模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子國家級實驗教學(xué)示范中心（華中科技大學(xué)）鄧天平羅杰第一章緒論 第二章集成運算放大器的基本應(yīng)用 第三章半導(dǎo)體二極管及其基本電路 第四章雙極結(jié)型三極管及基本放大電路 第五章場效應(yīng)晶體管及放大電路 第六章模擬集成電路 第七章反饋放大電路 第八章信號處理與信號產(chǎn)生電路 第九章功率放大器電路

第十章直流穩(wěn)壓電源10.1小功率整流濾波電路10.2線性穩(wěn)壓電路10.3開關(guān)式穩(wěn)壓電路第十章直流穩(wěn)壓電源10.1小功率整流濾波電路10.1小功率整流濾波電路電壓100～240V、頻率50～60Hz交流信號電壓5V、電流2A直流信號如何實現(xiàn)？10.1小功率整流濾波電路10.1小功率整流濾波電路10.1.1單相橋式整流電路10.1小功率整流濾波電路交流電壓脈動直流電壓整流整流利用二極管的單向?qū)щ娦詖1v2TD4D2D1D3RLvo10.1小功率整流濾波電路10.1.1單相橋式整流電路v1v2TRLvoRLv2vov2vo電路簡化畫法10.1.1單相橋式整流電路單相全波整流電壓波形v2vL

t

2340

t忽略二極管正向壓降10.1.1單相橋式整流電路1.工作原理變壓器二次信號負載電流負載電壓二極管電壓10.1.1單相橋式整流電路2.負載輸出電壓和輸出電流的平均值

輸出電壓的平均值VL為負載的平均電流為紋波系數(shù)為橋式整流電路的紋波系數(shù)10.1.1單相橋式整流電路3.整流二極管的選擇（1）整流管平均整流電流ID（2）整流管的最大反向峰值電壓VRM10.1.1單相橋式整流電路交流電壓脈動直流電壓整流濾波直流電壓10.1.2濾波電路10.1小功率整流濾波電路10.1.2濾波電路(1)電容濾波原理華中科技大學(xué)1710.1.2濾波電路工程上：v2tvotRL未接入忽略整流電路內(nèi)阻RintRL接入v2<vc:

放=

RLCv2>vc:vc

充=

RintC10.1.2濾波電路10.1小功率整流濾波電路1.電容濾波電路變壓器次級信號整流輸出（虛線）濾波輸出（實線）負載開路時10.1.2濾波電路10.1小功率整流濾波電路1.電容濾波電路負載接入時10.1.2濾波電路10.1小功率整流濾波電路電容濾波電路的基本特點：1.電容濾波電路（1）二極管的導(dǎo)電角

<流過二極管的瞬時電流很大。（2）負載直流平均電壓VL

升高

d=

RLC

越大，VL

越高（3）直流電壓VL

隨負載電流增加而減少當(dāng)

d≥（35）時，VL=(1.11.2)V210.1.2濾波電路10.1小功率整流濾波電路2.電感濾波電路

電感濾波電路的特點為：整流二極管的導(dǎo)電角增大，沒有峰值電流，輸出特性變得平滑。但缺點是由于電感存在鐵芯，體積大，笨重且容易引起電磁干擾。一般只適用于小電壓、大電流的場合。10.1.2濾波電路10.1小功率整流濾波電路3.

型濾波電路10.1小功率整流濾波電路10.2線性穩(wěn)壓電路10.3開關(guān)式穩(wěn)壓電路第十章直流穩(wěn)壓電源10.2.1線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路1.輸出電壓固定的穩(wěn)壓電路10.2.1線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路1.輸出電壓固定的穩(wěn)壓電路(+)(+)(+)(+)(+)電壓串聯(lián)負反饋將VREF看作電路的輸入可以穩(wěn)定輸出電壓輸出電壓變化輸入電壓波動負載電流變化穩(wěn)壓原理所以輸出電壓滿足深度負反饋，根據(jù)虛短和虛斷有10.2.1線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路1.輸出電壓固定的穩(wěn)壓電路對基準(zhǔn)電壓VREF的穩(wěn)定性要求很高輸出電壓電阻參數(shù)設(shè)計滿足Iabj<<

I1時有10.2.1線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路2.輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路外接電阻78XX：正電壓79XX：負電壓10.2.2線性集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用舉例1.集成穩(wěn)壓器簡介輸出電壓固定的線性三端集成穩(wěn)壓器10.2.2線性集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用舉例1.集成穩(wěn)壓器簡介10.2.2線性集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用舉例1.集成穩(wěn)壓器簡介輸出電壓可調(diào)的線性集成三端穩(wěn)壓器如LM317：正電壓LM337：負電壓典型應(yīng)用電路保護二極管10.2.2線性集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用舉例2.應(yīng)用舉例#為什么要兩個電容并聯(lián)?典型應(yīng)用電路10.2.2線性集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用舉例2.應(yīng)用舉例典型應(yīng)用電路10.2.2線性集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用舉例2.應(yīng)用舉例10.1小功率整流濾波電路10.2線性穩(wěn)壓電路10.3開關(guān)式穩(wěn)壓電路第十章直流穩(wěn)壓電源10.3開關(guān)穩(wěn)壓電路（1）效率高

在開關(guān)穩(wěn)壓電源中，調(diào)整管工作于開關(guān)狀態(tài)，通過控制調(diào)整管的導(dǎo)通時間實現(xiàn)穩(wěn)壓。由于調(diào)整管工作于開關(guān)狀態(tài)，管耗很小，電源效率明顯提高，可達75％～95％。特點10.3開關(guān)穩(wěn)壓電路特點（2）體積小，重量輕

開關(guān)穩(wěn)壓電源省去了笨重的工頻變壓器和線性穩(wěn)壓中調(diào)整管的散熱裝置，所以相對于線性穩(wěn)壓電源，其體積更小，重量更輕。10.3開關(guān)穩(wěn)壓電路特點（3）穩(wěn)壓范圍寬

開關(guān)穩(wěn)壓電路的效率與輸入電壓的大小基本無關(guān)，對交流電網(wǎng)的要求不高，因此穩(wěn)壓范圍較寬。（4）調(diào)整管（開關(guān)管）的控制比較復(fù)雜

由于開關(guān)穩(wěn)壓電路的調(diào)整管工作在截止和飽和兩種狀態(tài)，控制電路較為復(fù)雜。（5）輸出電壓紋波較大10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓原理VO＝VI－ILRPPT＝（VI－VO）×IL

10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)穩(wěn)壓原理10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路開關(guān)DC/DC變換器基本電路反饋控制實現(xiàn)穩(wěn)壓DCDCDC/DC穩(wěn)壓器或變換器10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路1.開關(guān)DC/DC變換器基本電路串聯(lián)型(降壓型或Buck型)T工作在開關(guān)狀態(tài)下，如何輸出直流電壓？T、D均工作在開關(guān)狀態(tài)。

T飽和導(dǎo)通，D截止，uB＝UH時T、D狀態(tài)？？uE≈？uE≈UI；L儲能，C充電。開關(guān)閉合時間越長，LC的儲能越多。10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路1.開關(guān)DC/DC變換器基本電路串聯(lián)型(降壓型或Buck型)T工作在開關(guān)狀態(tài)下，如何輸出直流電壓？

T截止，D導(dǎo)通uB＝UL時T、D狀態(tài)？？uE≈？uE≈－UDL

釋放能量，C放電。10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路1.開關(guān)DC/DC變換器基本電路串聯(lián)型(降壓型或Buck型)vG=高電平：vG=低電平：T工作在開關(guān)狀態(tài)下，如何輸出直流電壓？T導(dǎo)通，D截止，L充電iL開始增加，增大到一定程度時C由放電轉(zhuǎn)為充電，VO開始上升。T截止，L放電，D導(dǎo)通。由于iL不能突變，所以iO無突變，VO也無突變。隨著L的放電，iL逐漸減小，C由充電逐漸變?yōu)榉烹姡琕O開始下降。10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路串聯(lián)型(降壓型或Buck型)依據(jù)一個周期內(nèi)電感電壓的平均值為零的伏秒平衡原理，有(VI-VO)

ton=VO

toffVO與占空比成比例T與負載RL串聯(lián)VO總是小于VIq＝ton/T稱為脈沖波形的占空比1.開關(guān)DC/DC變換器基本電路10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路并聯(lián)型(升壓型或Boost型)vG為高電平時T導(dǎo)通，D截止

vL≈VIvG為低電平時T截止，D導(dǎo)通

VO≈vX=VI+vL顯然

VO>VI升壓型T與負載RL并聯(lián)改變占空比可以改變輸出電壓1.開關(guān)DC/DC變換器基本電路VO10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路極性反轉(zhuǎn)型vG為高電平時T導(dǎo)通，D截止，L充電vG為低電平時T截止，D導(dǎo)通，L放電VO極性與VI相反1.開關(guān)DC/DC變換器基本電路iLiL串聯(lián)型（降壓，Buck）2.穩(wěn)壓原理10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路脈寬調(diào)制（PWM）波形產(chǎn)生串聯(lián)型（降壓，Buck）10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路反饋控制總是使vF無限趨近于VREF，則2.穩(wěn)壓原理3.集成開關(guān)穩(wěn)壓器及其應(yīng)用舉例10.3.1無變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路集成DC/DC變換器