第5章 辅助电路设计.
集成稳压器的主要技术指标有:
电压调整率SV :当负载和温度不变时,输出电压的变化量与引起的输出 电压变化的输入电压变化量之比; 负载凋整率又称为输出电阻RO :当负载变化(即输出电流变化)而输入 电压不变的条件下,稳压器维持预定输出电压的能力; 落差电压VDO :稳压器正常工作时,VI和VO之间的最小差值称为落差电压, 即:VDO = VI(min)- VO ; 最大输入电压VI(max) :最大允许输入电压;
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一、 整流与滤波电路
整流电路
在小功率直流稳压电源中,常用的整流电路有单相半波整流电 路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路三种;
单相半波整流电路:只需要用一只整流二极管,但电路效率低、输出纹波大, 通常用在负载电流小,对纹波要求不高的场合; 单相全波整流电路:需要用两只整流二极管,且要求电源变压器次级具有中心 抽头,而且整流二极管的耐压必须高于变压器输出电压峰值的两倍; 单相桥式整流电路使用了四只整流二极管,每只二极管流过的平均电流只有负 载电流的一半。
SV RO VO VI VO I O
最大输出电流IO(max):能够向负载提供的最大电流。
B R T电子系统设计2. 定输出三端集成稳压器78/79系列
特点
78/79系列集成稳压器内部集成了稳压电路所需要的元件,因 而大大地简化了电源的设计与应用; 只有输入、输出和公共三个引出端,故名三端式稳压器;
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应用电路
图中:Ci用于改善纹波特性,Co用于消除芯片自激振荡和改 善瞬态响应。
能同时输出正、负压的稳压电源。
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3. 可调输出117/137系列
如果需要非标称电压或者要输出电压连续可调,则可采用可 调三端集成稳压器117/137系列。
特点
117系列是正电压输出的三端集成稳压器, 137系列是负电压 输出的三端集成稳压器; 117/137系列内部有一个稳定性很高的基准源,其电压VR = 1.25V,当输入电压为40V时,输出电压可在1.25~37V范围内 调整; 117/137系列集成稳压器的电压调整率和负载调整率都优于 78/79系列。
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二、 线性集成稳压器
集成稳压器分为线性和开关型两类;
线性集成稳压器的优点是:外围电路简单、输出电阻小、输出 纹波电压小、瞬态响应好;缺点是:功耗大、效率低; 一般多用在输出电流5 A以下的稳压电路中。
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1. 主要技术指标
集成稳压器的主要技术指标分为性能参数和工作参数两类, 性能参数是衡量稳压器质量优劣的重要依据,工作参数是 稳压器安全稳定工作的条件;
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【例】
+5V直流稳压电路中,变压器一次侧输入为220V±10%VN,二次侧 额定输出v2 = 9V,负载电流iO = 1A,求滤波电容的容值。
【解】 考虑变压器一次侧最小输入电压时,二次侧输出电压为v2(min)= 8.1V, 则vO(max)= 1.4v2(min)= 11.34V; 设稳压器最小输入电压为vO(min)= 5V+2.5V = 7.5V,则纹波电压vrP-P = vO(max)- vO(min)= 11.34 - 7.5 = 3.84V; 代入式(5-38)得:C ≈1/(2×50×3.84) = 2.60×10-3F,取C = 3300μF。
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5.2 直流稳压电源
交流输入
降压
整流
滤波
稳压
直流输出
直流稳压电源是电子系统中不可缺少的部分,除了用电池 供电的便携式设备外,绝大多数电子系统都是采用直流稳 压电源供电;
电力部门所提供的电源是220V或380V的交流市电,一般 需要经过降压、整流、滤波、稳压,才能获得稳定度很高 的直流稳压电源。
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第5章 辅助电路设计
前面所研究的电路都可以归于信号处理电路,因为它们都是对 已有信号进行处理的; 这一章要介绍的信号发生电路、基准源和稳压电源电路,它们 本身就是用来产生信号,或用来提供电路工作所需能量的,因 此我们把这些电路归类于“系统辅助电路”。
5.1 信号发生电路
略
稳压器内部有较完善的过流、过压、过热保护功能,工作安 全可靠;
具有体积小、外围元件少、调整简单、性能好等特点,已成 为世界通用系列,成为用途最广、销量最大的集成稳压器。
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管脚排列
主要参数
参数名称 输出电压VO 电压调整率SV 负载凋整率RO 温度系数ST 落差电压VDO 最大输入电压VI(min) 最大输出电流IO(max) 单位 V % mV/A mV/℃ V V A 7805 5 0.18 53 0.6 2 35 1.5 7806 6 0.22 66 0.7 2 35 1.5 7808 8 0.32 80 1.0 2 35 1.5 7812 12 0.58 93 1.5 2 35 1.5 7815 15 0.85 106 1.8 2 35 1.5 7820 20 1.6 133 2.5 2 40 1.5 7824 24 1.7 160 3.0 2 40 1.5
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应用电路
+(1.25~22)V
-(1.25~22)V
Iadj=50μA,可忽略不计, VO 1.25 (1
桥式整流电路的应用最为广泛,特别是在无电源变压器的开关 稳压电源中,都是采用桥式整流电路做交流/直流变换的。
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滤波电路
整流后的电压含有较大的脉动成分,通常还需滤除交流谐波分 量,从而得到平滑的直流电压;
常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路;
在小功率直流稳压电源中,主要采用桥式整流和电容滤波电路; 纹波电压的大小与RLC时间常数有关,当RL(或iO)一定时,C 越大,vO波形的脉动就越小; iO 由下式可以估算出特定负载下滤波电容的大小。 C 2 fv rP P