模拟电子技术课件chapt09.ppt

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1、第 九章 直流电源,9.2单相整流,9.5串联稳压电路,小结,9.4稳压二极管稳压电路,9.1概述,9.3滤波电路,* 9.6开关集成稳压电源,第九章直流电流,9.1 概述,滤波,整流,稳压,变压,交 流 电 源,负 载,组成框图,220 V,合适的 交流电压,单向 脉动电压,滤 波,稳 压,9.1概述,9.2单相整流,9.2.2 单相桥式全波整流电路,9.2.1 单相半波整流电路,9.2单相整流,9.2.1 单相半波整流电路,9.2.1单相半波整流电,io,RL,D4,D3,D2,D1,u2,u1,输入正半周,1. 工作原理,输入负半周,+ uo ,9.2.2 单相桥式全波整流电路,+ uo

2、 ,9.2.2单相桥式全波整流电路1,2. 波形,t,O,t,O,t,O,t,O,2,3,2,3,Im,2,2,3,3,uO,u2,uD,iD= iO,9.2.2单相桥式全波整流电路2,3. 参数估算,1) 整流输出电压平均值,2) 二极管平均电流,3) 二极管最大反向压,9.2.2单相桥式全波整流电路3,4. 简化画法,5. 整流桥,把四只二极管封装 在一起称为整流桥,9.2.2单相桥式全波整流电路4,9.3 滤波电路,一、电容滤波,1. 电路和工作原理,9.3滤波电路1,D导通时给 C 充电，D 截止时 C 向 RL 放电；,滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。,电容 充电,电容 放

3、电,9.3电容滤波2,2. 波形及输出电压,当 RL = 时：,当 RL 为有限值时：,通常取,RC 越大 UO 越大,RL = ,为获得良好滤波效果，一般取：,(T 为输入交流电压的周期),UO = 1.2U2,9.3电容滤波3,例 1 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40 ，要求直流输出电压 UO（AV） = 20 V，选择整流二极管及滤波电容。,解,1. 选二极管,电流平均值：,承受最高反压：,9.3电容滤波4,选二极管应满足：,IF (2 3) ID,可选：2CZ55C(IF = 1 A，URM = 100 V)或 1 A、100 V 整流桥

4、,2. 选滤波电容,可选： 1 000 F，耐压 50 V 的电解电容。,9.3电容滤波5,二、其他形式滤波,1. 电感滤波,整流后的输出电压：,直流分量被电感 L 短路 交流分量主要降在 L 上,电感越大，滤波效果越好,其他形式滤波-电感滤波,2. 型滤波,C1、C2 对交流容抗小,L 对交流感抗很大,负载电流小时,型滤波,9.4 稳压二极管稳压电路,一、电路的组成与工作原理,9.4稳压二极管稳压电路1,二、稳压电路的性能指标与参数选择,见P423,9.4稳压二极管稳压电路2,9.5串联型稳压电路,9.5.2 三端固定集成稳压器,9.5.1 串联型稳压电路的工作原理,9.5.3 三端可调输出

5、集成稳压器,9.5串联型稳压电路,Uo,+ UI ,RL,T1,+UCE ,并联型稳压电路 调整管与负载并联,串联型稳压电路 调整管与负载串联,9.5.1 串联型稳压电路的工作原理,UZ,UF,一、结构和稳压原理,9.5.1串联型稳压电路的工作原理1,稳压的实质： UCE 的自动调节使输出电压恒定,二、输出电压的调节范围,+ Uo ,+ UI ,R2,RL,R1,R1,UF,UZ,R2,RP,9.5.1串联型稳压电路的工作原理2,9.5.1串联型稳压电路的工作原理3,9.5.2 三端固定集成稳压器,CW7800 系列(正电源),CW7900 系列(负电源),5 V/ 6 V/ 9 V/ 12

6、V/ 15 V/ 18 V/ 24 V,一、78、79 系列的型号命名,输出电流,78L / 79L 输出电流 100 mA,78M / 9M 输出电流 500 mA,78 / 79 输出电流 1.5 A,输出电压,9.5.2三端固定集成稳压器1,例如：,CW7805 输出 5 V，最大电流 1.5 A,CW78M05 输出 5 V，最大电流 0.5 A,CW78L05 输出 5 V，最大电流 0.1 A,9.5.2三端固定集成稳压器2,封装,CW7805,1 2 3,UI,UO,GND,UI,UO,GND,符号,塑料封装,金属封装,9.5.2三端固定集成稳压器3,二、CW7800 的内部结构

7、和基本应用电路,内部 结构,+ UI ,取 样 电 路,调整电路,保护 电路,基 准 电 压,比较 放大,启 动 电 路,+ UO ,9.5.2三端固定集成稳压器4,基本应 用电路,防止输入端短路时 C3 反向放电损坏稳压器,9.5.2三端固定集成稳压器5,提高输出电压电路,静态电流 5 8 mA,要求,输出电压 UO U ,9.5.2三端固定集成稳压器6,输出电压可 调稳压电路,W78,C1,C2,+ UI ,+ U ,+ UO ,R1,R2,R3,R4,(虚短),可产生小于 U 的输出电压 UO,9.5.2三端固定集成稳压器7,输出正、负 电压的电路,24V,24V,220V,W7815,

8、W7915,1,3,2,3,2,1,1 000 F,220 F,0.33 F,0.33 F,0.1 F,+15 V,15 V,1 000 F,0.1 F,220 F,9.5.2三端固定集成稳压器8,恒流源电路,1,2,+ UI = 10V ,W7805,3,+ UO ,R,RL,IQ,IO,0.1 F,0.33 F,10 ,9.5.2三端固定集成稳压器9,9.5.3 三端可调输出集成稳压器,一、典型产品型号命名,CW117/217/317系列(正电源),CW137/237/337系列(负电源),工作温度,CW117(137) -55 150C,CW217(237) -25 150C,CW317

9、(337) 0 125C,9.5.3三端可调输出集成稳压器1,基准电压,1.25 V,输出电流,L 型 输出电流 100 mA,M 型 输出电流 500 mA,9.5.3三端可调输出集成稳压器2,二、CW117 内部结构和基本应用电路,内 部 结 构,外 形 引 脚, 50 A,9.5.3三端可调输出集成稳压器3,基本应用电路,V1 防止输入端短路时 C4 反向放电损坏稳压器,V2 防止输出端短路时C2 通 过调整端放电损坏稳压器,UREF = 1.25 V,使 UREF 很稳定,120 ,I REF 50 A,2.2 k,9.5.3三端可调输出集成稳压器4,R1 = UREF/ IQ = 1

10、25 ,静态电流 IQ(约10 mA)从输出端流出， RL 开路时流过 R1,R2 = 0 2.2 k 时，,UO = 1.25 24 V,9.5.3三端可调输出集成稳压器5,0 30 V 连续可调电路,UA = 1.25 V,当 R2 = 0 时，UO= 0 V,9.5.3三端可调输出集成稳压器6,9.6开关集成稳压电源(补充),引言,9.6.1 开关稳压电源的基本工作原理,9.6.2 集成开关稳压器及其应用,9.6开关集成稳压电源,引言,线性稳压电路的缺点：,调整管管耗大 电源效率低(40% 60%),改进思路：,使调整管,截止(电流小),饱和(管压降小),引言1,开关稳压电路的优点：,效

11、率高(80% 90%),体积小、重量轻,稳压范围宽,开关稳压电路的缺点：,电路复杂,对电网要求不高,对电子设备干扰较大,输出电压含较大纹波,引言2,一、 串联型开关稳压电路,9.6.1 开关稳压电源的基本工作原理,调整管,取样 电路,开关调整管控制,组成框图,滤波,+ UI ,+ Uo ,RL,T1,A,C,基准 电压,三角波 发生器,R1,R2,V2,L,C,+,UREF,uF,uA,uT,uB,uE,iL,IO,频率固定的三角波,误差放大,续流,9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理1,工作波形,脉宽调制式 (PWM),9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理2,= DUI, 占空比,9

12、.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理3,稳压原理,占空比,D = 50 %,当 uF = UREF ，,uA = 0，,UO 为预定标称值,9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理4,二、 并联型开关稳压电路,+ UI ,+ Uo ,RL,V1,R1,R2,L,C,+,UREF,uF,uB,控 制 电 路,V2,高电平,低电平,截止,截 止,9.6.1开关集成稳压电源的基本工作原理5,单片脉宽调制式(外接开关功率管),9.6.2 集成开关稳压器及其应用,类型,单片集成开关稳压器,CW1524,CW4960/4962,一、CW1524/2524/3524(区别在于温度范围),组成：,基准电压源

13、、误差放大器、脉宽调制器、 振荡器、触发器、 2 只输出功率管、过热保护,最大输入电压：40 V,最高工作频率：100 kHz,每路输出电流：100 mA,内部基准电压：5 V(承受 50 mA电流),9.6.2集成开关稳压器及其应用1,取样电压,基准电压,输出 方波,定时电容,定时电阻,关闭, 控制脉宽,接扩流晶体 管 C、E 极,输入 电压,CW1524 系列引脚排列,9.6.2集成开关稳压器及其应用2,外接复合管扩流,f0 = 1.15 / R5C2 = 19.2 kHz,+ 5 V,2.5 V,2.5 V,+ 5 V,限流取样电阻(1 A),9.6.2集成开关稳压器及其应用3,二、CW

14、4960/4962,组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器 开关功率管(内接)、软启动电路、 过流限制、过热保护,功能：慢起动、过流保护、过热保护 占空比可调(0 100 %),最大输入电压：50 V,输出电压：5.1 40 V 连续可调,最高工作频率：100 kHz,额定输出电流：,CW4960 2.5 A (过流保护 3.0 4.5 A),CW4960 1.5 A (过流保护 2.5 3.5 A),小散热片,不用散热片,9.6.2集成开关稳压器及其应用4,CW4960/4962 系列引脚图,1 2 3 4 5 6 7,CW4960,IN,反馈,补偿,GND,RT/CT,软启动,输出,1

15、2 3 4 5 6 7 8,16 15 14 13 12 11 10 9,NC,输出,NC,补偿,NC,GND,GND,NC,输入,NC,软启动,RT/CT,GND,GND,反馈,NC,CW4962,9.6.2集成开关稳压器及其应用5,CW4960/4962 应用电路,取样电阻 500 10 k,工作频率控制 f = 1/ RTCT,106 kHz,一般 RT = 1 27 k,CT = 1 3.3 nF,频率补偿 防寄生振荡,续流二极管 采用肖特基管,软启动电容 1 4.7 F,9.6.2集成开关稳压器及其应用6,一、整流滤波电路的参数关系,1. 整流,2. 电容滤波,当:,UO 1.2U2,小 结,小结1,二、分立元件稳压电路,1. 稳压管稳压,适合于负载电流小，输出电压固定的场合,小结2,2. 三极管作调整管的稳压电路,+ Uo ,+ UI ,RL,R1,UF,UZ,R2,小结3,三、三端集成稳压电路,1. 三端固定集成稳压器,小结4,2. 三端可调集成稳压器,小结5,