組及管子上的壓降，變壓器副邊電壓大約考慮到變壓器副邊繞組及管子上的壓降，變壓器副邊電壓大約要高出要高出10%，即，即則變壓器變比則變壓器變比求變壓器容量。變壓器副邊電流為：求變壓器容量。變壓器副邊電流為：乘乘1.1倍主要考慮變壓器損耗。倍主要考慮變壓器損耗。 故整流變壓器故整流變壓器(視在視在)功率容

11、量為：功率容量為： 2122 1.1134UV3802.81341.11.54OIIA2134 1.54206SU IV A第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 4.1.2 濾濾 波波 電電 路路 整流電路將交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電，但其中整流電路將交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電，但其中含有大量的直流和交流成分含有大量的直流和交流成分( (稱為紋波電壓稱為紋波電壓) )。這。這樣的直流電壓作為電鍍、蓄電池充電的電源還是樣的直流電壓作為電鍍、蓄電池充電的電源還是允許的，但作為大多數(shù)電子設(shè)備的電源，將會(huì)產(chǎn)允許的，但作為大多數(shù)電子設(shè)備的電源，將會(huì)產(chǎn)生不良影響，甚至不能正常工作。在整流電路之生不良影響，甚至不能

12、正常工作。在整流電路之后，需要加接濾波電路，盡量減小輸出電壓中交后，需要加接濾波電路，盡量減小輸出電壓中交流分量，使之接近于理想的直流電壓。流分量，使之接近于理想的直流電壓。第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源io + uo= uc RLV1V4V3V2+u 一、電容濾波一、電容濾波V 導(dǎo)通時(shí)給導(dǎo)通時(shí)給 C 充電，充電，V 截止時(shí)截止時(shí) C 向向 RL 放電放電；1. 電路和工作原理電路和工作原理濾波后濾波后 uo 的波形變得平緩，平均值提高。的波形變得平緩，平均值提高。電容電容充電充電電容電容放電放電C圖圖4.1.6(1) 單相橋式整流電容濾波電路單相橋式整流電容濾波電路第第4 4章章

13、直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源2. 波形及輸出電壓波形及輸出電壓2O2U U 當(dāng)當(dāng) RL = 時(shí)：時(shí)：O tuO 2 22U當(dāng)當(dāng) RL 為有限值時(shí)：為有限值時(shí)：2O229 . 0UUU 通常取通常取 UO = 1.2U2RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL = 為獲得良好濾波效果，一般?。簽楂@得良好濾波效果，一般?。? (T 為輸入交流電壓的周期為輸入交流電壓的周期) )圖圖4.1.6(2) 濾波電路波形圖濾波電路波形圖第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 例例 4-2 單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率單相橋式電容濾波整流，交流電源頻率 f = 50 Hz，負(fù)載電阻負(fù)載電阻

14、RL = 40 ，要求直流輸出電壓，要求直流輸出電壓 UO = 20 V，選擇，選擇整流二極管整流二極管及及濾波電容。濾波電容。 解解 1. 選二極管選二極管V 172 . 1202 . 1O2 UU2RM2UU 選二極管應(yīng)滿足：選二極管應(yīng)滿足：IF (2 3) ID可選：可選：2CZ55C( (IF = 1 A，URM = 100 V) )或或 1 A、100 V 整流橋整流橋電流平均值：電流平均值： A0.2540 20212121LOOD RUII承受最高反壓：承受最高反壓：V 2422RM UU2. 選濾波電容選濾波電容s 02. 05011 fTs 04. 024 L TCR取取F

15、0001 40s 0.04 C可選可選： 1 000 F，耐壓，耐壓 50 V 的電解電容。的電解電容。第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源二、二、其它濾波電路其它濾波電路 圖4.1.7(1)所示電路是電感濾波電路，它主要適用于負(fù)載功率較大即負(fù)載電流很大的情況負(fù)載功率較大即負(fù)載電流很大的情況。(UO=0.9U2) 圖圖4.1.7(1) 電感濾波電路電感濾波電路 整流后的輸出電壓：整流后的輸出電壓：直流分量直流分量被電感被電感 L 短路短路,交流分量交流分量主要主要降在降在 L 上。上。電感越大，濾波效果越好。電感越大，濾波效果越好。第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 圖圖4.1.7（

16、2）所示是）所示是RC型濾波器。圖中型濾波器。圖中C1電容兩端電容兩端電壓中的直流分量，有很小一部分降落在電壓中的直流分量，有很小一部分降落在R上，其余部分加上，其余部分加到了負(fù)載電阻到了負(fù)載電阻RL上；而電壓中的交流脈動(dòng)，大部分被濾波上；而電壓中的交流脈動(dòng)，大部分被濾波電容電容C2衰減掉，只有很小的一部分加到負(fù)載電阻衰減掉，只有很小的一部分加到負(fù)載電阻RL上。此上。此種電路的濾波效果雖好一些，但電阻上要消耗功率，種電路的濾波效果雖好一些，但電阻上要消耗功率，所以所以只適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。只適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。圖圖4.1.7（2） RC型濾波器型濾波器 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源

17、直流穩(wěn)壓電源 圖圖4.1.7（3）所示是）所示是LC型濾波器。可見(jiàn)只是將型濾波器?？梢?jiàn)只是將RC型濾波器中的型濾波器中的R用電感用電感L做了替換。由于電感具有阻交流通做了替換。由于電感具有阻交流通直流的作用，因此在增加了電感濾波的基礎(chǔ)上，此種電路直流的作用，因此在增加了電感濾波的基礎(chǔ)上，此種電路的濾波效果更好，而且的濾波效果更好，而且L上無(wú)直流功率損耗，所以一般用上無(wú)直流功率損耗，所以一般用在負(fù)載電流較大和電源頻率較高的場(chǎng)合。在負(fù)載電流較大和電源頻率較高的場(chǎng)合。C1、C2 對(duì)交流對(duì)交流容抗小，容抗小， L 對(duì)交流對(duì)交流感抗感抗很很大。大。缺點(diǎn)是電感的體積大，使電缺點(diǎn)是電感的體積大，使電路看起來(lái)

18、笨重。路看起來(lái)笨重。 圖圖4.1.7（3） LC型濾波器型濾波器 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源4.2 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò)知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的組成穩(wěn)壓電路的工作原理穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組成和工作原理串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路運(yùn)放組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成和工作原理第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源4.2.1 硅穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路 硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖4-15所示，經(jīng)整流濾波后得所示，經(jīng)整流濾波后得到的直流電壓作為穩(wěn)壓電路的輸入電壓到的直流電壓作為穩(wěn)壓電路的輸入電壓Ui，限流電阻，限流電阻

19、R和穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓管V組組成穩(wěn)壓電路，輸出電壓成穩(wěn)壓電路，輸出電壓Uo=UZ。圖圖4.2.1 硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓原理分析穩(wěn)壓原理分析 在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動(dòng)還是負(fù)載電阻在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動(dòng)還是負(fù)載電阻RL的變化，的變化，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路都能起到穩(wěn)壓作用，因?yàn)榉€(wěn)壓管穩(wěn)壓電路都能起到穩(wěn)壓作用，因?yàn)閁Z基本恒定，基本恒定，Uo=UZ。下。下面從兩個(gè)方面來(lái)分析其穩(wěn)壓原理：面從兩個(gè)方面來(lái)分析其穩(wěn)壓原理： 設(shè)設(shè)RL不變，電網(wǎng)電壓升高使不變，電網(wǎng)電壓升高使Ui升高，導(dǎo)致升高，導(dǎo)致Uo升高，而升高，而Uo=UZ。根據(jù)穩(wěn)壓管的特性，當(dāng)根

20、據(jù)穩(wěn)壓管的特性，當(dāng)UZ升高一點(diǎn)時(shí)，升高一點(diǎn)時(shí)，IZ將會(huì)顯著增加，這樣必然將會(huì)顯著增加，這樣必然使電阻使電阻R上的壓降增大，吸收了上的壓降增大，吸收了Ui的增加部分，從而保持的增加部分，從而保持Uo不變。不變。反之亦然。反之亦然。第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL阻值增大時(shí)，阻值增大時(shí)，IL減小，限流電減小，限流電阻阻R上壓降上壓降UR將會(huì)減小。由于將會(huì)減小。由于Uo=UZ=UiUR，所以導(dǎo)致，所以導(dǎo)致Uo升高，升高，即即UZ升高，這樣必然使升高，這樣必然使IZ顯著增加。由于流過(guò)限流電阻顯著增加。由于流過(guò)限流電阻R的電流為的電流為I

21、R=IZ +IL，這樣可以使流過(guò)，這樣可以使流過(guò)R上的電流基本不變，導(dǎo)致壓降上的電流基本不變，導(dǎo)致壓降UR基本基本不變，則不變，則Uo也就保持不變。反之亦然。也就保持不變。反之亦然。第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 在實(shí)際使用中在實(shí)際使用中, 這兩個(gè)過(guò)程是同時(shí)存在的，而兩種調(diào)這兩個(gè)過(guò)程是同時(shí)存在的，而兩種調(diào)整也同樣存在。因而無(wú)論電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化，都整也同樣存在。因而無(wú)論電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化，都能起到穩(wěn)壓作用。能起到穩(wěn)壓作用。 以上討論表明，限流電阻的作用不僅是保護(hù)穩(wěn)壓管，以上討論表明，限流電阻的作用不僅是保護(hù)穩(wěn)壓管，而且還起著調(diào)整電壓的作用。正是穩(wěn)壓管和限流電阻的而且還起著調(diào)整

22、電壓的作用。正是穩(wěn)壓管和限流電阻的相互配合，才完成了穩(wěn)壓的過(guò)程。相互配合，才完成了穩(wěn)壓的過(guò)程。第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源4.2.2 串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路基準(zhǔn)電壓比較放大調(diào)整取樣UIUO（a）IR1R1UBE1IB1IC2V2V1R2UBE2UZIB2I1R3R4R5UORLIOV3CUCE1UC2I2UB2UI（b）圖圖4.2.2 串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路 圖圖4.2.2為串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路。圖中為串聯(lián)型三極管穩(wěn)壓電路。圖中V1為調(diào)整元件，電阻為調(diào)整元件，電阻R3、R4 、R5為取樣電路，為取樣電路，R2和和UZ組成標(biāo)準(zhǔn)參考電壓。組成標(biāo)準(zhǔn)參考

23、電壓。V2為比較放大元件，從反饋放大為比較放大元件，從反饋放大器的角度看，該電路屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，而且調(diào)整元件器的角度看，該電路屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，而且調(diào)整元件V1與負(fù)載電阻與負(fù)載電阻RL串聯(lián)，因此也稱之為串聯(lián)反饋式直流穩(wěn)壓電路。串聯(lián)，因此也稱之為串聯(lián)反饋式直流穩(wěn)壓電路。 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源其穩(wěn)壓過(guò)程如下其穩(wěn)壓過(guò)程如下 當(dāng)負(fù)載電阻當(dāng)負(fù)載電阻RL不變時(shí)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)，波動(dòng)后的電壓不變時(shí)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)，波動(dòng)后的電壓Ui上升會(huì)導(dǎo)上升會(huì)導(dǎo)致輸出電壓向上波動(dòng)，同時(shí)取樣電壓的增加使致輸出電壓向上波動(dòng)，同時(shí)取樣電壓的增加使V2的基極電位的基極電位UB2升高，升高，造成造成V2

24、管的基極電流管的基極電流IB2和集電極電流和集電極電流IC2增大，導(dǎo)致增大，導(dǎo)致V2管的集電極管的集電極UC2也就是也就是V1管的基極管的基極UB1電位的下降，使電位的下降，使V1管的基極電流管的基極電流IB1和集電極電和集電極電流流IC1下降，而管壓降下降，而管壓降UCE1增加。由于輸出電壓增加。由于輸出電壓Uo等于輸入電壓等于輸入電壓Ui減減V1管壓降管壓降UCE1，因此抑制了輸出電壓的增加，起到了穩(wěn)壓作用。，因此抑制了輸出電壓的增加，起到了穩(wěn)壓作用。電路中的電壓和電流調(diào)整過(guò)程如下：電路中的電壓和電流調(diào)整過(guò)程如下： UIUOUBE2UC2UBE1IB1IC1UCE1UO，這樣就保，這樣就保

25、證了輸出電壓證了輸出電壓Uo基本不變?；静蛔儭５诘? 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源UORL+-R1R2R3UZRPUFVZ+-ucTru2VT +- 圖圖4-1為串聯(lián)型集成穩(wěn)壓電源電路。圖中為串聯(lián)型集成穩(wěn)壓電源電路。圖中VT為調(diào)整管，它工作為調(diào)整管，它工作在線性放大區(qū)，電阻在線性放大區(qū)，電阻R3和穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓管VZ組成基準(zhǔn)電壓源，為集成運(yùn)放組成基準(zhǔn)電壓源，為集成運(yùn)放的同相輸入端提供基準(zhǔn)電壓，電阻的同相輸入端提供基準(zhǔn)電壓，電阻R1、RP 、R2組成取樣電路，它組成取樣電路，它將穩(wěn)壓電路的輸出電壓分壓后送到集成運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)算將穩(wěn)壓電路的輸出電壓分壓后送到集成運(yùn)放的反相輸入端，運(yùn)算放大

26、器為比較放大元件，用來(lái)對(duì)取樣電壓與基準(zhǔn)電壓的差值進(jìn)行放大器為比較放大元件，用來(lái)對(duì)取樣電壓與基準(zhǔn)電壓的差值進(jìn)行放大。由于調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，故稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。放大。由于調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，故稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 圖圖4.2.3 串聯(lián)型集成穩(wěn)壓電源電路串聯(lián)型集成穩(wěn)壓電源電路4.2.3 運(yùn)放組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路運(yùn)放組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍8+Uo +UI R 2RLR 1R1UFUZR2RPZp212OFURRRRUU Z2p21OURRRRU Zp2p21minOURRRRRU Z2p21maxOURRRRU 第第4 4章章

27、直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源圖圖4.2.3 (1) 穩(wěn)壓電路的仿真電路穩(wěn)壓電路的仿真電路串聯(lián)型集成穩(wěn)壓電源的仿真串聯(lián)型集成穩(wěn)壓電源的仿真 第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源圖圖4.2.3(2) 穩(wěn)壓電路的仿真結(jié)果穩(wěn)壓電路的仿真結(jié)果 濾波后的波形再經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，得到的結(jié)果如下圖所示，電壓表濾波后的波形再經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，得到的結(jié)果如下圖所示，電壓表顯示穩(wěn)定電壓顯示穩(wěn)定電壓10.28V，此結(jié)果表明，電網(wǎng)供給的交流電壓經(jīng)過(guò)變壓器、，此結(jié)果表明，電網(wǎng)供給的交流電壓經(jīng)過(guò)變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路后輸出的直流電壓保持穩(wěn)定不變。整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路后輸出的直流電壓保持穩(wěn)定不變。第第4 4

28、章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端式穩(wěn)壓器只有線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端式穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有應(yīng)用時(shí)外接元件少、使用方便、三個(gè)引出端子，具有應(yīng)用時(shí)外接元件少、使用方便、性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。三端式穩(wěn)壓器有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱三端式穩(wěn)壓器有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器；另一種輸出電壓是可調(diào)的，為固定輸出三端穩(wěn)壓器；另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器。它們的基本組成及工作稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器。它們的基本組成及工作原理都相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。原理都相同

29、，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。4.3 線性集成穩(wěn)壓電路線性集成穩(wěn)壓電路第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源集成穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓器的型號(hào)穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路三端固定集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器的組成三端可調(diào)線性集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò)知識(shí)分布網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源4.3.1 4.3.1 三端固定集成穩(wěn)壓器三端固定集成穩(wěn)壓器一一. . 三端固定輸出線性集成穩(wěn)壓器簡(jiǎn)介三端固定輸出線性集成穩(wěn)壓器簡(jiǎn)介XXL78(79)WC用數(shù)字表示輸出電壓值最大輸出電流：L為0.1 A ,M為0.5 A ,無(wú)字母表示1.5 A( 帶散熱片)78: 輸出固定正電壓79: 輸出固定負(fù)電壓國(guó)標(biāo)穩(wěn)壓器圖圖4.3.

30、1(1) 三端固定式集成穩(wěn)壓器型號(hào)組成及三端固定式集成穩(wěn)壓器型號(hào)組成及其意義其意義第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源CW7800 系列系列( (正電源正電源) )CW7900 系列系列( (負(fù)電源負(fù)電源) )5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V輸出電流輸出電流78L / 79L 輸出電流輸出電流 100 mA78M / 9M 輸出電流輸出電流 500 mA78 / 79 輸出電流輸出電流 1.5 A輸出電壓輸出電壓例如：例如：CW7805 輸出輸出 5 V，最大電流，最大電流 1.5 ACW78M05 輸出輸出 5 V，最大電流，最大電流 0.5 A

31、CW78L05 輸出輸出 5 V，最大電流，最大電流 0.1 A第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源封裝封裝CW78051 2 3UIUOGNDCW79051 2 3UIUOGND塑料封裝塑料封裝符號(hào)符號(hào)CW7800+312CW79001_3_2塑料封裝塑料封裝金屬封裝金屬封裝312金屬封裝金屬封裝符號(hào)符號(hào)CW7800+213CW790013_2_第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源圖圖4.3.1(2) 三端集成穩(wěn)壓器外形及管腳排列三端集成穩(wěn)壓器外形及管腳排列第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源1、基本應(yīng)用電路、基本應(yīng)用電路Uo = 12VW7812123C2+UiC1C30.33

32、 F0.1 F 100 FRL防止輸入端短路時(shí)防止輸入端短路時(shí) C3反向放電損壞穩(wěn)壓器反向放電損壞穩(wěn)壓器抵消輸入抵消輸入長(zhǎng)接線的長(zhǎng)接線的電感效應(yīng)，電感效應(yīng)，防止自激防止自激改善負(fù)載改善負(fù)載的瞬態(tài)響的瞬態(tài)響應(yīng)，消除應(yīng)，消除高頻噪聲高頻噪聲二二. 三端固定集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端固定集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用圖圖4.3.2 (1) CW78XX、 CW79XX器件的應(yīng)用電路原理圖器件的應(yīng)用電路原理圖第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 圖圖8.2.3為為CW78XX、 CW79XX器件的基本應(yīng)用電器件的基本應(yīng)用電路原理。要求路原理。要求輸入電壓輸入電壓UI比輸出電壓比輸出電壓UO至少大至少大2.53V。三端

33、集成穩(wěn)壓器當(dāng)中的低壓差器件，三端集成穩(wěn)壓器當(dāng)中的低壓差器件， 輸入、輸入、 輸出之輸出之間的電壓在間的電壓在0.6 V以下，有的在以下，有的在0.4 V以下也能正常工以下也能正常工作，作， 其靜態(tài)工作電流也只有幾毫安至幾十毫安，其靜態(tài)工作電流也只有幾毫安至幾十毫安， 因因此效率高。此效率高。 圖圖4.3.2 (1) CW78XX、 CW79XX器件的應(yīng)用電路原理圖器件的應(yīng)用電路原理圖第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源圖圖4.3.2(2) 4.3.2(2) 某型號(hào)電視機(jī)電源電路圖某型號(hào)電視機(jī)電源電路圖C3CW7812321C1220 VTUO12 V18 VC2u2第第4 4章章 直流穩(wěn)壓

34、電源直流穩(wěn)壓電源如果需要輸出電壓高于三端穩(wěn)壓器輸出電壓時(shí)如果需要輸出電壓高于三端穩(wěn)壓器輸出電壓時(shí), ,可采用可采用圖圖4.3.34.3.3所示電路。所示電路。ZXXOUUU 式中式中,UXX為集成穩(wěn)壓器的輸出電壓為集成穩(wěn)壓器的輸出電壓;UZ為穩(wěn)壓管的穩(wěn)值。為穩(wěn)壓管的穩(wěn)值。圖圖4.3.3(1) 4.3.3(1) 提高輸出電壓電路提高輸出電壓電路圖圖2、提高輸出電壓電路、提高輸出電壓電路第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源提高輸出提高輸出電壓電路電壓電路W78132 Ci C2+UO +UI +U R1R2IQI1I2靜態(tài)電流靜態(tài)電流5 8 mA要求要求Q115IRUI 2Q1O)(RIIUU

35、 2122Q1)(RIURRURIRUUQ URR)1(12輸出電壓輸出電壓 UO U 圖圖4.3.3(2) 4.3.3(2) 提高輸出電壓電路圖提高輸出電壓電路圖第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源3 3、具有正、負(fù)電壓輸出的穩(wěn)壓電源、具有正、負(fù)電壓輸出的穩(wěn)壓電源 如圖如圖4.3.44.3.4所示所示, ,由圖可知由圖可知, ,電源變壓器帶有中心電源變壓器帶有中心抽頭并接地抽頭并接地, ,輸出端得到大小相等、極性相反的電壓。輸出端得到大小相等、極性相反的電壓。C2CW78XX321C1C 220 VTC2C1CW79XX12 UO13 UO2圖圖4.3.4 （1） 正負(fù)對(duì)稱的穩(wěn)壓電路正負(fù)

36、對(duì)稱的穩(wěn)壓電路第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源輸出正、負(fù)輸出正、負(fù)電壓的電路電壓的電路24V24V220VW7815W79151 000 F 220 F 0.33 F0.33 F0.1 F+1 000 F 0.1 F220 F 圖圖4.3.4 （2） 正負(fù)對(duì)稱的穩(wěn)壓電路正負(fù)對(duì)稱的穩(wěn)壓電路第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 一一. 三端可調(diào)線性集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)線性集成穩(wěn)壓器 三端可調(diào)線性集成穩(wěn)壓器除了具備三端固定集成穩(wěn)壓器的三端可調(diào)線性集成穩(wěn)壓器除了具備三端固定集成穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)外，優(yōu)點(diǎn)外， 在性能方面也有進(jìn)一步提高，在性能方面也有進(jìn)一步提高， 特別是由于輸出電壓特別是由于輸出電壓

37、可調(diào)，可調(diào)， 應(yīng)用更為靈活。應(yīng)用更為靈活。 目前，目前， 國(guó)產(chǎn)三端可調(diào)正輸出集成穩(wěn)壓國(guó)產(chǎn)三端可調(diào)正輸出集成穩(wěn)壓器系列有器系列有CW117/CW217/CW317； 負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器系列有負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器系列有CW137/CW237/CW337等等,幾種三端集成穩(wěn)壓器外形及管腳排幾種三端集成穩(wěn)壓器外形及管腳排列如圖列如圖4.3.5所示所示,型號(hào)及意義如圖型號(hào)及意義如圖4.3.5所示。所示。4.3.2 4.3.2 三端可調(diào)線性集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)線性集成穩(wěn)壓器L17WC最大輸出電流：L 為0.1 A ,M 為0.5 A , 無(wú)字母為 1.5 A國(guó)標(biāo)穩(wěn)壓器1產(chǎn)品序號(hào)： 17 輸出為正電壓， 37 輸出

38、為負(fù)電壓產(chǎn)品序號(hào)： 1 為軍工， 2 為工業(yè)、半軍工，3 為民品圖圖4.3.5(a) 4.3.5(a) 可調(diào)集成穩(wěn)壓器型號(hào)組成及其意義可調(diào)集成穩(wěn)壓器型號(hào)組成及其意義第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源CW117/217/317系列系列( (正電源正電源) )CW137/237/337系列系列( (負(fù)電源負(fù)電源) )工作溫度工作溫度CW117( (137) ) - -55 150 CCW217( (237) ) - -25 150 CCW317( (337) ) 0 125 C基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓1.25 V輸出電流輸出電流L 型型 輸出電流輸出電流 100 mAM 型型 輸出電流輸出電流 500 mA第第4 4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源二二. CW117 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用電路內(nèi)部?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)調(diào)整電路基準(zhǔn)電路誤差放大啟動(dòng)電路偏置電路電路保護(hù)電路電路IREFUIUOADJ外形外形引腳引腳CW1171 2 3UIUOADJCW1371 2 3UIUOADJ 50 A圖圖4.3.6 4.3.6