模拟电子技术 教学课件 作者 吴恒玉 第7章　直流稳压电源.ppt

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1、模拟电子技术第7章　直流稳压电源本章主要内容7.1　本章任务的导入7.2　相关的理论知识7.3　相关的基本技能本章小结7.2　相关的理论知识7.2.1　概述在第1章中介绍了交流电压经过整流、滤波电路后，实现了直流电压，但是仍存在较小的交流分量，使输出的直流电压并不稳定，且随电网电压的波动和温度的变化而变化。显然，只经过整流、滤波环节产生的直流电源，不适合用于要求直流效果较高的电子设备，要使电子设备或电子电路稳定可靠地工作，一般在滤波电路和负载之间加稳压环节，以达到稳压供电的目的。7.2.1.1　直流稳压电源的基本组成图7-2　直流稳压电源组成框图及各部分电路波形7.2　相关的理论知

2、识7.2.1.2　稳压电源的性能指标及测试方法1.纹波电压2.稳压系数Sr3.输出电阻Ro4.纹波抑制比Srip7.2.2　稳压管组成的并联型稳压电路7.2.2.1　并联型稳压电路的组成及工作原理1.电路组成图7-3　稳压管稳压电路7.2　相关的理论知识2.工作原理1)当稳压电路的输入电压UI保持不变，负载RL增大，输出电压UO将升高，稳压管两端的电压UZ也升高，流过稳压管的电流Z迅速增大，流过R的电流IR也增大，R上的压降UR上升又会使输出电压UO下降，于是输出电压保持稳定不变，这一稳压过程如下：2)当负载RL不变，电网电压上升使得UI上升，输出电压UO上升，流过稳压管的电流Z也

3、随之增大，则限流电阻R上的电流IR增大，R上的压降UR上升又致使输出电压UO下降，使输出电压基本保持不变，这一稳压过程如下：7.2.2.2　硅稳压电路元器件的选择1.限流电阻R的取值范围2.稳压管的选取7.2　相关的理论知识3.输入电压的确定4.硅稳压电路仿真图7-4　并联型稳压管稳压仿真电路仿真结果表明：当输入电源电压和负载变化时，稳压二极管电路基本可以实现电路的稳压作用。并联稳压电路的优点：并联稳压电源有过载自保护性能，输出断路时调整管不会损坏，在负载变化小时，稳压性能比较好，对瞬时变化的适应性较好等优点。缺点：一是效率较低，特别是轻负载时，电能几乎全部消耗在限流电阻和调整管上

4、，电路将失去稳压作用；二是输出电压不能调节，只能由稳压管的型号决定且稳定度不易做得很高，很难满足对电压精度要求高的负载需要。因此，这种稳压电路适用于电压固定、负载变化不大的场合。7.2　相关的理论知识思　考　题1.并联型稳压电路中R和VS的作用是什么？2.如何确定限流电阻R的取值范围？7.2.3　串联型稳压电路的组成和稳压原理并联型稳压电路有效率低、输出电压调节范围小和稳定度不高等缺点，并且很难改进，所以现在广泛使用的都是串联型稳压电源。1.电路组成7.2　相关的理论知识图7-5　串联型反馈式稳压电路7.2　相关的理论知识1)比较放大器A是一个集成运算放大电路，同相端与基准电压电路

5、相连，反相端与取样电路相连，对取样电压及基准电压进行比较后对它们的差值进行放大，然后加到调整管的基极，因为采样电路与比较放大器A构成深度负反馈(故称此电路为串联负反馈稳压电路)，当输入电压变化或负载变化而使输出电压增大时，比较放大器会控制调整管VT工作，使调整管VT始终工作于放大区。2)基准电路由RZ、VS组成，给比较放大器A提供基准电压UREF。3)取样电路由R1、R2、RP组成，当输入电压变化时，取样电阻将其变化量送到比较放大器反相端。7.2　相关的理论知识2.工作原理1)当电网电压UI升高，负载不变时，可引起输出电压UO增加，经取样电压分压后，反馈电压UF增加,UF与比较电压

6、UREF相比较，其差值电压经比较放大器A放大后，有=UB减小，使得调整管的集电极IC减小，管压降UCE增加，又使输出电压UO下降，接近原有值趋于稳定，起到稳压作用。2)当负载RL增大，电网电压UI不变时，可引起输出电压UO增大，经取样电压分压后，反馈电压UF增大,电路电压调整过程如下：3.输出电压的调节方法4.调整管的选择7.2　相关的理论知识1)集电极最大允许电流2)集电极和发射极之间的最大允许电压U(BR)CEO为3)集电极最大允许耗散功率4)为保证调整管工作在放大状态，管子两端的电压降不宜过大，稳压电路的输入直流电压一般为5.过载保护图7-6　限流型保护电路7.2　相关的理论

7、知识(1)限流型保护电路　限流型保护电路如图7-6所示，电路中VT2、R4组成限流保护电路，R4很小，一般为1Ω左右。(2)截流型保护电路　截流型保护电路如图7-7所示，图中R4～R8、辅助电源及VT2组成截流型保护电路，正常工作时，R4上的压降较低，此时R4两端电压与R6两端电压之和小于R8两端电压，故VT2截止。图7-7　截流型保护电路7.2　相关的理论知识思　考　题1.串联型稳压电路有何特点？2.选择调整管时，应主要考虑哪些参数？3.保护电路的形式有哪些？画出几