本章教学要求本章教学要求:第第10章章 直流稳压电源直流稳压电源1 了解直流稳压电源的组成了解直流稳压电源的组成;2 掌握单相桥式整流电路的工作原理及主要性能指标的计算掌握单相桥式整流电路的工作原理及主要性能指标的计算;3 掌握电容滤波电路的工作原理及主要性能指标的计算掌握电容滤波电路的工作原理及主要性能指标的计算;4 掌握串联反馈型线性稳压电路的工作原理掌握串联反馈型线性稳压电路的工作原理;5 了解开关型稳压电路的特点。了解开关型稳压电路的特点。直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成电源电源变压器变压器整流整流电路电路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路交流交流电压电压输入输入直流直流稳压稳压输出输出10.1 概述概述一一 、整流电路的主要性能指标、整流电路的主要性能指标1 整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值4 输出电压的纹波因数输出电压的纹波因数2 整流管平均电流整流管平均电流3 整流管最大反向峰值电压整流管最大反向峰值电压URM10.2 整流及电容滤波电路整流及电容滤波电路二二 、半波整流电路、半波整流电路RLu2uDuou1ioDu2iououDttttu u2 2正半周，正半周，D D导通导通u u2 2负半周，负半周，D D截止截止三、全波整流电路三、全波整流电路RLu2uD1uou1iD1VD1VD2uD2iD2iou2iD1uouD1ttttiD2tiotu u2 2正半周，正半周，V VD1D1导通，导通，V VD2D2截止截止u u2 2负半周，负半周，V VD1D1截止，截止，V VD2D2导通导通u2t0uOt0t0iOuOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab四、桥式整流电路四、桥式整流电路思考题：思考题： 该电路中有一个二极管短路或开路时会怎样？该电路中有一个二极管短路或开路时会怎样？a+_uOTRu2+_u1b+_D2D4D3RL由于电容器的充电时间常数由于电容器的充电时间常数(1) 当当C0、RL=时时uO0234tTr+u1D4+D1D3D2u2uO+Cro234u2t0由于电容器的放电时间常数由于电容器的放电时间常数五、桥式整流电容滤波电路五、桥式整流电容滤波电路(2) 当当C0、RL 时时电容器的充电时间常数电容器的充电时间常数234u2t0Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro0234tuOuC,uO =uC u2234u2t0Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro0234tuOuC,当当C充电到最高点时，充电到最高点时，C将通过将通过RL开始放电。开始放电。二极管二极管D1、D3将将截止，截止，(2) 当当C0、RL 时时电容器的放电时间常数电容器的放电时间常数由于由于 放放较大，放电比较缓慢较大，放电比较缓慢Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C234u2t00234tuOuC,ro(2) 当当C0、RL 时时当当| |u2|uC时时C又又开始开始充充电，直到最大值。电，直到最大值。二极管二极管D2、D4导通导通234u2t0Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro0234tuOuC,(2) 当当C0、RL 时时0234tuOuC,周而复始周而复始234u2t0Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro可画出输出电压波形可画出输出电压波形(2) 当当C0、RL 时时充电充电放电放电a. C越小，越小，uO(AV)越小，纹波越大。越小，纹波越大。b. iO越大越大, , uO(AV)越小。越小。电容滤波电路适用于负载电流比较小或基本不变的场合。电容滤波电路适用于负载电流比较小或基本不变的场合。电容滤波电路的外特性电容滤波电路的外特性C=0C大大0.9U2uOiO0RLC越大，滤波效果越好0234tuOuC,C小小Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C整流二极管的平均电流整流二极管的平均电流 (b) 二极管导通时，有冲击电流。二极管导通时，有冲击电流。(a) 比无滤波电容时的平均电流大。比无滤波电容时的平均电流大。023tuCuOTr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C0tiD1,3iDMtiD2,4型滤波电路型滤波电路 R+C1C2uIuORL+L+C1C2uIuORL+LC型滤波电路型滤波电路RC型滤波电路型滤波电路思考题思考题Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C桥式整流电路如图所示，交流电源频率为桥式整流电路如图所示，交流电源频率为50Hz50Hz,输出输出直流电压为，负载电阻直流电压为，负载电阻。试估算变。试估算变压器次级电压压器次级电压、选择整流二极管及滤波电容的大小。、选择整流二极管及滤波电容的大小。电源电源变压器变压器整流整流电路电路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路交流交流电压电压输入输入直流直流稳压稳压输出输出10.3 串联反馈型线性稳压电路串联反馈型线性稳压电路一、一、稳压电路的功能和作用稳压电路的功能和作用 二、二、稳压电路的主要性能指标稳压电路的主要性能指标 （1）稳压系数稳压系数 （2）电压调整率电压调整率 （3）输出电阻输出电阻 （4）电流调整率电流调整率 （5）输出电压的温度系数输出电压的温度系数 稳压电路输出端的交流分量（通常为稳压电路输出端的交流分量（通常为100Hz）的）的有效值或幅值。有效值或幅值。 （6）纹波电压纹波电压 （7） 纹波电压抑制比纹波电压抑制比 三、三、硅稳压管稳压电路（并联型）硅稳压管稳压电路（并联型）R限流电阻限流电阻DZIZRLUOUIRIIO+_+_调整环节与负载并联调整环节与负载并联四、四、串联反馈型线性稳压电路串联反馈型线性稳压电路+调整环节调整环节比较放大环节比较放大环节uIRL+uO基准环节基准环节取取样样环环节节短短路路保保护护过热保护过热保护过流保护过流保护UREFUF调整环节与负载串联调整环节与负载串联1.1.串联反馈型线性稳压电路框图串联反馈型线性稳压电路框图2. 串联反馈型线性稳压电路的典型电路与分析串联反馈型线性稳压电路的典型电路与分析基准环节基准环节比较放大环节比较放大环节+R+AUBUREFuIRLTDZRWR2R1UF+uO调整环节调整环节取样环节取样环节3调整管的选择原则调整管的选择原则 等功耗线等功耗线PCM iCuCE0U (BR)CEOICMPCM不安全区不安全区安全区安全区晶体管工作的安全区晶体管工作的安全区（1） （2）（3）（4） 电路正常工作时，电路正常工作时，UCE=35V 4限流保护电路限流保护电路保护电路保护电路R+-UORL+T1IB1T2IC2URUBIO比较放大环节比较放大环节I+UI（2）当当Io增大增大, , T2导通。导通。IB1减小，限制了减小，限制了Io的增大。的增大。（1）当当Io较小时，较小时，URUBE2, , T2截止，电路正常工作。截止，电路正常工作。电路如图所示，已知电路如图所示，已知UZ=6V，R1=R2=Rw=R3=2K，UI=15V，调整管，调整管T的系数的系数=50。试求：。试求：思考题：思考题： +R3+AIBUZuIRLTDZIOR2R1IE+uORwRwRw+1、标出运算放大器的同相端与反相端；、标出运算放大器的同相端与反相端；2、求输出电压的调整范围；、求输出电压的调整范围；3、当、当UO=10V,RL=100时时,T的管耗和的管耗和A的输出电流。的输出电流。1. 三端集成稳压器构成及特点三端集成稳压器构成及特点(1)三端集成稳压器三端集成稳压器由由基准电压源、比较放大器、基准电压源、比较放大器、调整电路、取样电路、过流、过热保护等电路调整电路、取样电路、过流、过热保护等电路构成。构成。工作可靠、工作可靠、外接元件少、使用方便外接元件少、使用方便(2)主要特点主要特点五、集成三端稳压器及其应用电路五、集成三端稳压器及其应用电路输出电压固定的三端集成稳压器输出电压固定的三端集成稳压器 （正电压（正电压 78 、负电压、负电压 79 ）恒流源恒流源基准电压电路基准电压电路调整电路调整电路比较放大比较放大过流保护过流保护过热保护过热保护启动电路启动电路取取样样电电路路典型三端集成稳压器内部电路典型三端集成稳压器内部电路按输出电压是否可调按输出电压是否可调固定式三端稳压器固定式三端稳压器可调式三端稳压器可调式三端稳压器2. 分类分类78XX系列系列79XX系列系列LM117/217/317LM137/237/337正电压正电压负电压负电压正电压正电压负电压负电压 a. 78（输出正电压）系列（输出正电压）系列b. 79（输出负电压）系列（输出负电压）系列输出电压种类输出电压种类5V、6V、8V、9V、12V、15V和和24V等等最大输出电流最大输出电流0.1A，0.5A，1.5A3. 固定式三端集成稳压器的型号介绍固定式三端集成稳压器的型号介绍LM78XX123LM79XX123(1)最大输入电压最大输入电压Uimax(2)(2) 最小输入、输出压差最小输入、输出压差(Ui-Uo)min (3) 最大输出电流最大输出电流Iomax (4) 输出电压范围输出电压范围(5) 电压调整率电压调整率Su (6) 电流调整率电流调整率Si 4. 三端集成稳压器的主要参数三端集成稳压器的主要参数（2） 79系列系列UI+UOC10.33F0.1F100FLM79+132C3C2+（1） 78系列系列UI+UOC10.33F0.1F100FLM78+132C3C25. 固定式三端稳压器的典型接法固定式三端稳压器的典型接法（1） 正、负双电源输出正、负双电源输出+UOC10.33F0.1F100FLM78132C3C2+UOC10.33F0.1F100FLM79132C3C2+1000FCUi6. 固定式三端稳压器的应用电路固定式三端稳压器的应用电路式中式中例例 若若 =10， R1=0.5 , |UBE|=0.3V, Io=1A。则。则图中图中UI+UOC1LM78+132C2R1T（2）扩流电路扩流电路UI+UOC1LM78+132C2R2R1+IQ忽略公共端电流忽略公共端电流IQ（3）扩压电路扩压电路例例1：试求图示电路的输出电压：试求图示电路的输出电压UO 的可调范围。的可调范围。+ +- -+ +- - -+ +A LM78XXUo1C1C2+ +- -例例2：试求图示电路的输出电压：试求图示电路的输出电压UO的可调范围。的可调范围。+ +- -+ +- - -+ +ALM7808+ +- -例例3：典型应用电路及相关元件参数选择。典型应用电路及相关元件参数选择。交流电源采用交流电源采用220V，50Hz，若要求输出电压为，若要求输出电压为5V，最大输出电，最大输出电流流1.5A，则变压器，则变压器T应如何选择？整流电路的整流管如何选择？应如何选择？整流电路的整流管如何选择？220 VU1U2+-桥式整流+C12200 mFUiC20.033 mFLM78xxC30.1 mF+-UoT （2）若）若T的的 UCES=1V ，当输入当输入UI 变化变化10%时，有效值时，有效值U2至少为多大才能保证至少为多大才能保证正常稳压。正常稳压。 例：已知例：已知R1=R2=5k，RW=10 k，R3=2 k，UZ=5.7V，UBE=0.7V ，=100 。求求:（1）UOMAX 和和UOMIN；Tr+u1D8+D5D7D6u3+C2+D4D1D3D2u2+C1R3RLDZRWR2R1+UO+IO+C3LM7812T10.4 开关型稳压电路开关型稳压电路 线性稳压电路的主要特点：线性稳压电路的主要特点： （1） 电压稳定度高电压稳定度高（2） 纹波电压小纹波电压小（3） 响应速度快响应速度快（4） 电路简单电路简单（5） 调整管的功耗大调整管的功耗大（6） 功率变换效率低功率变换效率低开关型稳压电路的主要特点：开关型稳压电路的主要特点： （1）调整管的工作于开关状态，功耗低）调整管的工作于开关状态，功耗低（2）功率变换效率高）功率变换效率高（3）体积小、重量轻）体积小、重量轻（4）可以省去电源变压器）可以省去电源变压器（5） 输出纹波大输出纹波大降压型开关稳压电路的工作原理降压型开关稳压电路的工作原理 1. 降压型开关稳压电路降压型开关稳压电路UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iCuEDRLe开关管开关管续流二极管续流二极管储能电感储能电感滤波电容滤波电容控制脉冲控制脉冲UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iCuEDRLe控制脉冲的特点控制脉冲的特点来自反馈控制电路来自反馈控制电路周期周期T恒定恒定UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iCuEDRLe2. 工作原理工作原理(1) 当控制脉冲为高电平当控制脉冲为高电平(Ton期间期间)时时T饱和导通饱和导通D截止截止CO充电、充电、L储能储能UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iCuEDRLe(2) 当控制脉冲为低电平当控制脉冲为低电平(Toff期间期间)时时T截止截止 D导通导通CO、L放能放能UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iCuEDRLeuE0tUIUO0tUOminoUUOmaxUO/RL0tiL（3）工作波形工作波形ToffTonUO+iO+iLCOiCuERLL占空比占空比输出直流电压输出直流电压3. 输出电压输出电压UOuE0tUIUO0tUOminoUUOmaxUO/RL0tiLToffTon4. 反馈控制的降压型开关稳压电源方框图反馈控制的降压型开关稳压电源方框图脉宽调制器脉宽调制器采样电路采样电路UO+TUI+LCDRLR