模拟电路第10章 直流电源图

q R3 R1
UGO：绝对温度 T = 0K 时，破坏共价键所需的能量 ( 禁带宽度、能带间隙 ) ：PN 结温度系数
Si 材料： UGO = 1.205 V, = - ( 1.8 ~ 2.4 ) mV/K
则当调节 R1 R2 R3 比例使 UREF 与温度无关时，即可保证 Vo 的温度稳定性。
返回
图10.2.8 三相整流电路及其波形
最高电位管优先通！另两管止
= uAB
最低电位管优先通！另两管止
返回
10.3 滤波电路
• 图10.3.1 单相桥式整流电容滤波电路及稳态时的波形分析 • 图10.3.2 RLC不同时的uO的波形 • 图10.3.3 电容滤波电路输出电压平均值的分析 • 图10.3.4 电容滤波电路中二极管的电流和导通角 • 图10.3.5 电容滤波电路的输出特性和滤波特性 • 图10.3.6 二倍压整流电路 • 图10.3.7 多倍压整流电路 • 图10.3.8 单相桥式整流电感滤波电路 • 图10.3.9 复式滤波电路
I2
R3
≈
UBE1
–
UBE2
≈
UT
ln
I1 ----
I2
∴
I2
R2
≈
R2 ---- UT
ln
I1 ---
R3
I2
1K
20K
小 大小大 ∵ UBE1 + I1 R1 = UBE3 + I2 R2 ∴ I1 R1 = I2 R2
∴
I1 ---
=
R2 ----
∴
I2
R2
≈
UT
R2 ---- ln
R2 ----
返回
P534 图10.5.10 调整管限流型过压过流保护电路
T17 过 压
保 护 管
调 整 管
T17 过流
返回
P535 图10.5.11 芯片过热保护电路
调
通
整
管
负温系数
Hale Waihona Puke 正温系数负温系数常止
稳压集成块升温是调整管升温所至！
温度 E结导通电压
返回
P536 图10.5.12 7805电路原理图
恒流源负载
• 图10.5.5 稳压管基准电压电路
• 图10.5.6 零温度系数基准电压电路及其等效电路
• 图10.5.7 能隙基准电压电路
• 图10.5.8 限流型过流保护电路及其输出特性
• 图10.5.9 截流型过流保护电路及其输出特性
• 图10.5.10 调整管的安全工作区保护电路
• 图10.5.11 芯片过热保护电路
R
500
比较
T2
com
取样 300
RW1 RW2
RW
100
RL
基准 UZ
R2
5V3
200
公共端电流很小
E
1、直流输出范围： 12V < VO < 18V
RW RW
滑至上端： 滑至下端：
VZ VZ
+ +
VBE2 VBE2
= =
---R--W---+--R--2---R--1--+---RR-W-2--+--R--2R1 + RW + R2
Rmin
Rmax
RL
返回
图10.4.2 稳压管的伏安特性
返回
图10.4.3 稳压管稳压电路的交流等效电路
返回
10.5 串联型稳压电路（P1）
• 图10.5.1 基本调整管稳压电路
• 图10.5.2 具有放大环节的串联型稳压电路
• 图10.5.3 串联型稳压电路的方框图
• 图10.5.4 用复合管作调整管
此后：IC2↑→IB1↓→Io↓→VA↓→VB↓、Vo↓→VBE2↑
↑
∣
∵ VB 下降慢，Vo下降快，∴ 趋势：VBE2↑：
用较小 Io 维持 T2 通
RL Vo = ----------- VA ≈ VA
(∵Ro << RL)
Ro + RL
R2 VB = ----------- VA
∴ΔVB ＜ΔVA≈ΔVo
负 K R2 R2 = UGO + ( + --- ---- ln ---- ) T = UGO
：PN 结温度系数
q R3 R1
Si 材料：UGO = 1.205 V, = - ( 1.8 ~ 2.4 ) mV/K
UREF 具有温度稳定性!
P532 图10.5.8 限流型过流保护电路及其输出特性
I2 R1
R3 R1
恒流
恒流
R2 R2 ∴ UREF = UBE3 + I2 R2 = UBE3 + UT ---- ln ----
R3 R1
1K
KT R2 R2
= (UGO + T) + ---- ---- ln ----
q R3 R1
UGO：绝对温度 T = 0K 时破坏共价键所需的能量
正
( 禁带宽度、能带间隙 )
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P518 图10.4.1 稳压二极管组成的稳压电路
稳压：
1、输入波动时输出稳定；
2、改变负载时输出不变；
UI↓→Uo↓→Iz↓→IR↓→UR↓→Uo↑ RL↓→Uo↓→Iz↓→IR↓→UR↓→Uo↑
↑
↑
空载时：U---I-–--U---o- Izmax；
加载时:
UI – Uo
Uo
---------- Izmin + ----
返回
图10.5.3 串联型稳压电路的方框图
返回
图10.5.4 用复合管作调整管
返回
图10.5.5 稳压管基准电压电路
返回
图10.5.6 零温度系数基准电压 电路及其等效电路
返回
图10.5.7 能隙基准电压电路
∵
I1 ≈ Is e
U--B-E-1
UT
，
I2 ≈ Is e
U--B-E2-
UT
∴
E
P541 图10.5.17 W7800的基本应用电路
D 作用：对高 UO 稳压器，当输入短路时为 CO 提供放电回路，
防止内部调整管 E 结被反向击穿。 注：不充许与工作电流相反方向的任何电流流经稳压块！
稳压电源属深反馈电路，故需 Ci 、 CO 消除高频自激。
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图10.5.2 具有放大环节的串联型稳压电路
返回
P510 图10.3.1 单相桥式整流电容滤波电路 及稳态时的波形分析
整流电路内阻上的压降
返回
P511 图10.3.2 RLC不同时的uO的波形
返回
图10.3.3 电容滤波电路输出电压 平均值的分析
返回
图10.3.4 电容滤波电路中二极管 的电流和导通角
返回
图10.3.5 电容滤波电路的 输出特性和滤波特性
∴
Vo
=
(
1
+
R20 -----
返回
10.2 整流电路
• 图10.2.1 单相半波整流电路 • 图10.2.2 半波整流电路的波形图 • 图10.2.3 单相半波整流电路输出电压平均值 • 图10.2.4 单相桥式整流电路 • 图10.2.5 单相桥式整流电路的习惯画法 • 图10.2.6 单相桥式整流电路的波形图 • 图10.2.7 利用桥式整流电路实现正、负电源 • 图10.2.8 三相整流电路及其波形
• 图10.5.12 W7805电路原理图
• 图10.5.13 W7805电路中的稳压电路部分
• 图10.5.14 W7800的原理框图
下页 返回
10.5 串联型稳压电路（P2）
• 图10.5.15 W117的原理框图 • 图10.5.16 三端稳压器的外形和方框图 • 图10.5.17 W7800的基本应用电路 • 图10.5.18 一种输出电流扩展电路 • 图10.5.19 一种输出电压可调的稳压电路 • 图10.5.20 输出电压可调的实用稳压电路 • 图10.5.21 正、负输出稳压电路 • 图10.5.22 基准电压源电路 • 图10.5.23 典型应用电路 • 图10.5.24 W117的外加保护电路 • 图10.5.25 程序控制稳压电路
调
100
100
过
整
压
管
2.56V
过
常
热
止
启 动 时 通
3.4V
常止
比较
+
6K
-
过 0.3 流
UREF 取样 4.8V
+
I 1 1K
20K I 2
0.4V
-
恒流
6K
恒流
1K
RL
常电
止流
5K
提
升
管
基准电压
放大
∵ I1 = 20 I2 T1 T5 T10 T8 T9 中恒流基本相同
返回
若将取样电压设为能隙基准电压：
得：
VO
=
-1-2
(
VI
+
VZ
---R--’--R + R’
)
=
--12
(24V
+
5,3V
------3--0-0---------500 + 300
)
=
13V
PT
=
(VI
-
VO)
(
-V--O-----V--ZR
+
-V--OR’
)
=
(24V
–
13V)
(-1-3--V--–---5-.-3--V500
(VI
-
VO)
(
-V--O-----V--ZR
+
-V--OR’
)
R’ = (R1 + RW + R2 ) || RL = 300
令 0 = -d--P--T- = - (-V--O-----V--Z- +
d VO
R
-V--O- ) R’
+
(VI - VO)
11 ( -R-- + -R--’- )
VO VO
， ，
2、若 1 = 50，计算能稳压输出 12V 的最大 IE1 ?
VO = 12V VO = 18V
IB1
+
IC2
=
IRB
=
-V--I----(-V--O---+--0-.-7--V--)-RB
=
24V – (12V + 0.7V) -------------------------
5.6K
用较大 Io 维持 T2 通
过载故障排除后，可自行恢复正常工作。 RL↓
P533 图10.5.9 减流型过流保护电路及其输出特性
R2 VA = Ro Io + Vo ， VB = ---------- VA ， VBE2 = VB - Vo ，
R1 + R2
正常稳压状态下 Vo 恒定 ：
RL↓→Io↑→VA↑→VB↑→VBE2↑→Io 使 T2 通，而后固定 RL；
返回
图10.3.6 二倍压整流电路
返回
图10.3.7 多倍压整流电路
返回
图10.3.8 单相桥式整流电感滤波电路
返回
图10.3.9 复式滤波电路
返回
10.4 稳压二极管及其稳压电路
• 图10.4.1 稳压二极管组成的稳压电路 • 图10.4.2 稳压管的伏安特性 • 图10.4.3 稳压管稳压电路的交流等效电路
=
2mA
(固定)
稳压过程：
0 2mA max
RL VO VB2 IB2 IC2 IB1 IE1 VO
max IE1 = (1 + 1) max IB1 = (50 + 1) 2mA = 101mA
3、若 RL = 600 ，输出电压为多大时调整管功耗达最大？
PT= (VI - VO) IE1 =
+
--1--3-V---300
)
=
0.646W
输出电压为 13V 时调整管功耗达最大 0.646W。
5、扩压：
VZ
+
VBE2
=
---R--W--2--+--R--2--R1 + RW + R2
(
VO –
E
)
VO
=
(VZ
+
VBE2)
-R--1-+---R--W--+---R--2 RW2 + R2
+
返回
P524 图10.5.1 基本调整管稳压电路
返回
输出电压可调
RB
输出电压可调的实际串联式线性稳压电源
调整
+ RB
UI
-
R
比较 取样
T2
基准
DZ
串联式：调整管与负载串联；线性：调整管工作在放大状态
三端式稳压电源
in 78 XX out
输入电流 负载电流
UI
24V
RB
5K6
调整 IE1
金属膜电阻
返回
P503 图10.2.1 单相半波整流电路
图10.2.2 半波整流电路的波形图
返回
图10.2.3 单相半波整流电路 输出电压平均值
返回
图10.2.4 单相桥式整流电路
返回
P506 图10.2.5 单相桥式整流电路的习惯画法
+ +
返回
图10.2.6 单相桥式整流电路的波形图
返回
P508 图10.2.7 利用桥式整流电路 实现正、负电源
UREF = UBE4 + UBE3 + I2 R2 + UBE5 + UBE6 ( T3 、T4 、T5 、T6 特性相同 )
R2 R2
KT R2 R2
= 4UBE + UT ---- ln ---- = 4 (UGO + T) + ---- ---- ln ----
R3 R1
q R3 R1
(正) (负) K R2 R2 = 4UGO + [ 4 + --- ---- ln ---- ] T = 4UGO = 4 1.205 V = 4.82 V
R1 + R2 （T2 通时基流较小，可忽略）
（
Vo
短路时
Io
VA ≈---- ≈
----(-V--o--n-/--R--2-)--(-R--1--+--R）2)
Ro
Ro
但 IC2↑→Vo↓速度减缓，最终T2 导通至某种程度平衡下来， ∴ 用较小 Io 即可维持 T2 通。 过载故障排除后，可自行恢复正常工作。
第十章 直流电源
• 10.1 直流电源的组成及各部分的作用 • 10.2 整流电路 • 10.3 滤波电路 • 10.4 稳压二极管及其稳压电路 • 10.5 串联型稳压电路 • 10.6 开关型稳压电路
返回
10.1 直流电源的组成及各部分的作用
• 图10.1.1 直流稳压电源的方框图
返回
图10.1.1 直流稳压电源的方框图