天津大学测控电路基础-第七章

3、滤波电路
（2）电容滤波电路的特点
计算：
d RL C ≥ （3 ~ 5）
VO ( AV ) IL VO ( AV ) RL T 2 ≈ （ 1.1 ~ 1.2)V2
1.4V2 0.9V2
Vo
电容滤波 纯电阻负载
IL
I 2 (1.5 2) I L3、滤电路（3）其它滤波电路
VO ( AV ) RL
I D1( AV ) I D 2( AV ) I D 3( AV )
每只二极管的反向峰值电压VRM :
V2 1 VO ( AV ) 0.45 I D 3( AV ) 2 RL RL
VRM = 2 V2
（2）全波整流电路
参数计算
输出交流分量
4 4 4 vo 2V2 ( cos 2t - cos 4t - cos 6t - ) 3 15 35
Ro rz // R rz
(rz RL )
稳压管稳压电路的缺点：输出电流及其调节范围小
4、稳压电路
（3）串联反馈式稳压电路
基 V REF 准 电 VF 压
VI
A 调整 R1 RL T 取样 + VO _
比较放大
R2
（3）串联反馈式稳压电路
典型电路
T : 调整管 R、DZ：稳压电路， 提供基准电压
输入电压交流纹波峰峰值与输出电压交流纹波峰峰值之比 的分贝数。
S rip = 20lg
输出电压的温度系数ST
Vip-p
Vop-p
1 VO ST = VO T
I O =0,VI =0
100 %
如果考虑温度对输出电压的影响, 则输出电压是输入电压、负载 电流和温度的函数
VO = f (VI , I O , T )
io
RL
↓
+
vo
b
-
所以: VO ( AV ) 0 2V2 sin(t )d (t ) 2 2 V2 ≈ 0.9V2

负载上得到的电流平均值： IL=0.9V2/RL
（2）全波整流电路
参数计算
流过每只二极管的平均电流 ID（AV） 负载上得到的平均电流： I L ( AV ) =
可以通过改变比较器输出方波的宽度（占空比）来控制输 出电压值。这种控制方式称为脉冲宽度调制(PWM)。
（6）开关型稳压电源
工作原理
特点：
调整管工作在开关状态，功耗大大降低，电源效 率大为提高； 调整管在开关状态下工作，为得到直流输出，必 须在输出端加滤波器； 可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值； 在许多场合可以省去电源变压器； 由于开关频率较高，滤波电容和滤波电感的体积 可大大减小。
4、稳压电路
（2）稳压管稳压电路
R + → VI R IZ ↓ IL ↓ RL + VO 变 化 量
+
VI rZ RL
+
VO -
DZ
注意限流电阻的选择，电网电压最高且负载电流最小时，IZ不能超过IZmax。 电网电压最低且负载电流最大时，IZ不能低于IZmin 。
稳压系数: 输出电阻:
VO / VO rz VI Sr ≈ VI / VI R rz VO
d
D3
D1 c D2
io
+ ↓ R
L
vo
b
-
（2）全波整流电路
典型电路如图所示：
（2）全波整流电路
参数计算
输出电压和电流的平均值VO(AV) 输出电压在一个周期内的平均值: 1 2 VO ( AV ) vo d (t ) 0 2
1

D4
+ vi + v2 -
a
d D3
D1 c D2
测控电路基础A
傅星
27406941 xingfu@ 5楼211
测控技术基础A
第七章、直流稳压电源
1、基本构成 2、整流电路 3、滤波电路 4、稳压电路
第七章、直流稳压电源
1、基本构成
220V 50Hz
变压器
整流
滤波
稳压
第七章、直流稳压电源
2、整流电路
（1）半波整流电路
（2）全波整流电路 （3）倍压整流电路
（5）三端集成稳压电路
三端集成稳压器的分类
三端固定正输出集成稳压器 国标型号:CW78--/CW78M--/CW78L-三端固定负输出集成稳压器 国标型号:CW79--/CW79M--/CW79L-三端可调正输出集成稳压器 国标型号:CW117--/CW117M--/CW117LCW217--/CW217M--/CW217L-CW317--/CW317M--/CW317L-三端可调负输出集成稳压器 国标型号:CW137--/CW137M--/CW137LCW237--/CW237M--CW237L-CW337--/CW337M--/CW337L-三端低压差集成稳压器 大电流三端集成稳压器 以上1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级。 军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃～150℃； 工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃～150℃； 民品级多为塑料封装，工作温度范围0℃～125℃。
4、稳压电路
（4）稳压电路中的保护措施
串联型稳压电源的内阻很小，如果输出端短路，则输出短路电流很大 。同时输入电压将全部降落在调整管上，使调整管的功耗大大增加，调整 管将因过损耗发热而损坏，为此必须对稳压电源的短路进行保护。过载也 会造成损坏。 保护的方法
反馈保护型
温度保护型 利用集成电路制造工艺， 在调整管旁制作PN结温度传感器。 当温度超标时，启动保护电路工作， 工作原理与反馈保护型相同。
Vi
R DZ
A
+
R’w
比较放大后使VB和IB 、 VREF
VF R“w
R2
VO
RL
间电压vCE增大，使VO
下降，从而维持VO基本 稳定。
-
-
比环有差调整系统
（3）串联反馈式稳压电路
稳压原理
VI↑→VO↑→Vf↑→VO1↓→VCE↑→VO↓ IL↑→VI↓→VO↓→Vf↓→VO1↑→VCE↓→VO↑
1、整流电路
（1）半波整流电路
(a)电路图 (b)波形图 单相半波整流电路
（1）半波整流电路
参数计算
输出电压在一个周期内的平均值:
VO ( AV )
1 2

2
0
1 vo d (t ) 2


0
2v2 sin td (t )
整流输出平均电流:
I o( AV ) Vo( AV ) / RL 0.45V2 / RL
Δ VO Ro = Δ IO
VI = cons tan t
电压调整率SV : 工程中常把电网电压波动10%作为 极限条件,在此条件下输出电压的相 对变化量称为电压调整率。
电流调整率SI : 输出电流从0变化到最大额定输出值时, 输出电压的相对变化量被称为电流调整 率。
（1）稳压电路的性能指标
纹波抑制比Srip
+
VI
T
R1
+
A：比较放大
R1, R2,RW：取样环节 输出电压：
R
A +
R’w R“w R2
VO
VZ
-
DZ
-
（3）串联反馈式稳压电路
工作原理
当输入电压VI增加（或 IO减小）时，导致输出 电压VO增加，反馈电压 VF随之增加，VF与VREF + T R1 + IO
相比较，其差值电压经
IC减小，调整管T的c-e
UC 2 2 2U 2
第七章、直流稳压电源
3、滤波电路
（1）全波整流电容滤波电路 （2）电容滤波电路的特点 （3）其它滤波电路
3、滤波电路
（1）全波整流电容滤波电路
2 V2
空载时电路工作情况
Vo 2 V2
（1）全波整流电容滤波电路
带电阻负载时的情况 二极管的导通角 <，且 流过二极管的瞬时电流很大 输出电压的平均值增大， 纹波减小，且RLC越大，电 容的放电速度越慢，纹波越 小，输出电压平均 值越大。 输出的直流电压随负载电 流增加而减小
4、稳压电路
（1）稳压电路的性能指标
稳压系数 Sr
负载固定时输出电压的相对变化量与稳压电路输 入电压(经整流滤波后的电压)的相对变化量之比, 它反映了电网电压波动对输出的影响.
Δ VO / VO Sr = Δ VI / VI
RL = constan t
（1）稳压电路的性能指标
稳压电路的输出电阻 输出电阻反映了稳压输出受负载变化的影响
（5）三端集成稳压电路
应用电路
三端固定输出集成稳压器的 典型应用电路如图所示。 三端可调输出集成稳压器的 典型应用电路如图所示。
防自激震荡
防高频噪声
可调输出三端集成稳压器的内部，在输出端和公共端之间 是1.25 V的参考源，因此输出电压可通过电位器调节。
VO = VREF +
VREF R RP I a RP 1.25 (1 P ) R1 R1
（5）三端集成稳压电路
利用三端集成稳压器组成恒流源
三端集成稳压器可做恒 流源使用。
小电流恒流源
稳压器做恒流源
大电流恒流源
4、稳压电路
（6）开关型稳压电源
工作原理 集成开关型稳压器
（6）开关型稳压电源
工作原理
由调整管、滤波电路、比较器、三角波发生器、 比较放大器和基准源等部分构成。
开关型稳压电源原理图
（6）开关型稳压电源
工作原理
三角波发生器通过比较器产生一个方波vB，去控制调整管的通断 。调整管导通时，向电感充电。当调整管截止时，必须给电感中的电 流提供一个泄放通路。 续流二极管D即可起到这个作用，有利于保护调整管。 当三角波的幅度小于比 较放大器的输出时，比较器 输出高电平，对应调整管的 导通时间为ton；反之输出为 低电平，对应调整管的截止 时间toff。 为了稳定输出电压，应按电压负反馈方式引入反馈，以确定基 准源和比较放大器的连线。设输出电压增加，FVO增加，比较放大器 的输出Vf减小，比较器方波输出的toff增加，调整管导通时间减小，输 出电压下降。起到了稳压作用。