开关集成稳压电源

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整流电路
整流电路的目的是利用具有单向导电性 能的整流元件，将正负交替的正弦交流电压 整流成为单方向的脉动电压。这种单方向的 脉动电压有很大的脉动成分。
滤波电路 滤波电路的功能是将整流后的单向 脉动电压中的脉动成分尽可能地滤掉， 使输出电压成为比较平滑的直流电压。 它由电容、电感等储能元件组成。
2021/2/21 UOmaxR1R R22RpUZ
26
8.6.2 三端固定集成稳压器
一、78、79系列的型号命名
CW7800系列(正电源) CW7900系列(负电源)
输出电压 输出电流
5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V
78L ×× / 79L ××— 输出电流100 mA 78M×× / 9M×× — 输出电流500 m78A×× / 79 ×× — 输出电流1.5 A
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只有整流电路输出电压大于uc时，才
有充电电流。因此二极管中的电流是 脉冲波。
u2 uo
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t
二极管中的 电流
t
21
经上述分析可知， 由于在二极管截止期间电容 Ｃ向负载电阻缓慢放电， 使得输出电压的脉动 减小， 结果平滑了许多。 输出电压平均值也 得到了提高。 显然RLC的值越大， 滤波效果 越好， 当负载开路时（RL=∞）,
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8.5.1 单相整流电路 一、半波整流电路
~
220V
+ uD– Ｖ +
u2 iD RL uｏ –
带有纯阻负载的单相半波整流电路如图所
示，这是一种最简单的整流电路。它由变
压器Tr、整流二极管V及负载RL三部分组 成。变压器Tr将220V交流电压变换为整流
电路所要求的交流低压；二极管V具有正
电流通路:b v2RLv4a
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桥式整流电路各参数计算如下
(1) 输出平均电压Uo。 由uo波形可知，
u2
2U 2
波形图
(2) 桥式整流是半波整流的2倍， 即
o
2
UO 2 2U2 0.9u2
uO
2U 2
(2) 流过二极管的平均电流ID。 由于V1 、 V3和 V2、 V4轮流导通， 因此流过每个二极管的
+
~ u2
负载电流小时 L
C1、C2对交流容抗小 C1 C2 RL L 对交流感抗很大
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8.6 线性集成稳压器
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 8.6.1 串联型稳压电路的工作原理 一、结构和稳压原理
调整管
+
比较放
UI
大电路
基准电压
+UCE
6
8.5单相整流滤波电路
整流电路的作用是利用二极管的单向 导电性，将交流电转换成单向脉动电压。
整流电路中基本上都包含了电源变压器， 一方面是“变压”（大多情况下是进行 “降压”，即将220V降为较低的交流电 压）；另一方面是“隔离”，把电子设备 与电网隔开。在小功率直流电源中，经常 采用单相半波和单相桥式整流电路。
1
CW7800
+
2
3
2 1
3
_
_
3 CW7900 2
1
28
二、CW7800的内部结构和基本应用电路
内部 结构
+
启
UI
动 电
路
调整电路
基比 准较 电放 压大
保护 电路
+
取
样
电 路
UO
基本应 用电路
+
反防向止放输电入损端短坏路稳时压C器3
1 W7812 2
+
抵消输入 长接线的
Ui
电感效应，
C1 3 C2
波电容。 解: 1. 选二极管
U2U 1.O 221.02V17V
电流平均值: 承受最高反压：
ID1 2IO1 2U R O L1 24 2 V 0 00.2A 5 URM 2U22V 4
选二极管应满足: IF (2 3) ID URM 2U2 可选: 2CZ55C(IF = 1 A， URM = 100 V)或1 A、100 V 整流桥
开关集成稳压电源
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第 8 章 直流稳压电源
8.5 单相整流滤波电路 8.6 线性集成稳压器 8.7 开关集成稳压电源
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引言
几乎所有的电子设备都需要稳定的直流 电源，通常都是由交流电网供电，因此 需要把交流电变成稳定的直流电。直流 稳压电源就是把交流电经过整流变成脉 动的直流电，然后通过滤波稳压转换成 稳定的直流电的仪器。它由整流电路、 滤波电路和稳压电路3部分组成。
ADJ UO UI
ADJ UI UO
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基本应
用电路 V1
3 CW317 2 IQ
+ Ui
1 V2 I
C1
I REF
C2 10 F
VV21防防止止输输出入端端短短路路时时C2通 过C4调反整向端放放电电损损坏坏稳稳压压器器
半波整流电路虽然电路结构简单， 但效率 低， 输出脉动大， 因此很少单独用作直流 电源。
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二、桥式整流电路
T
u1
u2
V3
V1 V4
V2
单相桥式整流电路如所示。图中 ，的4形个式整，流其二中极一管个V对1～角V线2接接成变电压桥u2 器的次级，另一个对角线接负载 电阻RL，但二者不能互换。故有 桥式整流电路之称。
取 样
+
V1
电
8
UF
路 UI
UZ
+
RL Uo
20稳21/2/压21 的实质：UCE的自动调节使输出电压恒定 25
二、输出电压的调节范围
+
R’1 R1 +
UF
RL
8
UI
R’2 RP Uo
UZ
R2
源自文库
UFR1U R O2R'2Rp UZUOR1R R'22RpUZ
UOminR1R 2R 2R pRpUZ
(1
R2 R1
)U
输出电压 UO > U
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输出电压可 调稳压电路
W78 +
C1
U U (虚短) UI
R3R 3R4UR1R 1R2UO
UO(1R R1 2)R3R 3R4U 可产生小于U 的输出电压UO
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8
+ R3
U
R4
+
UO R1 C2 R2
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输出正、负 电压的电路
Uo 2U2
为了取得良好的滤波效果， 一般取
RLC3~5T2
式中， T为交流电源的周期。 此时的输出电压
平均值为
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Uo≈1.2 U2
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例 8.5.1 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 = 20V, 选择整流二极管及滤
o
iD=iO
2
输出电流等于
0.45U2
输出电流平均值Io
IDIO0.45U RL2
流过二极管的 电流， 两者
的平均值也相 等
o
uD
o
2 2
二极管承受的最高反向峰值电压URM 2U2
U 2U 2021/2/21
RM
2
u2负半周时二极管截止， uD=u2
3 t
3 t
3 t 3 t
10
由图可知，利用二极管的单向导通这一 特性，使变压器副边的交流电压转换成为 负载两端的单向脉动电压，从而达到整流 的目的。由于这种电路只在交流电压的半 个周期内才有电流流过负载，因此称为单 相半波整流电路。
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RL uo
简化 画法
uo
12
u2正半周时电流通路
a+
T
u1
V3
u2
V1
V4
V2
b–
D1 、D4导通， D2、D3截止.
2021/2/21电流通路:a v1RLv4b
RL uo
13
u2负半周时电流通路
T a-
u1
D3
u2
D1
D4
D2
b+
RL
u0
D2、D3 导通， D1 、D4截止
2U2
3 t
3 t
3 t 3 t
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把四只二极管
封装在一起称
为整流桥
~~
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• 桥式整流电路的优点是输出电压高， 电压纹波小，管子所承受的最大反向电压 比较低，同时由于电源变压器在正、负半 周内都有电流供给负载，电源变压器的利 用率高。因此，此电路在整流电路中有了 较为广泛的运用。
为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理， 即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷
大。
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~
220V
+ uD– Ｖ +
u2 iD RL uｏ –
u2
2U 2
o
2
u2 2U2sint指输出电压uo
uO
2U 2
输出平均电压Uo
在一个周期中 的平均值
U O2 1 0 2U 2sin td (t)
C3
RL
Uo改=善12负V载 的瞬态响
应,消除高
防止自激 0.33 F
0.1 F 100 F
频噪声
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提高输出 电压电路
静态电流 5 8 mA
1
2
+
UI
W78 +
IQ
3
U
I1
R1
Ci
R2 I2
+
C2UO
要求
I1
U R1
5IQ
U O U (I1IQ )R 2
U(UR1IQ)R2
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RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻) u2
t
uo
加入滤波电容
时的波形
无滤波电容
时的波形
t
u2上升, u2大于电容上的电压uc,u2对电容充电，uo=
uc u2, , u2下降， u2小于电容上的电压。二极管承受反向电压 而截止。电容C通过RL放电， uc按指数规律下降，
202时1/2/间21 常数 = RL C
输出电流 L型 — 输出电流100 mA M型 — 输出电流500 mA
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二、CW117内部结构和基本应用电路
内部 3
调整电路
2
结构 UI 启 保护电路
UO
动 电
偏置电路
误差放大
50 A
路
基准电路 IREF 1
ADJ
外形 引脚
CW117 12 3
CW137 12 3
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~220V
~24V ~24V
恒流源电路
IO
U23 R
IQ
0.5A
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1000 F
+
1 W7815 2 3
0.33 F 0.1 F
+
1000 F
0.33 F 0.1 F
1 2 W7915 3
1 W7805 2
+ 0.33 F3 IQ
0.1 F
UI = 10V
+ +15 V
220 F 220 F
+ 15 V
R
+
10
UO
RL
IO 32
8.6.3 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 基准电压
CW117(137)— -55 150C CW217(237)— -25 150C CW317(337)— 0 125C 1. 25 V
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稳压电路 稳压电路的功能是采取一些措施，当 市电电压或负载电流变化时，使输出的直 流电压保持稳定。
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组成 框图 变压
交流 电源
整流
滤波
稳压
负 载
u
u
u
u
u
O
tO
tO
tO
tO
t
220V
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合适的 交流电压
单向 脉动电压
平滑 直流电压
稳定 直流电压
2. 选滤波电容 T1f1500.0s2
取RLC4T 20.04s
C0.0s4100F0 40
可选： 2021/2/21
1000
F,
耐压50 V 的电解电容
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二、其他形式滤波
1. 电感滤波
L
+
~ u2
整流后的输出电压：
直流分量被电感L 短路 RL电交感流越分大量，主滤要波降效在果L 上越好
2. 型滤波
o
2
平均电流只有负载电流的一半， 即
ID
1 2Io
1Uo 2 RL
0.45 U 2 RL
(3) 二极管承受的最高反向峰值电压URM。 当u2上
iD=iO
o
2
u 正下负时， V1 、 V3导通， V2、 V4截止， V2 、
V4相当于并联后跨接在u2上， 因此反向最高峰 值为
o
D
2
U 202R1/M 2/2 1 2U2
向导通、反向截止的开关作用，所以将交
流电变成了脉动的直流电，称为整流二极
管；负载RL将电能转换成其他能量。
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8
~
220V
+ uD– Ｖ +
u2 iD RL uｏ –
设 u2 2U2si nt
u2 >0 时: 二极管导通，忽略二 极管正向压降，
uo=u2 u2<0时: 二极管截止, uo=0
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一、电容滤波
电容
电容
1. 电路和工作原理
充电
放电
+ V4
V1
~
u
V3
V2
C
RL
io+
uo= uc
在整流电路中， 把一个大电容C并接在负载电阻两端就 构成了电容滤波电路， 其电路和工作波形如图所示。
V导通时给C 充电 V截止时C 向RL放电
2滤021/波2/21后uo 的波形变得平缓,平均值提高。
• 缺点是二极管用得较多 。
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8.5.2 滤波电路
从前面的分析可知，无论何种整流电路， 它们的输出电压都含有较大的脉动成分。 为了减少脉动，就需要采取一定的措施， 即滤波。滤波的作用是一方面尽量降低输 出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量 保留其中的直流成分，使输出电压接近于 理想的直流电压。
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
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封装 塑料封装
金属封装
CW7805 12 3
CW7905 12 3
UI GND UO GND UI UO
符号
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+