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    模拟电子技术基础 2篇 7章2.ppt

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    模拟电子技术基础 2篇 7章2.ppt

    2.7.4 整流、滤波和稳压电路,电子电路都要有直流电源供电,该直流电源一般通过交流电变换而来(AC/DC)。,交流电变换成直流电需要下图所示的三个环节。,交流/脉动直流,脉动/平滑直流,在一定电流下,输出电压恒定,整流,滤波,稳压,交流输入,直流输出,整流电路的任务是利用二极管的单向 导电性,把正、负交变的50Hz电网电压 变成单方向脉动的直流电压。,全波桥式整流电路,全波桥式整流电路输出波形,一、整流与滤波电路,整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流,由于后者含有较大的交流成分,通常还需要在整流电路的输出端接入滤波电路,以滤除交流分量,从而得到平滑的直流电压。,单相桥式整流电容滤波电路,1.开关S断开时(不接负载RL),整流后的电压对电容充电,电容两端电压最终为变压器付边的最大值 。,整流后电容滤波,2.开关S闭合,即为电容滤波电阻负载,当变压器付边电压大于电容上电压时 ,电容充电,输出电压升高,当 时电容放电,输出下降。,如此充电快,放电慢的不断反复,在负载上将得到比较平滑的输出电压。当负载电阻越,大时,放电越慢,纹波电压越小,负载电阻小时,放电快,纹波大,而且输出电压低。为此有三种情况下的输出电压估算值;,电容滤波,负载开路时, 无电容滤波,电阻负载时,输出电压平均值为:,电容滤波,电阻负载时通常用下式进行 估算,通常按,(二极管最大允许反向电压),(二极管最大整流电流),为确保二极管安全工作,要求:,不同电子设备要求其电源电压的平滑程度不同,为此可采用不同的滤波电路。常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路(两个或两个以上滤波元件组成)。,电容滤波器,电感滤波器,L型滤波器,LC-型滤波器,RC-型滤波器,负载特性曲线,二、线性串联型稳压电路,整流滤波后的电压是不稳压的,在电网电压或负载变化时,该电压都会产生变化,而且纹波电压又大。所以,整流滤波后,还须经过稳压电路,才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。,稳压电路,1.稳压电路(电源)的主要性能指标,输出的稳定电压值VO,最大输出电流Imax,输出纹波电压v,,稳压输入VI,稳压系数(电压调整率),该值越小,稳定性越好( ),输出电阻(内阻),内阻越小越好,2.串联型稳压电路的基本结构,基本思路:,串联型,串联反馈式稳压电源,用运放作放大环节的反馈式串联型稳压电源,当输入电压 改变时,能自动调节 电压的大小,使输出电压 保持恒定。例如:,VI,串联型稳压电路基本结构,VO,经取样和放大电路后,IB,VCE,VO,VI是整流滤波后的电压,T为调整管,A为比较放大电路,VREF为基准电压,它由稳压管Dz与限流电阻R构成。R1与R2组成反馈网络,是用来反映输出电压变化的取样环节。,电路也可以改画成以下形式,以便看图方便。,如把串联稳压电路看作反馈放大器(输入为VI,输出为VO),则这种电路属于电压串联负反馈 。,在深度负反馈条件下,这种稳压电路的主回路由调整管T与负载相串联构成,且T工作在线性状态,故称为线性串联式稳压电路。,输出电压VO=VI-VCE,其变化量由反馈网络取样,并经放大电路(A)放大后去控制调整管T的基极电压,从而改变调整管T的VCE大小。,当输入电压VI增加(或负载电流Io减小)时,导致输出电压VO增加,随之反馈电压 VF=R2VO/(R1+R2)=FvVO也增加(Fv为反馈系数)。,VF与基准电压VREF相比较,其差值电压经比较放大电路放大后使调整管的VB和IC减小,于是调整管T的c-e间电压VCE增大,使VO下降,,从而维持VO基本恒定。显然,这是电压负反馈电路基本性能。,2. 7. 5 线性集成稳压电路,1.三端固定式集成稳压器,如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上,加以封装后引出三端引脚,就成了三端集成稳压电源了。,TO-220封装外型(塑料封装),TO-3封装外型(金属封装),负电压输出的79系列,正电压输出的78系列,其中表示固定电压输出的数值。,如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。,79系列也与之对应,只不过是负电压输出。,这类稳压器的最大输出电流为1.5A,塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器);金属壳封装(TO-3)外形,最大功耗为20W(加散热器)。,2.78系列三端集成稳压器内部电路框图,3.三端集成稳压器的典型应用, 固定输出连接,79系列负固定输出连接,78系列正固定输出连接,在使用时必须注意: 之间的关系,以W7805为例,该三端稳压器的固定输出电压是5V,而输入电压至少大于8V,这样输入/输出之间有3V的压差。使调整管保证工作在放大区。但压差取得大时,又会增加集成块的功耗,所以,两者,应兼顾,即既保证在最大负载电流时调整管不进入饱和,又不致于功耗偏大。, 固定双组输出连接, 扩大输出电流连接,二极管D以低消T管VBE压降而设置,扩大的输出电流为:,原输出电流是IO,现可以近似扩大 倍。, 扩大输出电压范围,所以有:, 连接成恒流源电路, 三端可调式集成稳压电路,型号有正输出三端可调式、负输出三端可调式两种。如LM317型是正电压输出型,LM337是负电压输出可调式。其输出电压可在1.2540V之间调节。,其中,VREF=1.25V,而IADJ很小,通常略去,所以,由公式可得,只要调节R2就能在一定范围调节输出电压的大小。具有正负输出的实际应用电路如下页中的图所示。,该电路输入电压VI分别为25V,则输出电压可调范围为(1.220)V。,习 题,2.7.13 2.7.15,

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