模电课件：第十章幻灯.ppt

1、第10章 电源电路 第第 10 10 章章 电源电路电源电路第10章 电源电路10.1 10.1 直流稳压电源组成直流稳压电源组成10.210.2 整流电路整流电路10.3 10.3 滤波电路滤波电路10.4 10.4 稳压电路稳压电路第10章 电源电路10.1 10.1 直流稳压电源组成直流稳压电源组成第10章 电源电路10.2 10.2 整流电路整流电路 利用二极管的单向导电作用，将电网的交流电转变成单方向的脉动直流电，这就是整流。常用的整流电路有半波整流、全波整流、桥式整流以及倍压整流。第10章 电源电路第10章 电源电路 在U2的正半周，V1导通，V2截止，电容C1被充电到接近U2的峰

2、值 ；在U2的负半周，V1截止，V2导通，这时变压器次级电压U2与C1 所充电压极性一致，二者串联，且通过V2向C2充电使C2上充电电压可接近 2 。当负载 并接在C2两端时（ 一般较大），则 上的电压 也可接近2 。22U22U二倍压整流电路工作原理二倍压整流电路工作原理 适用于输适用于输出电压较高，负载出电压较高，负载电流小的场合。电流小的场合。第10章 电源电路10.3 10.3 滤波电路滤波电路(a)图、(c)图属于电容性滤波，其特点是电容两端电压不能突变，故滤波电路与负载电阻并联。电容滤波电路一般适用于输出电压较高、负载电流较小并且变化也较小的场合。(b)图属于电感性滤波，其特点是流

3、过电感的电流不能突变，故滤波电路与负载电阻串联。它主要适用于负载功率较大即大电流输出或输出电流变化范围较大的场合。 第10章 电源电路一、整流滤波工作原理一、整流滤波工作原理（b）图：负载为纯电阻的输出波形图（a）图：电路图 （c）图：负载为纯电容的输出波形图 （d）图：负载为电容和电阻的输出波形图 （e）图：整流管电流输出波形图 第10章 电源电路二、主要参数估算二、主要参数估算1输出直流电压 不接滤波电容(C=0)时： 当接入滤波电容(C0)，且负载RL=时： 一般情况下(RL ，C0)，的估算值为： oU222 20.9oUUU22oUU21.2oUU2滤波电容估算值式中：T为交流电网电

4、压的周期。(3 5)2LTR C 3整流二极管的选择 在桥式整流电路中，流过每个二极管的平均电流是负载电流的一半，即 由于整流二极管只在电容充电时才导通，因此该二极管将在较短的导通时间内流过一个较大的冲击电流。为保证整流管安全可靠工作，所选二极管最大整流电流应留有充分的裕量。 在桥式整流电路中，整流管反向击穿电压()()22()1.20.6222o avo avD avLLLIUUUIRRR22BRUU第10章 电源电路10.4 10.4 稳压电路稳压电路类型：稳压管稳压电路 串联型稳压电路 集成稳压电路 开关型稳压电路对稳压电路的主要要求：（1）稳压系数 小，稳定度高。即输出电压相对变化量要

5、远小于输入电压变化量。（2）输出电阻 小 。表示负载电流变化时，输出电压稳定。（3）温度系数 小。表示温度变化时，输出电压稳定。第10章 电源电路10.4.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压管稳压电路的优点：（1）电路简单。（2）在负载电流比较小时，稳压性能比较好。（3）对瞬时变化的适应性较好。稳压管稳压电路的缺点：（1）输出电压不能调节。（2）输出负载电流变化范围小，且受稳压管电流范围限制。（3）电压稳定度不易做得很高。)(minmaxmaxZZLIII第10章 电源电路10.4.2 串联型稳压电路串联型稳压电路1.1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理 它由调整管、取样电路、基准电压和

6、比较放大电路等部分组成。 其中调整管工作在线性放大区，故又称为线性稳压电路。oSBoUUUU第10章 电源电路2.2.输出电压调节范围输出电压调节范围212WSuoWRRUFURRR下()()ouSZuREFuoUAUUAUFU 1uoREFuuAUUA F12(1)WREFoREFuWRRUUUFRR上下第10章 电源电路3.3.短路保护电路短路保护电路 正常工作时， V1管输出电流在额定范围内，电阻 R上的压降不足以使 V2管发射结导通， V2处于截止状态。 当输出电流超过额定值时，电阻 R上的压降 UR使 V2管导通， IC2对 I分流，进而使调整管的 IB1减小， IC1也随之减小，由

7、此限制了 IE1的增大，从而使调整管V1的工作电流在允许范围内，起到了保护作用。来自比较放大电路第10章 电源电路10.4.3 集成三端稳压器集成三端稳压器 集成三端稳压器是集成串联型稳压电源，它是一种将功率调整管、取样电路、基准稳压、误差放大、启动和保护电路等全部集成在一个芯片上的集成电路，其用途十分广泛，且使用非常方便。1 1固定式集成三端稳压器固定式集成三端稳压器 W78系列为固定式三端正电压输出集成稳压器。(a)图W78系列引脚（正压） W79系列为固定式三端负电压输出集成稳压器。(b)图W79系列引脚（负压） 后面两位数表示输出电压的稳压值，它们有5V、6V、9V、12V、15V、1

8、8V、24V、这7个档次，输出电流的规格有0.1A(78L00)，0.5A(78M00)，1.5A(7800)这3个档次。 例如78M05，表示输出电压为5V，最大输出电流为0.5A。第10章 电源电路2 2可调式集成三端稳压器可调式集成三端稳压器 W7系列为可调式集成三端稳压器。 W17系列为三端可调式正电压输出集成稳压器，其产品有W117、W217、W317，(a)图：可调式集成三端正压稳压器W117系列引脚图。 W37系列为三端可调式负电压输出集成稳压器，其产品有W137、W237、W337，(b)图：可调式集成三端负压稳压器W137系列引脚图。第10章 电源电路3.3.基本应用电路基本

9、应用电路（1 1）固定输出电路）固定输出电路第10章 电源电路（2 2）扩大输出电流的电路）扩大输出电流的电路第10章 电源电路（3 3）扩大输出电压的电路）扩大输出电压的电路第10章 电源电路（4 4）输出电压可调电路）输出电压可调电路第10章 电源电路10.4.4串联开关式稳压电路串联开关式稳压电路 若将调整管工作在开关状态，当其截止时，因电流 很小而管耗较小；当其饱和导通时，因管压降 很小而管耗较小，这将大大提高电路的效率。由于调整管工作在开关状态，故称其为开关式稳压电路，其效率可达CEOICESU75% 90%串联型反馈式稳压电源存在以下两个问题：1调整管总工作在线性放大状态，管压降大

10、，流过的电流也大(大于负载电流)，所以功耗很大，效率较低(一般为40%60%)，且需要庞大的散热装置。2电源变压器的工作频率为50Hz，频率低而使得变压器体积大、重量重。开关式稳压电路按开关管的连接方式可分为：串联开关型、并联开关型和脉冲变压器耦合型。 1.1.问题的提出问题的提出第10章 电源电路2.2.电路组成电路组成图中功率开关管、输入电压、输出电压三者串联，故称串联型开关稳压电路。 只是在采样电路、比较放大器和基准电压与前述串联型稳压电路相同，在此基础上，增加了储能滤波电路，三角波发生器。 第10章 电源电路3.3.工作原理工作原理 当比较器输出UB为高电平时，调整管VT饱和导通，其发

11、射极电位 UE= Ui - UCES Ui ，电感L两端的电压为Ui - Uo ，其电压极性为左正右负，二极管VD反偏截止，电感L上电流从最小值iLmin开始线性增加，向电容C充电，同时向负载 RL供电，使 RL两端有输出电压，在此期间电感L储存磁能。 当比较器输出 为低电平时，调整管VT由导通变为截止。电感L产生自感电动势，电压极性相反，即变为右正左负，它使二极管VD导通，并使不能突变的电感电流iL经RL和二极管VD释放能量，同时滤波电容C也向 RL放电，因而RL两端仍能获得连续的输出电压。第10章 电源电路()050%oFFRoAonoffonooiUuuuutttUUUDT()()off

12、ononoiCESDiitttUUUUUDUTTT 第10章 电源电路10.4.5集成开关稳压器集成开关稳压器 开关电源按其控制方式分为两种基本形式：一种是脉冲宽度调制（PWM），其特点是固定开关的频率，通过改变脉冲宽度来调节占空比，进而调控输出电压；另一种是频率调制（PFM），其特点是保持开关管导通时间不变（固定脉冲宽度），通过改变开关频率的方法来调控输出电压（调节占空比）。二者的电路不同，但都属于时间比率控制方式（TGC），其作用效果一样，均可达到稳压的目的。 目前的开关电源大多数采用PWM方式，但也有少数采用PFM方式。目前国内外生产的PWM型和PFM型集成控制器已达上百种,下面以PWM

13、型集成控制器SG3524为例来说明其工作原理及其构成开关电源的典型应用电路。第10章 电源电路SG3524是美国硅通用公司（SILiconGeneral）生产的双端输出式脉宽调制器，工作频率高于100kHz，工作温度为070，适宜构成100W500W中功率推挽输出式开关电源。 SG3524管脚排列图第10章 电源电路SG3524内部结构图SG3524采用了先进的脉宽调制(PWM)控制，工作频率高于100kHz；工作电压范围为640V，片内基准电压为5V，基准源负载能力达50mA；片内开路集电极、发射极驱动管的最大输出电流为l00mA；工作温度范围为0+70。 第10章 电源电路 采用SG3524构成的双端推挽输出式5V、5A开关电源的电原理图，