1、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,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、開關型穩(wěn)壓電路,一、穩(wěn)壓電路的性能指標,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 表明負載電流變化時電路的穩(wěn)壓性能。 在電網(wǎng)電壓不變時，負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

2、PZM：允許的最大功率， PZM= IZM UZ 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,（1）輸出電壓 UOUZ （2）輸出電流 IZmax IZmin IZM IZ （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)壓電路的設計,（1）UI的選擇 UI（23）UZ （2）穩(wěn)壓管的選擇 UZUO IZMIZ ILmax ILmin （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)電壓最低且負載電流最大

3、時，穩(wěn)壓管的電流最小。,電網(wǎng)電壓最高且負載電流最小時，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)壓電路的設計,依次選擇穩(wěn)壓管、 UI、 R、 C、U2、二極管 1. 輸出電壓、負載電流穩(wěn)壓管 2. 輸出電壓UI 3. 輸出電壓、負載電流、穩(wěn)壓管電流、 UI R 4. UI 、 R 濾波電路的等效負載電阻C 5. UI U2 6. U2、 R中電流整流二極管,已知輸出電壓為6V，負載電流為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：電路引入電壓負反饋，穩(wěn)定輸出電壓。,調整

4、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的調節(jié)使UO穩(wěn)定，故稱晶體管為調整管。,若要提高電路的穩(wěn)壓性能，則應加深電路的負反饋，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）輸出電壓的調節(jié)范圍,同相比例 運算電路,則 UO UN UB UO,（3）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本組成及其作用,調整管,取樣電阻,調整管：是電路的核心，UCE隨UI和負載產生變化以穩(wěn)定UO。,比較放大,基準電壓,基準電壓：是UO的參考電壓。,取樣電阻： 對UO 的取樣，與基準電壓共同決定UO 。,比較放大：將UO 的取樣電壓與基準電壓比

5、較后放大，決定電路的穩(wěn)壓性能。,（4）串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中調整管的選擇,IEmaxIR1ILmax ILmax ICM UCEmaxUImax UOmin U(BR)CEO PTmax IEmax UCEmax PCM,根據(jù)極限參數(shù)ICM、 U(BR)CEO、PCM 選擇調整管！,應考慮電網(wǎng)電壓的波動和負載電流的變化！,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，則最大負載電流約為多少？,1. 若UO為10V20V，R1R31k，則R3和UZ各為多少？

6、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：關于實用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論,1. 標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，R1 R2 R3300，UZ6V， UCES3V， UO？ 4. 如何選取R和R？,輸出電流取樣電阻,討論三：關于實用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論,5. 取樣電阻的取值應大些還是小些，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、12

7、V、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，消除自激振蕩,將輸入端接整流濾波電路的輸出，將輸出端接負載電阻，構成串類型穩(wěn)壓電路。,（3）輸出電流擴展電路,為使負載電流大于三端穩(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。,隔離作用,基準電壓,電路復雜,2. 基準電壓

8、源三端穩(wěn)壓器 W117,輸出電壓UREF1.25V，調整端電流只有幾微安。,減小紋波電壓,討論四：W117的應用,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UI 2.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)壓器的應用,1. 基準電壓為多少？ 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

9、，可采用什么方法？,五、開關型穩(wěn)壓電路 1. 開關型穩(wěn)壓電源的特點,線性穩(wěn)壓電源：結構簡單，調節(jié)方便，輸出電壓穩(wěn)定性強，紋波電壓小。缺點是調整管工作在甲類狀態(tài)，因而功耗大，效率低（2049）；需加散熱器，因而設備體積大，笨重，成本高。 若調整管工作在開關狀態(tài)，則勢必大大減小功耗，提高效率，開關型穩(wěn)壓電源的效率可達7095。體積小，重量輕。適于固定的大負載電流、輸出電壓小范圍調節(jié)的場合。,構成開關型穩(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 控制調整管按一定頻率開關，得到矩形波 濾波，得到直流電壓,引入負反饋，控制占空比，使輸出電壓穩(wěn)定。,2. 串聯(lián)開關型穩(wěn)壓電路 （1）基本電

10、路 電路組成及工作原理,T截止， D導通， uE UD ；L 釋放能量，C 放電。,T、D 均工作在開關狀態(tài)。,T飽和導通， D截止，uE UI；L 儲能，C 充電。,uBUH時,uBUL時,釋放電流, 波形分析及輸出電壓平均值,關鍵技術：大功率高頻管，高質量磁性材料 穩(wěn)壓原理：若某種原因使輸出電壓升高，則應減小占空比。, 穩(wěn)壓原理,脈沖寬度調制式：PWM電路作用： UO Ton UO ,其它控制方式： 脈沖頻率調制式： UO T（脈寬不變） UO 混合調制式： UO T Ton UO ,在串聯(lián)開關型穩(wěn)壓電路中 UO UI，故為降壓型電路。, 脈寬調制電路的基本原理,比較放大電路,電壓 比較器,調整管,UO UN1 UO1 (UP2)uB1的占空比 UO,UO UN1 UO1 (UP2)uB1的占空比UO,uP2與uB1占空比的關系,UP2,穩(wěn)壓原理：,3. 并聯(lián)開關型穩(wěn)壓電路（升壓型） （1）工作原理,T截止，L產生感生電動勢， D導通；UI與L所產生的感生電動勢相加對C 充電。,T飽和導通， L 儲能， D截止，C