1、第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課直流電源第十章第十章第十章直流電源直流電源10.1直流電源的組成及各部分作用直流電源的組成及各部分作用10.2整流電路整流電路10.3濾波電路濾波電路10.4穩壓二極管穩壓電路穩壓二極管穩壓電路10.5串聯型穩壓電路串聯型穩壓電路10.6開關型穩壓電路開關型穩壓電路第第三三版版童童詩詩白白第第三三版版童童詩詩白白本章重點和考點：本章重點和考點：1.重點掌握整流、濾波和穩壓的流程及參數的計算重點掌握整流、濾波和穩壓的流程及參數的計算 。2.掌握串聯型穩壓電路原理及集成穩壓器的使用。掌握

2、串聯型穩壓電路原理及集成穩壓器的使用。本章教學時數：本章教學時數：6學時學時第第三三版版童童詩詩白白本章討論的問題：本章討論的問題：1.如何將如何將50Hz、220V的交流電壓變為的交流電壓變為6V的直流電壓？的直流電壓？2.220V的交流電壓經整流后是否輸出的交流電壓經整流后是否輸出220V的直流電壓？的直流電壓？3.將市場銷售的將市場銷售的6V直流電源接到收音機上，為什么有直流電源接到收音機上，為什么有的聲音清晰，有的含有交流聲？的聲音清晰，有的含有交流聲？4.對于同樣標稱輸出電壓為對于同樣標稱輸出電壓為6V的直流電源，在未接收的直流電源，在未接收音機時，為什么測量輸出端子的電壓，有的為音

3、機時，為什么測量輸出端子的電壓，有的為6V，而，而有的為有的為78V？第第三三版版童童詩詩白白5.為什么有的直流電源在電網電壓變化和負載變化時為什么有的直流電源在電網電壓變化和負載變化時輸出電壓不變，而有的隨之變化？輸出電壓不變，而有的隨之變化？6.一個一個5V交流電壓是否可能轉換為交流電壓是否可能轉換為6V直流電壓？一直流電壓？一個個3V電池是否可以轉換成為電池是否可以轉換成為6V的直流電壓？的直流電壓？7.對于一般直流電源，若不慎將輸出端短路，則一定對于一般直流電源，若不慎將輸出端短路，則一定會使損壞嗎？會使損壞嗎？8.線性電源和開關型電源有和區別？它們分別應用在線性電源和開關型電源有和區

4、別？它們分別應用在什么場合？什么場合？本章討論的問題：本章討論的問題：第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.1直流電源的組成及各部分的作用直流電源的組成及各部分的作用圖圖 10.1.1直流穩壓電源的方框圖直流穩壓電源的方框圖電網電網電壓電壓電源電源變壓器變壓器整流整流電路電路濾波濾波電路電路穩壓穩壓電路電路負負載載整流：整流：將交流變為直流的過程。將交流變為直流的過程。濾波：濾波：將脈動的直流電壓變為平滑的直流電壓。將脈動的直流電壓變為平滑的直流電壓。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多

5、媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.2整流電路整流電路10.2.1整流電路的分析方法及其基本參數整流電路的分析方法及其基本參數tU sin22LRU2222U22U優點：使用元件少。優點：使用元件少。缺點：輸出波形脈動大；直缺點：輸出波形脈動大；直流成分小；變壓器利用率低。流成分小；變壓器利用率低。圖圖 10.2.2一、工作原理一、工作原理圖圖 10.2.1單相半波整流電路單相半波整流電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課二、主要參數二、主要參數1.輸出電壓平均值輸出電壓平均值 UO( (AV) )

6、輸出電壓平均值就是負輸出電壓平均值就是負載電阻上電壓的平均值載電阻上電壓的平均值)(d2120oO(AV)tuU 2202O(AV)45. 02)(tdsin21UUtUU 2.負載電流的平均值負載電流的平均值L2LAVOAVORU45. 0RUI）（）（3.脈動系數脈動系數O(AV)O1mUUS 第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課三、二極管的選擇三、二極管的選擇根據流過二極管電流的平均值和它所承受的最大反向電根據流過二極管電流的平均值和它所承受的最大反向電壓來選擇二極管的型號。壓來選擇二極管的型號。二極管的正向電流

7、等于負載電流平均值二極管的正向電流等于負載電流平均值L2AVOAVDRU45. 0II）（）（二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓2maxR2UU對于二極管對于二極管最大整流平均電最大整流平均電流流IF和和最高反向工作電壓最高反向工作電壓UR均應留均應留10%的余地，以保證的余地，以保證二極管安全工作。二極管安全工作。L2AVOFRU21 . 1I 1 . 1I）（2R21 . 1UU第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.2.2單相橋式整流電路單相橋式整流

8、電路圖圖 10.2.4單向橋式整流電路單向橋式整流電路圖圖 10.2.5單向橋式整流電路的習慣畫法單向橋式整流電路的習慣畫法一、單向橋式整流一、單向橋式整流電路的組成電路的組成在實用電路中，多采用全在實用電路中，多采用全波整流電路，最常用的是波整流電路，最常用的是單向橋式整流電路單向橋式整流電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課二、工作原理二、工作原理1. u2 0時，電流由時，電流由+流出，經流出，經D1、RL、D2流入流入-。2. u2 0時，電流由時，電流由-流出，經流出，經D3、RL、D4流入流入+。iD1

9、iD2iD3 iD4uD3 uD4uD1 uD2圖圖 10.2.6單相橋式整流電路的波形圖單相橋式整流電路的波形圖動畫動畫avi15-1.avi第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課三、輸出電壓平均值三、輸出電壓平均值 UO( (AV) ) 和輸出電流的平均值和輸出電流的平均值IO( (AV) ) 2202O(AV)9 . 022)(tdsin21UUtUU L2LAVOAVORU9 . 0RUI）（）（脈動系數：脈動系數：)4cos1542cos342(22OttUu 67. 02232422O(AV)O1m UUUU

10、S第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課四、二極管的選擇四、二極管的選擇每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個周期通過電流，所以每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個周期通過電流，所以每只每只二極管的平均電流二極管的平均電流只有負載電阻上電流平均值的一半。只有負載電阻上電流平均值的一半。L2AVOAVDRU45. 02II）（）（二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓2maxR2UU對于二極管對于二極管最大整流平均電最大整流平均電流流IF和和最高反向工作電壓最高反向工作電

11、壓UR均應留均應留10%的余地，以保證的余地，以保證二極管安全工作。二極管安全工作。L2AVOFRU21 . 12I 1 . 1I）（2R21 . 1UU第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課如何實現正、負電源？如何實現正、負電源？將橋式整流電路變壓器副邊將橋式整流電路變壓器副邊中點接地，并將二個負載電中點接地，并將二個負載電阻相連接，且連接點接地。阻相連接，且連接點接地。三相整流電路三相整流電路圖圖10.2.7利用橋式整流電路實現利用橋式整流電路實現正、負電源正、負電源圖圖10.2.8三相整流電路三相整流電路uO1 1

12、 為正；為正； uO2 2為負為負變壓器副邊的三個端均應接變壓器副邊的三個端均應接二只二極管，一只接陽極，二只二極管，一只接陽極，另一只另一只 接陰極。接陰極。D1 D2 D3輪流導通，陽極電位高輪流導通，陽極電位高的的D先導通；先導通； D4D5D6輪流導通，輪流導通，陰極電位低的陰極電位低的D先導通。先導通。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課濾波電路的結構特點濾波電路的結構特點: 電容與負載電容與負載 RL 并聯，并聯，或電感與負載或電感與負載RL串聯。串聯。交流交流電壓電壓脈動脈動直流電壓直流電壓整流整流濾波濾

13、波直流直流電壓電壓RLLRLC10.3濾波電路濾波電路濾波：濾波：將脈動的直流電壓變為平滑的直流電壓將脈動的直流電壓變為平滑的直流電壓。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.3.1電容濾波電路電容濾波電路圖圖 10.3.1(a)濾波電路濾波電路濾波電路濾波電路濾波電容容量較大，一般采濾波電容容量較大，一般采用電解電容器。用電解電容器。電容濾波電路利用電容的充放電容濾波電路利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。電作用，使輸出電壓趨于平滑。濾波電路輸出電壓波形濾波電路輸出電壓波形(b)理想情況下的波形理想情況下的波

14、形 (c)考慮整流電路內阻時的波形考慮整流電路內阻時的波形動畫動畫avi15-3.avi動畫動畫avi15-2.avi第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課以單向橋式整流電容濾波為例進行分析，以單向橋式整流電容濾波為例進行分析，其電路如圖所示。其電路如圖所示。一、濾波原理一、濾波原理a橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC（電容器的充、放電）（電容器的充、放電）第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課RL未

15、接入時未接入時(忽略整流電路內阻忽略整流電路內阻)u2tuot設設t1時刻接時刻接通電源通電源t1整流電路為整流電路為電容充電電容充電充電結束充電結束沒有電容沒有電容時的輸出時的輸出波形波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCuc第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課RL接入（且接入（且RLC較大）時較大）時 (忽略整流電路內阻忽略整流電路內阻)u2tuot無濾波電容無濾波電容時的波形時的波形加入濾波電容加入濾波電容時的波形時的波形充電充電放電放電au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC第十章直流電源第十章直

16、流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課uotu2上升，上升， u2大于電容大于電容上的電壓上的電壓uc，u2對電容充電，對電容充電，uo= uc u2時間常數時間常數 = (RL / Rint ) Cu2下降，下降， u2小于電容上的電壓。小于電容上的電壓。二極管承受反向電壓而截止。二極管承受反向電壓而截止。電容電容C通過通過RL放電，放電， uc按指數按指數規律下降，時間常數規律下降，時間常數 = RL C放電時間常數放電時間常數 遠遠大于遠遠大于充電時間常數充電時間常數 ，濾波效果取決于放電濾波效果取決于放電 ，其值愈大，濾波效果愈好。，

17、其值愈大，濾波效果愈好。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課二、輸出電壓平均值二、輸出電壓平均值)41 (22UUU2OminOmaxAVOCRTUL）（當負載開路時當負載開路時2O(AV)2UU當當RLC（35)T/2時時2AVOU2 . 1U）（考慮電網電壓波動，電容的耐壓值應大于考慮電網電壓波動，電容的耐壓值應大于221 . 1U三、脈動系數三、脈動系數 S 約為約為 10% 20%141O(AV)O1m CRUUSL第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室

18、模擬電路多媒體課u2tuot只有整流電路輸出電只有整流電路輸出電壓大于壓大于u uc c時，才有充時，才有充電電流。因此二極管電電流。因此二極管中的電流是脈沖波。中的電流是脈沖波。二極管中的二極管中的電流電流充電電流充電電流au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC四、整流二極管的導通角四、整流二極管的導通角二極管的導通角二極管的導通角 第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課五、電容濾波電路的輸出特性和濾波特性五、電容濾波電路的輸出特性和濾波特性1.輸出特性輸出特性當濾波電容選定后，輸出電當濾波電容選定后，輸出電壓平均

19、值壓平均值UO（AV）和輸出電流和輸出電流平均值平均值IO（AV）的關系。的關系。2.濾波特性濾波特性脈動系數脈動系數S和輸出電流平均和輸出電流平均值值IO（A V）的關系。的關系。圖圖10.3.5a電容濾波電路的輸出特性電容濾波電路的輸出特性圖圖10.3.5b電容濾波電路濾波的特性電容濾波電路濾波的特性第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.3.2倍壓整流電路倍壓整流電路1.二倍壓整流電路二倍壓整流電路22UiD1iD222U圖圖 10.3.6二倍壓整流電路二倍壓整流電路負載上的電壓在理想情況下是變壓器副邊電壓的二

20、倍負載上的電壓在理想情況下是變壓器副邊電壓的二倍222 UUO+_第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課2.多倍壓整流電路多倍壓整流電路+- -+- -22U- -+ +u2+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U適用于要求輸出電壓較高、負載電流較小的場合。適用于要求輸出電壓較高、負載電流較小的場合。圖圖 10.3.7多倍壓整流電路多倍壓整流電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.3.3其它形式的濾波電路其它形式的濾波電

21、路一、電感濾波電路一、電感濾波電路L愈大，濾波效果愈好；愈大，濾波效果愈好；適用于負載電流較大的場合。適用于負載電流較大的場合。二、二、 LC濾波電路濾波電路輸出直流電壓為：輸出直流電壓為：2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 脈動系數脈動系數 S ：SLCS 21 適用于各種場合。適用于各種場合。圖圖 10.3.8單相橋式電感濾波電路單相橋式電感濾波電路圖圖 10.3.9復式濾波電路復式濾波電路(a)2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課三、三、LC - 型濾波電路型濾波電

22、路圖圖 10.3.9復式濾波電路復式濾波電路(b)四、四、RC - 型濾波電路型濾波電路圖圖 10.3.9復式濾波電路復式濾波電路(c)O(AV)LLO(AV)URRRU SRRCS )/(1L2 適用于負載電流較小的場合適用于負載電流較小的場合適用于負載電流較小的場合適用于負載電流較小的場合2O(AV)O(AV)2 . 1 UUU2O(AV)O(AV)2 .1UUU第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課三、各種濾波電路的比較三、各種濾波電路的比較表表10 .3.1各種濾波電路的性能比較各種濾波電路的性能比較序號序號 性

23、能性能類型類型U O（AV）/U2適用場合適用場合整流管的整流管的沖擊電流沖擊電流和導通角和導通角外特性外特性1電容濾波電容濾波 1.2小電流小電流大大/小小軟軟2RC - 型濾波型濾波 1.2小電流小電流大大/小小更軟更軟3LC - 型濾波型濾波 1.2小電流小電流大大/小小軟軟4電感濾波電感濾波0.9大電流大電流小小/大大硬硬5LC 濾波濾波0.9適應性較強適應性較強小小/大大硬硬第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.4穩壓二極管穩壓電路穩壓二極管穩壓電路10.4.1穩壓管穩壓電路的組成穩壓管穩壓電路的組成整流

24、濾波電路輸出電壓不穩定的主要原因：整流濾波電路輸出電壓不穩定的主要原因：負載變化；負載變化； 電網電壓波動。電網電壓波動。圖圖10.4.1穩壓二極管組成的穩壓電路穩壓二極管組成的穩壓電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課兩個基本公式兩個基本公式UIUR+UOIRIDZ+IL穩壓管的伏安特性穩壓管的伏安特性圖圖10.4.2穩壓管的伏安特性穩壓管的伏安特性在穩壓管穩壓電路中，只在穩壓管穩壓電路中，只要使穩壓管始終工作在穩要使穩壓管始終工作在穩壓區，保證穩壓管的電流：壓區，保證穩壓管的電流：IZIDZIZM 輸出電壓輸出電

25、壓UO就基本穩定。就基本穩定。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.4.2穩壓原理穩壓原理1. UI 不變，不變，RL 減小減小RLILURUOIZIR=IL+IZ基本不變基本不變2. RL 不變，不變， UI 升高升高UIUOIZURUO=UI UR基本不變基本不變UOUO電網電壓波動；電網電壓波動；負載變化。負載變化。穩壓電路應從以下二個穩壓電路應從以下二個方面考察其穩壓特性方面考察其穩壓特性IL綜上所述，在穩壓二極管所組成的穩壓電路中，利用穩壓管綜上所述，在穩壓二極管所組成的穩壓電路中，利用穩壓管所起的電流調

26、節作用，通過限流電阻所起的電流調節作用，通過限流電阻R上電壓或電流的變化上電壓或電流的變化進行補償，來達到穩壓的目的。進行補償，來達到穩壓的目的。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.4.3穩壓管穩壓電路的性能指標穩壓管穩壓電路的性能指標一、內阻一、內阻 Ro常常數數 IOOoUIUR二、穩壓系數二、穩壓系數 Sr常常數數常常數數 LLOIIOIIOOr/RRUUUUUUUUS三、電壓調整率三、電壓調整率四、電流調整率四、電流調整率第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電

27、子技術教研室模擬電路多媒體課內阻和穩壓系數的估算內阻和穩壓系數的估算1. 內阻內阻 RoZZIOo/rRrUUR 2. 穩壓系數穩壓系數 Sr當當 rZ RL ， rZ ILmaxILminIZM ILmax+ IZ第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課3.限流電阻限流電阻R的選擇的選擇（1）. 當電網電壓最高和負載電流最小時，穩壓管當電網電壓最高和負載電流最小時，穩壓管IZ 的值最大，此時的值最大，此時 IZ 不應超過允許的最大值，即不應超過允許的最大值，即ZmaxLminZImaxIIRUU 或：或：LminZmax

28、ZImaxminIIUUR（2）. 當電網電壓最低和負載電流最大時，穩壓管當電網電壓最低和負載電流最大時，穩壓管IZ 的值最小，此時的值最小，此時 IZ 不應低于其允許的最小值，即不應低于其允許的最小值，即ZminLmaxZIminIIRUU 或：或：LmaxZminZIminmaxIIUUR第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課例例10.4.1在在10.4.1所示的電路中，已知所示的電路中，已知UI 15V，負載電，負載電流為流為1020mA；穩壓管的穩定電壓；穩壓管的穩定電壓UZ6V，最小穩定電流，最小穩定電流IZ

29、5A，最大穩定電流，最大穩定電流IZM40A動態電阻動態電阻rZ15 。（1）求解）求解R的取值范圍；的取值范圍；解解：（：（1）LmaxZminZIminmaxIIUUR360 LminZmaxZImaxminIIUUR180 （2）14. 0OIZZrUUrRrSZZo/rRrR15 （3） 在允許范圍內在允許范圍內R的取值應當偏大些。的取值應當偏大些。（2）若）若R250 ，則穩壓系數和輸出電阻各為多少？，則穩壓系數和輸出電阻各為多少？（3）為使穩壓性能好一些，）為使穩壓性能好一些，R的值是大還是小些，為什么？的值是大還是小些，為什么？第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研

30、室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.5串聯型穩壓電路串聯型穩壓電路穩壓二極管穩壓電路穩壓二極管穩壓電路輸出電流較小，輸出電壓不可調。輸出電流較小，輸出電壓不可調。串聯型穩壓電路串聯型穩壓電路以穩壓管穩壓電路為基礎，利用晶體以穩壓管穩壓電路為基礎，利用晶體管的電流放大作用，增大負載電流；管的電流放大作用，增大負載電流；在電路中引入電在電路中引入電壓負反饋使輸出電壓穩定；可通過改變反饋網絡的參壓負反饋使輸出電壓穩定；可通過改變反饋網絡的參數使輸出電壓可調。數使輸出電壓可調。10.5.1串聯型穩壓電路的工作原理串聯型穩壓電路的工作原理一、基本調整管電路一、基本調整管電路

31、D DZ Z(a)穩壓管穩壓電路穩壓管穩壓電路動畫動畫avi15-4.avi第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課基本調整管電路基本調整管電路圖圖10.5.1(b)加晶體管擴大負載加晶體管擴大負載電流的變化范圍穩壓電路電流的變化范圍穩壓電路圖圖10.5.1(c)常見畫法的穩壓電路常見畫法的穩壓電路T的工作電源為的工作電源為UI ，不穩定，不穩定“輸入信號輸入信號”為穩定電壓為穩定電壓UZ在在UI變化或負載電阻變化或負載電阻RL變變化時，輸出電壓基本不變。化時，輸出電壓基本不變。穩壓原理：晶體管的調節作用，穩壓原理：晶體管

32、的調節作用，T應工作在放大狀態。應工作在放大狀態。調整管與負載串聯調整管與負載串聯串聯型穩壓電源電路串聯型穩壓電源電路調整管工作在線性區調整管工作在線性區線性穩壓電源電路線性穩壓電源電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課二、具有放大環節的串聯型穩壓電路二、具有放大環節的串聯型穩壓電路基本調整管穩壓電路基本調整管穩壓電路輸出電壓仍不可調節，且輸出輸出電壓仍不可調節，且輸出電壓將因電壓將因UBE的變化而變化，穩定性較差。的變化而變化，穩定性較差。1.電路的構成電路的構成圖圖10.5.2具有放大環節的串聯型穩壓電路具有放大

33、環節的串聯型穩壓電路(a)原理電路圖原理電路圖第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課電路組成電路組成 (b)(b)常見畫法常見畫法采樣電路：采樣電路：R R1 1、 R R2 2、 R R3 3 ；比較放大電路：比較放大電路：A；基準電壓電路：由基準電壓電路：由R R 、VDVDZ Z 提供。提供。調整管：調整管：VT；2.穩壓原理穩壓原理UI UO UF UId UBE IC UCEUO 圖圖10.5.2具有放大環節的串聯型穩壓電路具有放大環節的串聯型穩壓電路動畫動畫avi16-1.avi第十章直流電源第十章直流電源清

34、華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課3.輸出電壓的可調范圍輸出電壓的可調范圍由于由于 U+ = U ，UF = UZ， 所以所以O32132FZURRRRRUU 當當 R2 的滑動端調至最上端時，的滑動端調至最上端時，UO 為最小值為最小值Z32321OURRRRRU Z32321OminURRRRRU 當當 R2 的滑動端調至最下端時，的滑動端調至最下端時，UO 為最大值，為最大值，Z3321OmaxURRRRU 則：則：圖圖 10.5.2串聯型直流穩壓電路串聯型直流穩壓電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清

35、華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課4.調整管的選擇調整管的選擇一、集電極最大允許電流一、集電極最大允許電流 ICM 二、集電極和發射極之間的最大允許電壓二、集電極和發射極之間的最大允許電壓 U(BR)CEO三、集電極最大允許耗散功率三、集電極最大允許耗散功率 PCMLmaxCMIIOminOminImax(BR)CEO1 . 1UUUUUILmaxOminLmaxOminImaxCM)1 . 1 ()(IUUIUUPI四、穩壓電路的輸入直流電壓四、穩壓電路的輸入直流電壓V)83(OmaxI UU五、變壓器副邊電壓五、變壓器副邊電壓1.21 .1I2UU 第十章直流電源第十章直流電源清華大

36、學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課三、串聯型穩壓電路的方框圖三、串聯型穩壓電路的方框圖實用的串聯型穩壓電路至少包括調整管、基準電壓電實用的串聯型穩壓電路至少包括調整管、基準電壓電路、取樣電路、比較放大電路四個部分組成。此外為路、取樣電路、比較放大電路四個部分組成。此外為使電路安全工作，還常在電路中加保護電路。使電路安全工作，還常在電路中加保護電路。圖圖10.5.3串聯型穩壓電路的方框圖串聯型穩壓電路的方框圖動畫動畫avi16-2.avi第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10

37、.5.2集成穩壓器中的基準電壓電路和保護電路集成穩壓器中的基準電壓電路和保護電路一、基準電壓電路一、基準電壓電路串聯型穩壓電路的輸出電壓取決于基準電壓。要求基串聯型穩壓電路的輸出電壓取決于基準電壓。要求基準電壓應具有溫度系數為零，輸出電阻小，噪聲低。準電壓應具有溫度系數為零，輸出電阻小，噪聲低。1.穩壓管基準電壓電路穩壓管基準電壓電路圖圖10.5.5穩壓管基準穩壓管基準穩壓電路穩壓電路穩壓管具有正溫度系數，而穩壓管具有正溫度系數，而晶體管具有負溫度系數。能晶體管具有負溫度系數。能進行溫度補償。進行溫度補償。電路采用射極輸出形式，引電路采用射極輸出形式，引入電壓副負反饋。入電壓副負反饋。第十章直

38、流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課零溫度系數基準電壓源電路零溫度系數基準電壓源電路UREFUREF圖圖10.5.6零溫度系數基準電壓源電路及等效電路零溫度系數基準電壓源電路及等效電路基準電壓：基準電壓：UREF=IER2+mUBE在在m、n、穩壓管的、穩壓管的UZ和二極管的和二極管的UBE的溫度系數確定的情況的溫度系數確定的情況下，只要下，只要R1和和R2按要求選定，基準電壓溫度系數則為零。按要求選定，基準電壓溫度系數則為零。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬

39、電路多媒體課2.能隙基準電壓源電路能隙基準電壓源電路（CJ336/329,MC1403 ,AD580）223RIUUBEREF具有正溫度系數的電壓具有較高的負溫度系數223RIBEU)ln(2133IIRUITUIUREFR3R2R1T1T2T3-+-II2I1圖圖10.5.7能隙基準電壓源電路能隙基準電壓源電路I3UREF UgoUgo為硅材料在為硅材料在0K時外推禁帶時外推禁帶寬度的電壓值寬度的電壓值基準電壓與溫度無關，從而獲基準電壓與溫度無關，從而獲得很好的穩定性。得很好的穩定性。)ln(RRUU)ln(RRU)ln(RRU1232T1232T32132T3REFRRTRRUIIUUgo

40、BEBE第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課二、保護電路二、保護電路R4 很小，約為很小，約為 1 。負載電流超過某一值后，負載電流超過某一值后，VT2 導通，限制導通，限制 VT1 中的中的電流，保護調整管。電流，保護調整管。保護電路的輸出特性：保護電路的輸出特性：UOILO正常穩壓區正常穩壓區限流保護限流保護1.過流保護電路（限流型）過流保護電路（限流型）過流時，使調整管發射電流過流時，使調整管發射電流限制在某一數值的電路限制在某一數值的電路。圖圖 10.5.8(a)圖圖 10.5.8(c)在集成穩壓器電路內部有各

41、種保護電路，如過流保護、在集成穩壓器電路內部有各種保護電路，如過流保護、短路保護、調整管安全區保護、芯片過熱保護。短路保護、調整管安全區保護、芯片過熱保護。不適應于大功率電路不適應于大功率電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課截流型截流型過流保護電路過流保護電路圖圖10.5.9截流型過流保護電路及其輸出特性截流型過流保護電路及其輸出特性T1為調整管為調整管R0為取樣電阻，為取樣電阻，它與它與T2 、 R1和和R2構成保護電路構成保護電路保護原理保護原理過流時，使調整管發射電流過流時，使調整管發射電流迅速減小到較小數值

42、迅速減小到較小數值的電路的電路。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課2.調整管的安全工作區保護電路調整管的安全工作區保護電路3.芯片過熱保護電路芯片過熱保護電路圖圖10.5.10調整管的安全工作區保護電路調整管的安全工作區保護電路圖圖10.5.11芯片過熱保護電路芯片過熱保護電路第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課集成穩壓器電路圖集成穩壓器電路圖恒流源恒流源基準電壓電路基準電壓電路調整電路調整電路比較放大比較放大減流保護減流保護過熱保護過熱保護

43、啟動電路啟動電路取取樣樣電電路路R4T1T4T2T3T5DZ1DZ2R3R2R1VREFT14T13D2D1R5R7R6T6T7T8T9T12T10T11R8R9R10R11R12R13R14R15DZ3DZ4VFVOVI123IO第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課10.5.3 集成穩壓器電路集成穩壓器電路從外形上看，集成串聯型穩壓電路有三個引腳，從外形上看，集成串聯型穩壓電路有三個引腳，分別為輸入端、輸出端和公共端，因而稱為三分別為輸入端、輸出端和公共端，因而稱為三端穩壓器。端穩壓器。固定式穩壓電路：固定式穩壓電路

44、：W78XX、W79XX。可調式穩壓電路：可調式穩壓電路：W117、W217、W317。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課一、一、W78XX三端穩壓器三端穩壓器 穩定正電壓穩定正電壓輸出電壓有七個等級：輸出電壓有七個等級：5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24V。如如W7805 ，輸出，輸出+5V；W7809 ，輸出，輸出+9V輸出電流有三個等級：輸出電流有三個等級：1.5A、0.5A（M）和）和0.1A（L）。）。如如W7805 ，輸出，輸出+5V；最大輸出電流為；最大輸出電流為1.5A；W78M05 ，

45、輸出，輸出+5V；最大輸出電流為；最大輸出電流為0.5A；W78L05 ，輸出，輸出+5V；最大輸出電流為；最大輸出電流為0.1A。W79XX系列系列 穩定負電壓穩定負電壓第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課1三端集成穩壓器的組成三端集成穩壓器的組成圖圖10.5.14W7800的原理框圖的原理框圖第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課清華大學電工電子技術教研室模擬電路多媒體課2.主要參數主要參數參數名稱參數名稱符號符號單位單位參參 型號型號 數數 值值780578067809781278

46、1578187824輸入電壓輸入電壓UIV10111419232733輸出電壓輸出電壓UOV56912151824電壓調整率電壓調整率SU%/V0.00760.00860.010.0080.00660.010.011電流調整率電流調整率SImV40434552525560最小壓差最小壓差UI UOV2222222輸出噪聲輸出噪聲UNV10101010101010輸出電阻輸出電阻Rom 17171818191920峰值電流峰值電流IOMA2.22.22.22.22.22.22.2輸出溫漂輸出溫漂STmV/ C1.01.01.21.51.82.4輸入端和輸出端之間的電壓允許值為輸入端和輸出端之間的電壓允許值為313V。第十章直流電源第十章直流電源清華大學電工電子技術教研室模擬電路多