1、第第8 8章章 直直 流流 稳稳 压压 电电 源源 8.1 8.1 小功率单相整流滤波电路小功率单相整流滤波电路 8.2 8.2 串联反馈稳压电路串联反馈稳压电路 8.3 8.3 其其 他他 电电 源源 电电 路路 8.4 8.4 实际应用电路举例实际应用电路举例 8.1 8.1 小功率小功率相整流相整流波波路路 8.18.1所示所示把正弦交流把正弦交流 成直成直 流流的直流的直流 源的原理框源的原理框，它一般，它一般 由四部分由四部分成，各部分功能如下：成，各部分功能如下： 图图8.1 8.1 直流稳压电源的组成原理框图直流稳压电源的组成原理框图 器：器： 将正弦工将正弦工交流交流源源 符符
2、 合用合用 所需要的正弦工所需要的正弦工交流交流 。 整流整流路：路： 利用具有利用具有向向 性能的整流元件，性能的整流元件， 将正将正交替交替化的正弦交流化的正弦交流 成成 方向的脉方向的脉直流直流 。 波波路：路： 尽可能地将尽可能地将向脉向脉直流直流 中的脉中的脉 部分部分( (交流分量交流分量) )减小，使减小，使出出 成成 比比平滑的直流平滑的直流 。 稳压电路：稳压电路： 采用某些措施，使输出的直流电压在采用某些措施，使输出的直流电压在 电源发生波动或负载变化时保持稳定。电源发生波动或负载变化时保持稳定。 8.1.1 8.1.1 整流整流路路 小功率直流小功率直流源因功率比源因功率
3、比小，小， 通常采用通常采用相交流供相交流供，因此，本，因此，本只只 相整流相整流路。利用二极管的路。利用二极管的 向向 作用，可将交流作用，可将交流 直流直流 ，常用的二极管整流，常用的二极管整流路有路有相半波整相半波整 流流路和路和相相式整流式整流路等。路等。 1. 1. 相半波整流相半波整流路路 单相半波整流电路如图单相半波整流电路如图8.28.2所示，图中所示，图中T T 为电源变压器，用来将市电为电源变压器，用来将市电220220V V交流电压交流电压 变换为整流电路所要求的交流低电压，同时变换为整流电路所要求的交流低电压，同时 保证直流电源与市电电源有良好的隔离。保证直流电源与市电
4、电源有良好的隔离。 图8.2 单相半波整流电路 图8.3 单相半波整流电路 2. 2. 相相式整流式整流路路 了克服了克服相半波整流的缺点，常采相半波整流的缺点，常采 用用相相式整流式整流路，它由四个二极管接路，它由四个二极管接 成成 形式构成。形式构成。8.48.4所示所示 式整流式整流 路的几种画法。路的几种画法。 图图8.4 8.4 单相桥式整流电路的几种画法单相桥式整流电路的几种画法 图8.5 桥式整流电路电压电流波形 3. 3. 常用整流常用整流合元件合元件 将单相桥式整流电路的四只二极管制作将单相桥式整流电路的四只二极管制作 在一起，封成一个器件称为整流桥。常用的在一起，封成一个器
5、件称为整流桥。常用的 整流组合元件有半桥堆和全桥堆。半桥堆的整流组合元件有半桥堆和全桥堆。半桥堆的 内部是由两个二极管组成，而全桥堆的内部内部是由两个二极管组成，而全桥堆的内部 是由四个二极管组成。是由四个二极管组成。 图8.6 半桥堆连接方式及电路符号 图8.7 全桥堆连接方式及电路符号 8.1.2 8.1.2 波波路路 整流整流路将交流路将交流 脉脉直流直流， 但其中含有大量的直流和交流成分但其中含有大量的直流和交流成分( (称称 波波 ) )。 的直流的直流 作作 、蓄、蓄 池充池充的的源源是允是允的，但作的，但作大多大多 数数子子 的的源，将会源，将会生不良影响，生不良影响， 甚至不能
6、正常工作。在整流甚至不能正常工作。在整流路之后，需路之后，需 要加接要加接波波路，尽量减小路，尽量减小出出 中交中交 流分量，使之接近于理想的直流流分量，使之接近于理想的直流 。 1. 1. 容容波波路路 电容滤波电路如图电容滤波电路如图8.88.8所示。所示。 8.8 8.8 式整流式整流容容波波路路 假定在假定在t t = 0 = 0时接通电路，时接通电路，u u 2 2 为正半周为正半周 ，当，当u u 2 2 由零上升时，由零上升时，VDVD 1 1 、VDVD 3 3 导通，导通，C C被被 充电，因此充电，因此u u O O= =u uC C u u2 2 ，在，在u u 2 2
7、达到最大值达到最大值 时，时，u u O O 也达到最大值，见图也达到最大值，见图8.8(8.8(b b) )中中a a点，点， 然后然后u u 2 2 下降，此时下降，此时u u C C u u2 2 ，VDVD 1 1 、VDVD 3 3 截截 止，电容止，电容C C向负载电阻向负载电阻R RL L放电，由于放电放电，由于放电 时间常数时间常数 = =R R L L C C一般较大，电容电压一般较大，电容电压u u C C 按按 指数规律缓慢下降。当指数规律缓慢下降。当u u O O( (u uC C ) )下降到图下降到图 8.8(8.8(b b) )中中b b点后，点后，u u 2 2
8、 u uC C ，VDVD 2 2 、VDVD 4 4 导通，导通， 电容电容C C再次被充电，输出电压增大，以后再次被充电，输出电压增大，以后 重复上述充、放电过程重复上述充、放电过程 。 整流电路接入滤波电容后，不仅使输整流电路接入滤波电容后，不仅使输 出电压变得平滑、纹波显著减小，同时输出电压变得平滑、纹波显著减小，同时输 出电压的平均值也增大了。出电压的平均值也增大了。 出出 的平均的平均近似近似： U UO O 1.21.2U U 2 2 故二极管的导通时间缩短，一个周期的故二极管的导通时间缩短，一个周期的 导通角导通角 I RI Q Q 时，输出电流时，输出电流I I O O 才比
9、较稳定。才比较稳定。 8.3 8.3 其其 他他 源源 路路 8.3.1 8.3.1 开关电源电路开关电源电路 1. 1. 开关开关源源路的基本工作原理路的基本工作原理 图图8.208.20所示为串联型开关稳压电路的所示为串联型开关稳压电路的 基本组成框图。基本组成框图。 图8.20 串联型开关稳压电路组成框图 图8.21 开关稳压电源的电压、电流波形 然然整管工作在开关状整管工作在开关状，但由于，但由于 二极管二极管VDVD的的流作用和流作用和L L、C C的的波作用波作用 ，仍可，仍可得平得平的直流的直流 出。出。 2. 2. 采用集成开关采用集成开关 器器源源路路 集成开关稳压器有集成开
10、关稳压器有CWlCWl5245242524252435243524 、CWCW4960496049624962和和CWCW2575257525762576等系列等系列 。 CWCW2575257525762576集成集成 器的特点是：外器的特点是：外 部元件少，使用方便；振部元件少，使用方便；振器的器的率固定在率固定在 5252kHzkHz，因而，因而波波容不大，容不大，波波路体路体 小，一般不需要散小，一般不需要散器。器。 CWCW2575257525762576单列直插式塑料封装的外单列直插式塑料封装的外 形及管脚排列如图形及管脚排列如图8.228.22所示，两种系列芯片的所示，两种系列芯
11、片的 管脚含义相同。管脚含义相同。 8.22 8.22 CWCW2575/25762575/2576外形及管脚外形及管脚 8.3.2 8.3.2 直流直流直流（直流（DCDC- -DCDC） 路路 将一个恒定的直流电压通过电子器件将一个恒定的直流电压通过电子器件 的开关作用变换成为可变的直流电压的过的开关作用变换成为可变的直流电压的过 程，称为直流程，称为直流直流变换，即直流变换，即DCDC- -DCDC变换变换 。 PWMPWM是为保持变换器的输出电压稳定是为保持变换器的输出电压稳定 ，所采用占空比控制技术中的脉宽调制技，所采用占空比控制技术中的脉宽调制技 术。术。 1. 1. 集成集成PW
12、MPWM控制器的控制器的成和原理成和原理 目前，常目前，常的的片集成片集成PWMPWM控制器控制器 品有品有SGSG35243524、TLTL494494、MCMC3406034060、 SGlSGl525525SGlSGl529529等，功能大同小异。由于等，功能大同小异。由于 型号很多，在型号很多，在 用中用中参考各厂家的参考各厂家的 品品明，以便明，以便 适合的集成适合的集成PWMPWM控控 制器。下面介制器。下面介集成集成PWMPWM控制器的控制器的PWMPWM 信号信号生生路路成及原理。成及原理。 图图8.238.23表示了表示了PWMPWM信号产生电路框图信号产生电路框图 及其波形
13、及其波形 。 8.23 8.23 PWMPWM信号信号生生路及波形路及波形 2. 2. SGlSGl525525SGlSGl527527系列集成系列集成PWMPWM控制器控制器 SGlSGl525525SGlSGl527527系列集成系列集成PWMPWM控制控制 器是美国硅通用公司的第二代器是美国硅通用公司的第二代品，我国品，我国 的集成的集成路制造厂家已生路制造厂家已生出国出国此种系此种系 列的列的PWMPWM控制器。控制器。SGlSGl525525在在SGSG15241524基基 上增加了振上增加了振器外同步、死区器外同步、死区 、 PWMPWM存器以及存器以及出出的最佳的最佳 等，等，
14、是一种性能是一种性能良、功能完善、通用性良、功能完善、通用性强强的的 集成集成PWMPWM控制器。控制器。 SGl SGl525525与与SGlSGl524524的电路结构相同，仅的电路结构相同，仅 输出级不同。输出级不同。SGlSGl525525输出正脉冲，适用于输出正脉冲，适用于 驱动驱动NPNNPN功率管或功率管或N N沟道功率沟道功率MOSFETMOSFET管管 。SGlSGl527527输出负脉冲，适用于驱动输出负脉冲，适用于驱动PNPPNP功功 率管或率管或P P沟道功率沟道功率MOSFETMOSFET管。管。SGSG25252525和和 SGSG35253525也属这个系列，内部
15、结构及功能相也属这个系列，内部结构及功能相 同，仅工作电压及工作温度有些差异。同，仅工作电压及工作温度有些差异。 8.4 8.4 用用路路例例 1. 1. 阻限流阻限流池充池充 路路 如如8.248.24所示所示, , 管保管保 池两端池两端 不超不超最大最大定定 ，阻阻R R限制充限制充 流。此流。此路路流一般小于流一般小于200200mAmA。 8.24 8.24 阻限流阻限流池充池充 路路 2. 2. 效效管恒流管恒流池充池充 路路 如如8.258.25所示，四只所示，四只效效管接成恒管接成恒 流二极管，并流二极管，并后以足后以足 流流4 4 池充池充，流一般不超流一般不超500500m
16、AmA。需要。需要 流流大大，可以增加，可以增加效效管的个数。管的个数。 8.25 8.25 效效管恒流管恒流池充池充 路路 3. 3. 具有反接保具有反接保的的池充池充 路路 如如8.268.26所示，所示，池放置正确并且池放置正确并且池池 大于大于0.60.6V V，恒流充，恒流充 流流 5050mAmA； 如果如果池接反，池接反，晶体管晶体管VTVT 2 2 截止，保截止，保 了了池。池。 8.26 8.26 具有反接保具有反接保的的池充池充 路路 4. 4. 集成集成恒流源恒流源池充池充 路路 如如8.278.27所示，所示，入入 2424V V，充，充 池可池可1 11010。 8.27 8.27 集成集成恒流源恒流源池充池充 路路 5. 5. 的限流限的限流限 池充池充 路路 如如8.288.28所示，所示， 利用三端可利用三端可 器器 317317，可以，可以成限流限成限流限充充 路。最大路。最大 出出流流等于等于0.60.6V V/ /R R 4 4 。 8.28 8.28 限流限限流限 池充池充 路路
