电子技术基础与技能 第6章

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1、第6章直流稳压电源6.2硅稳压二极管稳压电路6.1概述6.4开关式稳压电源6.3集成稳压电源学习目标1.了解三端集成稳压器件的种类、主要参数、典型应用电路，能识别其引脚；3.了解开关式稳压电源的框图及稳压原理2.能识读集成稳压电源的电路图5.会安装与调试直流稳压电源4.了解开关式稳压电源的主要优点，列举其在电子产品中的典型应用6.1概述单相小功率直流稳压电源主要包括变压、整流、滤波和稳压4个基本部分。各部分的功能如下：图6-1直流电源的组成变压的作用是变换电网电压，由电源变压器实现；整流的作用是把交流电压变换为直流脉动电压，

2、由二极管实现；滤波的作用是滤掉整流输出电压中的脉动成分，变为较平滑的直流电压，由电容或电感实现；稳压的作用是稳定输出电压使其基本不受电网电压变化或负载波动的影响。演示：电视机正常工作的条件下，允许输入电压发生大范围变化。（a）输入电压较低，电视机出现上下色带（b）输入电压过低，电视机屏幕收缩图6-2电视机的稳压效果现象：图6-2所示是电视机的稳压效果。市电电压经隔离变压器给电视机供电，当输入电压从220V调低到100V时，屏幕显示正常。至95V时，会出现图6-2（a）所示屏幕上下有色带的现象，继续调低到90V时，电视机出现如图6-2（b）屏

3、幕收缩的现象。6.1.1稳压原理图6-3稳压原理示意图负载电阻上的电压URL=E-UZ。当负载电阻值或直流电压源发生变化时，在没有稳压电路存在的情况下，URL必然发生变化。而增加稳压电路后，利用稳压电路的调节作用，可以抵消前者引起的变化，从而保证URL稳定。6.1.2稳压电路的主要性能指标衡量稳压电路性能的主要指标为电压调整率kU和等效内阻r0。1．电压调整率kU电压调整率kU的定义是：负载电阻RL不变，当电网电压波动±10%时，稳压电路相对变化量ΔUO与输出电压的额定值UO之比，即kU一般要求kU=(0.1~1)%。2．等效内阻r0稳压电源

4、等效内阻r0就是它的输出电阻rO。它是指：在经过整流滤波后输入到稳压电路的直流电压UI不变的情况下，由负载电流变化所引起的输出电压变化量ΔUO与电流变化量ΔIO之比，即k0由于稳压电路的ΔUO越小越好，所以r0也是越小越好。6.2硅稳压二极管稳压电路图6-4硅稳压二极管稳压电路稳压二极管DZ与负载电阻RL并联，为了保证稳压管工作在反向击穿区，稳压管与负载反向并联。市电经降压和整流滤波后的直流电压作为稳压电路的输入电压UI，通过电阻R串联入稳压电路中，R称为限流电阻或调整电阻，其作用是：当电网电压波动或负载电流变化时，可通过调节电阻R上的压降来

5、保证输出电压的基本恒定，同时限制流过稳压管的电流不会超过最大限制值。分析依据：当稳压二极管处于反向击穿状态时，其两端电压略为变化，电流将发生快速变化，电压上升时，分流电流变大，电压下降时，分流电流变小，从而使电阻RL上流过的电流IL基本保持不变。（1）负载电阻保持不变，而电网电压发生波动时当电网电压升高时，则有UI↑→UO↑→IZ↑→(IZ+IL)R=UR↑→UI-UR=UO（基本保持不变）（2）电网电压保持不变，而负载电流发生变化时假设负载电流增大，则有：IL↑→IL+IZ=IR↑→IR·R=UR↑→UI-UR=UO↓→IZ↓→IL+IZ=

6、IR（基本不变）→UI-UR=UO（基本不变）可见，正是由于稳压管IZ的自动调节作用，从而使电路输出电压UO基本保持不变。硅稳压管稳压电路的优点是结构简单，制作容易、有一定的稳压效果。但它是通过硅稳压管中的电流变化调节限流电阻上的压降来补偿输出电压的变化，以使输出电压稳定的。由于稳压管的电流变化范围小，所以输出电压的稳定程度不高。再者，由于稳压管并联在负载上，其输出电压UO≈UZ，也就是输出电压不可调节。所以，这种稳压电源只适用于负载电流较小、负载所需电压固定，对稳定精度要求不高的场合，如用于一些偏置电路的供电电路。当负载电流比较大，或输出电

7、压需要调节时，则需要采用其他稳压电路。6.3集成稳压电源6.3.1集成稳压电源的工作原理图6-5串联稳压电源示意图UO=UI-UR。当UI增加时，R受控制而增加，使UR增加，从而在一定程度上抵消了UI增加对输出电压的影响。若负载电流IL增加，R受控制而减小，使UR减小，从而在一定程度上抵消了因IL增加使UI减小对输出电压减小的影响。在实际电路中，可调电阻R是用一个三极管来替代的。图6-6集成稳压电源内部组成框图稳压电路由取样电路、基准电压、比较放大、调整管等单元组成，见图6-6中的虚线框。取样电路将输出变化的电压分压送至比较放大电路，与基准电

8、压进行比较，取其误差电压，经放大以后控制调整管，使调整管上的压降按照误差电压而变化。即由调整管承担电源电压，或由于负载变化引起的输出电压波动。从而保证输出UO的稳定