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線性穩壓電源.ppt

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穩壓電源的組成及主要技術指標電子設備對電源的 要求體積小,重量輕電源輸出不間斷效率高造價低電源能工作在特殊的環境中高穩定度*穩壓電源的組成及主要技術指標 直流穩壓電源的組成*電源變壓器變壓+隔離整流器交流電壓變為單向脈動電壓濾波器脈動直流平波處理穩壓器調節直流電壓穩壓電源的組成及主要技術指標*極限指標特性指標質量指標最大輸出電流直流穩壓電源的主要指標輸出電壓范圍最大輸入-輸出電壓差電壓調整率SV最小輸入-輸出電壓差輸出負載電流范圍紋波抑制比SR溫度穩定性K最大輸入電壓電流調整率SI整流電路——單向半波整流電路 工作原理*u2的正半周,D導通, A→D→RL→B,uO= u2 。 u2的負半周,D截止,承受反向電壓,為u2; uO=0。整流電路——單向半波整流電路UO(AV)和 IL(AV)的估算已知變壓器副邊電壓有效值為U2*整流電路——單向半波整流電路二極管的選擇* 考慮到電網電壓波動范圍為±10%,二極管的極限參數應滿足: 整流電路——單向橋式整流電路 工作原理*u2的正半周 A→D1→RL→D3→B,uO= u2u2的負半周 B →D2→RL→D4→ A,uO= -u2 集成的橋式整流電路稱為整流堆。整流電路——單向橋式整流電路UO(AV)和 IL(AV)的估算*整流電路——單向橋式整流電路二極管的選擇* 考慮到電網電壓波動范圍為±10%,二極管的極限參數應滿足: 濾波電路——電容濾波電路工作原理*充電放電速度與正弦波下降速度相似按指數規律下降濾波后,輸出電壓平均值增大,脈動變小。濾波電路——電容濾波電路工作原理考慮變壓器和整流電路的內阻* C 越大, RL越大, τ放電將越大,曲線越平滑,脈動越小。內阻使濾波電路——電容濾波電路二極管的導通角*導通角 無濾波電容時θ=π。 有濾波電容時θ ILmax- ILmin限流電阻的選擇 選擇原則:保證穩壓管既穩壓又不損壞 即穩壓管穩壓電路——穩壓管穩壓電路的設計*限流電阻的選擇 電網電壓最低且負載電流最大時,穩壓管的電流最小電網電壓最高且負載電流最小時,穩壓管的電流最大穩壓管穩壓電路——穩壓管穩壓電路的設計*依次選擇穩壓管、 UI、 R、 C、U2、二極管1. 輸出電壓、負載電流→穩壓管2. 輸出電壓→UI3. 輸出電壓、負載電流、穩壓管電流、 UI →R4. UI 、 R →濾波電路的等效負載電阻→C5. UI → U26. U2、 R中電流→整流二極管 已知輸出電壓為6V,負載電流為0~30mA。試求圖示電路的參數。穩壓管穩壓電路——穩壓管穩壓電路的設計討論*串聯型穩壓電路 晶體管放大區工作特性*基極電流iB ↑ → 集射電壓VCE ↓串聯型穩壓電路 基本原理*串聯型穩壓電路——基本調整管電路為了使穩壓管穩壓電路輸出大電流,需要加晶體管放大*電路引入電壓負反饋,穩定輸出電壓。穩壓原理串聯型穩壓電路——基本調整管電路不管什么原因引起UO變化,都將通過UCE的調節使UO穩定,故稱晶體管為調整管。 若要提高電路的穩壓性能,則應加深電路負反饋,即提高放大電路的放大倍數。*調整管取樣電阻調整管:是電路的核心,UCE隨UI和負載產生變化以穩定UO。比較放大基準電壓基準電壓:是UO的參考電壓。取樣電阻: 對UO 的取樣,與基準電壓共同決定UO 。比較放大:將UO 的取樣電壓與基準電壓比較后放大,決定電路的穩壓性能。串聯型穩壓電路——具有放大環節的串聯型穩壓電路*(1)穩壓原理:若由于某種原因使UO增大(2)輸出電壓的調節范圍同相比例運算電路則 UO↑→ UN↑→ UB↓→ UO↓串聯型穩壓電路——具有放大環節的串聯型穩壓電路*調整管的選擇根據極限參數ICM、 U(BR)CEO、PCM 選擇調整管!應考慮電網電壓的波動和負載電流的變化!IEmax=IR1+ILmax≈ ILmax< ICMUCEmax=UImax- UOmin < U(BR)CEO PTmax= IEmax UCEmax < PCM串聯型穩壓電路——具有放大環節的串聯型穩壓電路*3. 若電網電壓波動±10%, UI為28V , UO為10V~20V ;晶體管的電流放大系數為50,PCM=5W,ICM=1A;集成運放最大輸出電流為10mA,則最大負載電流約為多少?1. 若UO為10V~20V,R1=R3=1kΩ,則R2和UZ各為多少?2. 若電網電壓波動±10%, UO為10V~20V,UCES=3V,UI至少選取多少伏?串聯型穩壓電路——討論對于基本串聯型穩壓電源的討論*1. 標出集成運放的同相輸入端和反相輸入端;2. 電路由哪些部分組成?基本工作原理是怎么樣的?3. UI=21V,R1= R2= R3=300Ω,UZ=6V, UCES=3V, UO=?如何選取R’和R?取樣電阻的取值應大些還是小些,為什么?限流型過流保護電路輸出電流取樣電阻串聯型穩壓電路——討論關于實用串聯型穩壓電源的討論*串聯型穩壓電路——集成穩壓電路W7800系列簡介*輸出電壓:5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V輸出電流:1.5A(W7800)、0.5A (W78M00)、0.1A(W78L00)表示輸出電壓值串聯型穩壓電路——集成穩壓電路原理框圖*串聯型穩壓電路——集成穩壓電路基本應用 將輸入端接整流濾波電路的輸出,將輸出端接負載電阻,構成串聯型穩壓電路。*消除高頻噪聲使Co不通過穩壓器放電抵銷長線電感效應,消除自激振蕩串聯型穩壓電路——集成穩壓電路輸出電流擴展電路 為使負載電流大于三端穩壓器的輸出電流,可采用射極輸出器進行電流放大。*很小三端穩壓器的輸出電壓若UBE= UD,則二極管的作用:消除UBE對UO的影響。串聯型穩壓電路——集成穩壓電路輸出電壓擴展電路*IW為幾mA,UO與三端穩壓器參數有關。隔離作用基準電壓電路復雜串聯型穩壓電路——集成穩壓電路應用實例*串聯型穩壓電路——集成穩壓電路可調式三端穩壓器 W117 簡介*輸出電流:1.5A(W117)、0.5A (W117M)、0.1A(W117L)UREF=1.25V,調整端電流只有幾微安。串聯型穩壓電路——集成穩壓電路說明基準電壓UREF是1.2~1.3V中的某一個值,在一般分析計算時可取典型值1.25VW117,W217和W317的輸出端和輸入端電壓之差為3~40V。外接取樣電阻必不可少,根據最小輸出電流Iomin可以求出R1的最大值。調整端電流很小,且變化也很小。在電網電壓波動和電阻變化時,輸出電壓非常穩定。*串聯型穩壓電路——集成穩壓電路基準電壓源電路*輸出電壓UREF=1.25V,調整端電流只有幾微安。輸入端輸出端調整端實際電阻值可取小點,如240Ω串聯型穩壓電路——集成穩壓電路 典型應用*減小紋波電壓保護穩壓器1. R1的上限值為多少?2. UO可能的最大值為多少?3. 輸出電壓最小值為多少?4. UOmax=30V,選取R1、 R2;5. 已知電網電壓波動±10%,輸出電壓最大值為30V, UI至少取多少伏?決定于IOmin兩種情況:1.已知UI 2.自己選取UI決定于W117的輸出輸入電壓最低、輸出電壓最高時,UI-UO>3V。根據輸出電壓表達式串聯型穩壓電路——集成穩壓電路 討論*穩壓電源的組成及主要技術指標特性指標輸出電壓范圍:符合直流穩壓電源工作條件情況下,能夠正常工作的輸出電壓范圍。上限:由最大輸入電壓和最小輸入-輸出電壓差規定下限:由直流穩壓電源內部的基準電壓決定最大輸入-輸出電壓差:表征在保證直流穩壓電源正常工作條件下,所允許的最大輸入-輸出電壓之間的差值。該值取決于直流穩壓電源內部調整管的耐壓指標*穩壓電源的組成及主要技術指標特性指標最小輸入-輸出電壓差:表征在保證直流穩壓電源正常工作條件下,所需的最小輸入-輸出電壓之間的差值。輸出負載電流范圍:又稱輸出電流范圍。在這一電流范圍內,直流穩壓電源應能保證符合指標規范所給出的指標。*穩壓電源的組成及主要技術指標*穩壓電源的組成及主要技術指標質量指標紋波抑制比SR:穩壓電路輸入紋波電壓峰值UIP 與輸出紋波電壓峰值UOP 之比,并取 電壓增益表示式。溫度穩定性:在所規定的直流穩壓電源工作溫度Ti最大變化范圍內,直流穩壓電源輸出電壓的相對變化的百分比。*穩壓電源的組成及主要技術指標 極限指標最大輸入電壓:保證直流穩壓電源安全工作所允許的最大輸入電壓。最大輸出電流:保證穩壓電源安全工作所允許的最大輸出電流。*
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