《模拟电子技术》直流稳压电源

2π 3π 4π ωt 2π 3π 4π ωt
(2) 当C≠0、RL ≠ ∞时
Tr
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1
D2 C
ro
u2
0π
+ + RL uO
– uO , uC
2π 3π 4π ωt
周而复始
0
π 2π 3π 4π ωt
可画出输出电压波形
充电
放电
2、桥式整流电容滤波电路性能指标分析
u
（1）电路的外特性
O
Tr
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1 D2 C
0.9U2
+ C小
+ RL
uO
–
uO0, uC
C大
C=0 iO
a. C越小，uO(AV)越小，纹波越大。
b. iO越大, uO(AV)越小。
0
π 2π 3π 4π ωt
电容滤波电路适用于负载电流比较小或基本不变的场合。
CRL越大，滤波效果越好
2、桥式整流电容滤波电路性能指标分析
正电压 负电压
第一位含义 1军工 2工业 3民用 后两位 17 正电压 37负电压
4、固定式集成三端稳压器的型号介绍
a. 78××（输出正电压）系列 b. 79××（输出负电压）系列
1 LM78XX 3 2
输出电压种类
2 LM79XX 3
1 5V、6V、8V、9V、12V、15V和24V等
最大输出电流
2u2
ωt
2u2
RL
ωt
2u2
RL
ωt
2u2
RL
ωt
2 2u2
2u2
ωt
ωt
三、全波整流电路
2U 2 sin t
u2
2u2
ωt
uD1
VD1
iD1
u1
u2
iD1
2u2 RL
iD2
ωt
2u2 RL
ωt
uo
io
RL io
u2 VD2
iD2
uo
uD1
uD2
2u2 RL
ωt
2u2 ωt
ωt
2、三个重要指标计
5．限流保护电路
T1
+
IB1 IC2
UI
UB I
比较放大环节
–
R
+ UR -
T2
保护电路
+ IO RL UO
–
（1）当Io较小时，UR<UBE2, T2截止，电路正常工作。 （2）当Io增大, T2导通。IB1减小，限制了Io的增大。
思考题1：
（1）典型的串联型线性稳压电路正常工作时，调整管
处于——c——状态。
整流二极管的平均电流
uO
uC
Tr
D4
+
+
u1
–
u2
–
D3
D1
+0 D2 C + RL uO
– iD1,3
iDM
π 2π 3π ωt
0 ωt
iD2,4
(a) 比无滤波电容时的平均电流大。
(b) 二极管导通时，有冲击电流。
ωt
π型滤波电路
+
R
++
L
+
uI
+
C1 C2
+ RL
uO
uI
+
C1
C2
+ RL
二、稳压电路的主要性能指标 （1）稳压系数 （2）电压调整率 （3）输出电阻 （4）电流调整率
二、稳压电路的主要性能指标 （5）输出电压的温度系数
（6）纹波电压 稳压电路输出端的交流分量（通常为100Hz）的
有效值或幅值。
（7） 纹波电压抑制比
三、 硅稳压管稳压电路（并联型）
RI
IO
+
IZ
+
UI
比较放大环节
–
R
UREF +–A
DZ
调整环节
UB T
取样环节
R1 +
UF
RW uO RL
R2 –
3、输出电压及其调整范围
4．调整管的选择原则
（1） ≥ （2） （3）
晶体管工作的安全区
iC ICM
PCM
安全区
等功耗线PCM 不安全区
0
U (BR)CEO uCE
（4） 电路正常工作时，UCE=3-5V
（2）电路的指标计算
uO
Tr
D4
+
+
u1
–
u2
–
D3
D1
D2 C
+ 0.9U2
+ RL uO
–
0
外特性
iO
①空载时，UO( AV ) 2U2 ②C=0时， U O( AV ) 0.9U 2 ③带载且C≠0时， 0.9U2 UO( AV ) 2U2
2、桥式整流电容滤波电路性能指标分析
0.1A，0.5A，1.5A
5、 固定式三端稳压器的典型接法
（1） 78系列 +
UI –
1 LM78×× 3
C1 2 C2
0.33µF 0.1µF
+ C3 + UO 100µF –
（2） 79系列
2 LM79×× 3
－
UI +
C1 1
0.33µF
C2
0.1µF
－
C3
100µF
（2）电路的指标计算
uO
Tr
D4
+
+
u1
–
u2
–
D3
D1
D2 C
+ + RL uO
–
0.9U2 0
外特性
iO
③带载且C≠0时， 0.9U2 UO( AV )
工程估算时取
放
CRL
(3 ~ 5) T 2
得 UO( AV ) (1.1 ~ 1.4)U 2
2U2 U O( AV ) 1.2U 2
（a）6V （b）18V （c）20V （d）24V
思考题2：
电路如图所示，已知UZ=6V，R1=R2=Rw=R3=2KΩ，UI= 试求：（1）标出运算放大器的同相输入端与反相输入端；
（2）求输出电压的调整范围。
T
IE
IO
+
R3
R1 +
IB
uI
A– +
Rw Rw Rw
uO RL
+
–
DZ U– Z
R2 –
2 2u2
算U：o( AV )

1
2
2
0
uo
d
(t
)

1
2
2 0
2U2 sintd(t)

2
2
U
2
0.9U2
I D( AV )

I O( AV ) 2
U o( AV ) 2RL
0.45 U 2 RL
URM=2 2U 2
四、桥式整流电路
u2
2U 2
+ Tr +a D4
b. 当u2<0时
电流流动方向
a
TR
+
+
u_ 1
u2
_
b
D4
D1
+
RL uO
D3
D2
_
D1 D3截止，D2 D4导通
输出 波形
2、桥式整流指标计算
+ Tr +a D4
u– 1
u2 –
b D3
D1 iD1 iO iD2 +
D2 RL uO –
u2 iD1，3 iD2，4
io
U O( AV )

2
整流 电路
滤波 电路
稳压 电路
直流 稳压 输出
10.2 整流及电容滤波电路
一 、整流电路的主要性能指标
1 整流输出电压的平均值 2 整流管平均电流
3 整流管最大反向电压
URM
4 输出电压的纹波因数 5 输出电压的脉动系数
S UO1 U O ( AV )
二 、半波整流电路
uD
2U 2 sin t
Tr
D4
+
+
u1
u2
–
–
D3
D1
D2 C
+
+ RL
uO
–
若C=0，则该电路就是桥式整流电路，指标计算同前。
1、桥式整流电容滤波电路工作原理
(1) 当C≠0、RL=∞时
u2
Tr
wenku.baidu.com
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1
0π
2π 3π 4π ωt
D2 C +
+ uO
uO
–
0
ro
π 2π 3π 4π ωt
由于电容器的充电时间常数 充 r0C 0
电阻ＲＬ＝8Ω。试估算变压器次级电压Ｕ２、整流二极管 正向平均电流ID和最高反向电压URM并选择整流二极管型 号。
Tr
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1
+
D2
RL uO
–
思考题2：
桥式整流电路中有一个二极管短路或开路时会怎样？
a
TR
+
+
D4
u_ 1
u2
_
D3
b
+
RL uO
D2 _
五、桥式整流电容滤波电路
u2 D io
2u2
ωt
u1
u2
RL uo
io
2u2
ωt RL
1、工作原理：
uo
2u2
u2正半周，D导通 u2负半周，D截止
uD
ωt ωt
2、三个重要指标计
2u2
Uo算( AV：)
1
2
2
0
uo
d
(t
)

1
2
0
2U2 sintd(t)

2

U2

0.45U 2
I D( AV )
– uO , uC
电容器的放电时间常数
0π
2π 3π 4π ωt 2π 3π 4π ωt
由于放较大，放电比较缓慢
(2) 当C≠0、RL ≠ ∞时
Tr
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1 D2 C
ro 当|u2|>uC时
二极管D2、D4导通
u2
0π
+ + RL uO
– uO , uC
0π
C又开始充电，直到最大值。
五、集成三端稳压器及其应用电路
1、集成三端稳压器构成及特点： (1) 集成三端稳压器由基准电压源、比较放大器、 调整电路、取样电路、过流、过热保护等电路构 成。
(2)主要特点： 工作可靠、外接元件少、使用方便。
典型集成三端稳压器内部电路：
输启出动电电压路固定的恒集流成源三端稳压器 （过正流电保压护78 、负电压 79调整 ）电路
第10章 直流稳压电源
本章教学要求:
1 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; 3 掌握滤波电路的工作原理及主要性能指标的计算; 4 掌握串联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。
10.1 概述
直流稳压电源的组成
交流 电压 输入
电源 变压器
由于电容器的放电时间常数 放 CRL
(2) 当C≠0、RL ≠ ∞时
u2
Tr
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1 D2 C
0π
+ + RL uO
– uO , uC
ro
电容器的充电时间常数
0π
2π 3π 4π ωt 2π 3π 4π ωt
uO =uCu2
(2) 当C≠0、RL ≠ ∞时
IO( AV )
U o( AV ) RL
0.45 U 2 RL
URM= 2U 2
三、全波整流电路
uD1
u2
u1
VD1
iD1
u2
iD1
uo
RL io
iD2
u2 VD2
iD2
io
uD2
uo
1、工作原理：
u2正半周，VD1导通，VD2截止uD1
u2负半周，VD1截止，VD2导通
2U 2 sin t
DZ
RL UO
_
_
R——限流电阻
调整环节与负载并联
四、 串联反馈型线性稳压电路 1、串联反馈型线性稳压电路框图
过热保护 过流保护
调整环节 +
比较放大环节 uI UREF
基准环节 –
取
UF
样 环
节
+
短 路 保 uO RL 护
–
调整环节与负载串联
2、串联反馈型线性稳压电路的典型电路与分析
+
基准环节
uI
（a）饱和 （b）截止 （c）放大 （d）倒置 （2）在串联型线性稳压电路中，比较放大环节放大的
电压是——d——。
（a）基准电压 （b）取样电压 （c）输入电压 （d）取样电压与基准电压 之差
（3）在串联型线性稳压电路中，若要求输出电压为 18V，调整管压降为6V，已知整流电路采用电容滤波，
则电源变压器二次侧电压为——c——。
(1) 最大输入电压Uimax (2) 最小输入、输出压差Uimin-Uomax (3) 最大输出电流Iomax (4) 输出电压范围 (5) 电压调整率Su (6) 电流调整率Si
3、分类
按输出电压是否可调
固定式三端稳压器
78XX系列 79XX系列
正电压 负电压
可调式三端稳压器
LM117/217/317 LM137/237/337
T1
R4
T4
T5
T2 DZ1 DZ2
T3
R3 T14
R2 VREF
R1 D2
D1
DZ3 DZ4
R9
T9
T12
T13 R7
R5
T7 T8
T6
R6
T10 R14
R15
R8
VI 1
T11 R10
IO R11 2 VO
R12 VF
取 样 电 R13 路
3
基准电压电路
过热保护
比较放大
2、集成三端稳压器的主要参数
Tr
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1 D2 C
u2
0π
+ + RL uO
– uO , uC
ro
当C充电到最高点时，
0π
二极管D1、D3将截止，
2π 3π 4π ωt 2π 3π 4π ωt
C将通过RL开始放电。
(2) 当C≠0、RL ≠ ∞时
Tr
D4
+
+
u– 1
u2
–
D3
D1
D2 C
ro
u2
0π
+ + RL uO
uO
–
––
–
RC—π型滤波电路
LC—π型滤波电路
思考题1:
桥式整流电容滤波电路如图所示，交流电源频率为 50Hz,输出直流电压为30Ｖ，负载电阻ＲＬ＝120Ω。试估 算变压器次级电压Ｕ２、选择整流二极管及滤波电容的大 小。
Tr
D4
+
+
u1
–
u2
–
D3
D1
D2 C
+ + RL uO
–
思考题2：
在图所示的电烙铁供电电路中，试分析以下几种情 况各属于什么供电电路？输出电压多高？哪种情况 下电烙铁温度最低？为什么？
2
U2

0.9U 2
uo
I D( AV )

I O( AV ) 2
U o( AV ) 2RL
0.45 U 2 uD1 RL
URM= 2U 2
2U 2 sin t
2u2
ωt
2u2
RL
ωt
2u2
RL
ωt
2u2
RL
ωt
2u2
ωt
ωt
2u2
思考题1：
桥式整流电路如下图所示，输出直流电压为9Ｖ，负载
D1 iD1 iO
0
ωt
u1
u2
–
–
b D3
iD2 + D2 RL uO
uO
2U 2
0
–
ωt
iO
2U 2 / RL
0
ωt
1、桥式整流电路工作原理 设
a. 当u2>0时
电流流动方向
a
TR
+
+
D4
u_ 1
u2
_
D3
b
输出 波形 +
D1
RL uO
D2
_
D1 D3导通，D2 D4截止
1、桥式整流电路工作原理
（1） S1、 S2均闭合。 （2） S1、 S2均断开。 （3） S1闭合， S2断开。~220V （4） S1断开， S2闭合。
S1 S2
D1
D2 +
UO
C
电 烙 铁
D4
D3
10.3 串联反馈型线性稳压电路
一、 稳压电路的功能和作用
交流 电压 输入
电源 变压器
整流 电路
滤波 电路
稳压 电路
直流 稳压 输出