1、電子技術(shù)主講 劉瓊武科大信息學(xué)院 2第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件第第1010章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源基本要求：基本要求：1掌握單相半波整流電路、單相橋掌握單相半波整流電路、單相橋式整流電路；式整流電路；2掌握電容濾波電路的分析計(jì)算與掌握電容濾波電路的分析計(jì)算與元件選擇；元件選擇；3掌握穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路及其應(yīng)用。掌握穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路及其應(yīng)用。3第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件第第1010章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源電源是生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中的重要能源，電源是生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中的重要能源，許多大功率場合下需要交流電，但電許多大功率場合下需要交流電，但電解、電鍍及直流電動(dòng)機(jī)需要直流電。解、電鍍及直流電動(dòng)機(jī)

2、需要直流電。而在電子線路和自動(dòng)控制裝置中還需而在電子線路和自動(dòng)控制裝置中還需要電壓非常穩(wěn)定的直流電。為了得到要電壓非常穩(wěn)定的直流電。為了得到直流電，除直流發(fā)電機(jī)外，更廣泛采直流電，除直流發(fā)電機(jī)外，更廣泛采用的就是半導(dǎo)體直流電源。用的就是半導(dǎo)體直流電源。4第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件第第1010章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源可分為開關(guān)電源和線性電源。直流穩(wěn)壓電源可分為開關(guān)電源和線性電源。開關(guān)電源優(yōu)點(diǎn)：效率高，體積小。開關(guān)電源優(yōu)點(diǎn)：效率高，體積小。 缺點(diǎn)：精度低，穩(wěn)定性差，噪聲大；缺點(diǎn)：精度低，穩(wěn)定性差，噪聲大；線性電源優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，精度高，噪聲小。線性電源優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，精度高

3、，噪聲小。 缺點(diǎn)：效率低，體積大，缺點(diǎn)：效率低，體積大，對于電源穩(wěn)定性要求不高的一般情況供電和輸出對于電源穩(wěn)定性要求不高的一般情況供電和輸出大功率電源，可選用開關(guān)電源。大功率電源，可選用開關(guān)電源。對于電源精度、噪聲要求高的場合，如電壓基準(zhǔn)對于電源精度、噪聲要求高的場合，如電壓基準(zhǔn)源，高精度測量儀器等等，必須選用線性電源。源，高精度測量儀器等等，必須選用線性電源。5第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件第第1010章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源由直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器電源變壓器、整流電路整流電路、濾波電路濾波電路和和穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路等四部分組成。等四部分組成。交流交流電源電源負(fù)載負(fù)載 變

4、壓變壓整流整流濾波濾波穩(wěn)壓穩(wěn)壓ututututut半導(dǎo)體直流電源的原理方框圖半導(dǎo)體直流電源的原理方框圖電源變壓器：將電源變壓器：將220 V交流電降壓變?yōu)樗枰碾妷褐担唤涣麟娊祲鹤優(yōu)樗枰碾妷褐?；整流電路：通過整流二極管將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；整流電路：通過整流二極管將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；濾波電路：用濾波電路濾出交流分量，使輸出電壓平滑；濾波電路：用濾波電路濾出交流分量，使輸出電壓平滑；穩(wěn)壓電路：使輸出電壓不受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、負(fù)載和溫度穩(wěn)壓電路：使輸出電壓不受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、負(fù)載和溫度 變化的影響，提高輸出電壓的穩(wěn)定性。變化的影響，提高輸出電壓的穩(wěn)定性。6第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體

5、器件補(bǔ)充補(bǔ)充A 變壓器變壓器變壓器是一種利用電磁感應(yīng)傳遞電能和信號(hào)的電變壓器是一種利用電磁感應(yīng)傳遞電能和信號(hào)的電氣設(shè)備。氣設(shè)備。它具有它具有變換電壓、電流變換電壓、電流和和阻抗匹配阻抗匹配的功能。的功能。在電力系統(tǒng)和電子技術(shù)中有著極其廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)和電子技術(shù)中有著極其廣泛的應(yīng)用。變壓器的種類繁多，用途各異，但其基本結(jié)構(gòu)和變壓器的種類繁多，用途各異，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相同的。工作原理是相同的。7第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件A.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器主要由鐵心和繞組變壓器主要由鐵心和繞組(或稱線圈或稱線圈)構(gòu)成。構(gòu)成。按鐵心和繞組的配置情況，變壓器可分為心式和

6、按鐵心和繞組的配置情況，變壓器可分為心式和殼式，如圖所示。殼式，如圖所示。心式的特點(diǎn)是繞組包圍鐵心，多用于容量較大的心式的特點(diǎn)是繞組包圍鐵心，多用于容量較大的單相變壓器。單相變壓器。殼式的特點(diǎn)是鐵心包圍繞組，多用于小型單相變殼式的特點(diǎn)是鐵心包圍繞組，多用于小型單相變壓器中壓器中 (a)心式心式 (b)殼式殼式變壓器的基本結(jié)變壓器的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)1鐵心；鐵心；2線線圈圈8第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件A.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)繞組是變壓器的電路部分，其中，與電源相繞組是變壓器的電路部分，其中，與電源相連的繞組稱為原繞組，與負(fù)載相連的繞組稱連的繞組稱為原繞組，與負(fù)載相連的繞組稱為副繞組

7、。為副繞組。繞組常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。為了加繞組常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。為了加強(qiáng)繞組之間的磁耦合，繞組多采用同心式結(jié)強(qiáng)繞組之間的磁耦合，繞組多采用同心式結(jié)構(gòu)，即將高、低壓繞組繞在同一鐵心柱上，構(gòu)，即將高、低壓繞組繞在同一鐵心柱上，為了便于與鐵心絕緣，低壓繞組靠近鐵心放為了便于與鐵心絕緣，低壓繞組靠近鐵心放置，而高壓繞組則套在低壓繞組的外側(cè)。置，而高壓繞組則套在低壓繞組的外側(cè)。 鐵心是變壓器的磁路部分，為了減小鐵心鐵心是變壓器的磁路部分，為了減小鐵心損耗，變壓器的鐵心都是用表面涂有絕緣漆損耗，變壓器的鐵心都是用表面涂有絕緣漆的厚度為的厚度為0.350.5mm的硅鋼片疊成的。的硅鋼片疊成

8、的。9第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件B.2 變壓器的原理和作用變壓器的原理和作用一般規(guī)定，當(dāng)原繞組接于額定電壓一般規(guī)定，當(dāng)原繞組接于額定電壓U1N時(shí)，副繞時(shí)，副繞組的空載電壓組的空載電壓U20就是副繞組的額定電壓就是副繞組的額定電壓U2N。變。變壓器銘牌上所標(biāo)額定電壓壓器銘牌上所標(biāo)額定電壓U1N /U2N ，實(shí)際也等于，實(shí)際也等于給出了變比給出了變比K。變壓器必須按額定電壓使用。變壓器必須按額定電壓使用。電電源源+u1- - -e1+ +u2- -+e2 - -+e2- -ZZ1234i2i2i1原原繞繞組組副副繞繞組組原副繞組的電壓原副繞組的電壓(電流電流)之比為：之比為：N繞組匝數(shù)繞組匝

9、數(shù)；k變壓器變比變壓器變比KNNEEUU 2121201KNNII11221 +u1- -變壓器符號(hào)變壓器符號(hào)+u2- -NNNNNIUIUS1122 單相變壓器視在功率單相變壓器視在功率10第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件B.2 變壓器的原理和作用變壓器的原理和作用即變壓器副邊接一阻抗為即變壓器副邊接一阻抗為ZL 的負(fù)載時(shí)，對原邊電的負(fù)載時(shí)，對原邊電源而言，相當(dāng)于接上源而言，相當(dāng)于接上K2ZL 的負(fù)載的負(fù)載.這就是變壓器的這就是變壓器的阻抗變換作用。在電子線路中，常用阻抗變換實(shí)現(xiàn)阻抗阻抗變換作用。在電子線路中，常用阻抗變換實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。匹配。負(fù)載阻抗的等效變換負(fù)載阻抗的等效變換22IUZL

10、LLZKIUKKIKUIUZ22222211/ 副邊接上負(fù)載副邊接上負(fù)載ZL時(shí)，有時(shí)，有對電源而言，如圖所示，對電源而言，如圖所示，它所接的負(fù)載等效阻抗為它所接的負(fù)載等效阻抗為變壓器電路變壓器電路等效電路等效電路+u1- -+u2- -N1N2ZLi2i1ZL+u1- -i111第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件B.2 變壓器的原理和作用變壓器的原理和作用電流從兩個(gè)繞組的同極性端流入或流出時(shí)，產(chǎn)生的磁通電流從兩個(gè)繞組的同極性端流入或流出時(shí)，產(chǎn)生的磁通相同，或當(dāng)磁通變化時(shí)，在同極性端感應(yīng)電動(dòng)勢的極性相同，或當(dāng)磁通變化時(shí)，在同極性端感應(yīng)電動(dòng)勢的極性也相同。也相同。電電源源+u1- - -e1+ +u

11、2- -+e2 - -+e2- -ZZ1234i2i2i1+e2 - -+e2- -1234i2i2i1原原繞繞組組副副繞繞組組i2- -e2 + +u1- -繞組的同極性端與它們的繞向有關(guān)。若已知線圈的繞向，繞組的同極性端與它們的繞向有關(guān)。若已知線圈的繞向，則用右手螺旋法則可以判斷出同名端；而實(shí)際的變壓器則用右手螺旋法則可以判斷出同名端；而實(shí)際的變壓器線圈，經(jīng)過浸漆或其他工藝處理，無法從外表來辨認(rèn)其線圈，經(jīng)過浸漆或其他工藝處理，無法從外表來辨認(rèn)其繞向，因此，只能用實(shí)驗(yàn)的方法測定同名端。繞向，因此，只能用實(shí)驗(yàn)的方法測定同名端。標(biāo)有標(biāo)有“”的兩端稱為同極性端。的兩端稱為同極性端。1，3是同極性端

12、，是同極性端，此時(shí)同為此時(shí)同為“+” 。1，4是同極性端，是同極性端，此時(shí)同為此時(shí)同為“+” 。12第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.1 整流電路整流電路 單相整流電路利用二極管的單向?qū)щ妴蜗嗾麟娐防枚O管的單向?qū)щ娦?，將單相交流電變換為直流電。性，將單相交流電變換為直流電。在小功率電源電路中，有單相半波、在小功率電源電路中，有單相半波、單相全波、單相橋式等形式。其中，單相單相全波、單相橋式等形式。其中，單相橋式整流電路應(yīng)用最為廣泛。橋式整流電路應(yīng)用最為廣泛。13第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.1.1 單相半波整流電路單相半波整流電路i D電路如圖：設(shè)變壓器副邊電路如圖：設(shè)變壓器

13、副邊電壓為電壓為整流電路整流電路: : 將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓的電路。將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓的電路。整流元件整流元件是具有單向?qū)щ娔芰Φ氖蔷哂袉蜗驅(qū)щ娔芰Φ亩O管二極管。TrDuo+abuRL2 sinuUtttuuoio根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦裕鶕?jù)二極管的單向?qū)щ娦?，在加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，在加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，負(fù)載兩端有輸出電壓；而在負(fù)載兩端有輸出電壓；而在加反向電壓時(shí)二極管截止，加反向電壓時(shí)二極管截止，負(fù)載得不到輸出電壓。負(fù)載負(fù)載得不到輸出電壓。負(fù)載的電壓波形及電流波形見右的電壓波形及電流波形見右下曲線圖。下曲線圖。14第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件二極管只在半個(gè)周期

14、能夠?qū)щ?，而?fù)載上得到的電壓是二極管只在半個(gè)周期能夠?qū)щ?，而?fù)載上得到的電壓是單一方向，大小隨時(shí)間而變的單一方向，大小隨時(shí)間而變的( (單向脈動(dòng)電壓單向脈動(dòng)電壓) )。對這種整流的輸出電壓，對這種整流的輸出電壓，常用一個(gè)周期的平均值來常用一個(gè)周期的平均值來表示大小。其平均值為表示大小。其平均值為整流電壓的平均值整流電壓的平均值U2t0uTUoUUtdtUUo45.02)(sin2210 如果電路負(fù)載已知，則整如果電路負(fù)載已知，則整流輸出電流的平均值為流輸出電流的平均值為LLoRURUI45.00 10.1.1 單相半波整流電路單相半波整流電路二極管所承受的最大反向電壓：二極管所承受的最大反向電

15、壓：UUUmDRM215第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件i DTruoabuRLD有一單相整流電路有一單相整流電路,負(fù)載電阻為負(fù)載電阻為 900 ,變壓變壓器副邊電壓為器副邊電壓為20V，試求試求Uo，Io及及UDRM,并并選用二極管。選用二極管。解解VUUo92045. 045. 0 DLooImARUI 109009VUUDRM2 .282022 查二極管參數(shù)，選用查二極管參數(shù)，選用2AP4(16mA,50V)。為了使為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。例例16第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件單相半波整流電路只利用了電源的半個(gè)周期，單相半波

16、整流電路只利用了電源的半個(gè)周期，并且整流電壓的脈動(dòng)較大。為此常采用全波整并且整流電壓的脈動(dòng)較大。為此常采用全波整流電路，最常見的就是單相橋式整流電路。流電路，最常見的就是單相橋式整流電路。RLuuoaTrRLbuuo10.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路RLuuoRLuo17第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路在變壓器副邊電壓在變壓器副邊電壓u為正半為正半周時(shí)，二極管周時(shí)，二極管D D1 1、D D3 3導(dǎo)通，導(dǎo)通，而二極管而二極管D D2 2、D D4 4截止；截止；uoaTrRLbuD1D2D3D4t0uU2TUUtdtUUo9 . 022

17、)(sin210 當(dāng)副邊電壓當(dāng)副邊電壓u u為負(fù)半周時(shí)，為負(fù)半周時(shí)，二極管二極管D D2 2、D D4 4導(dǎo)通，而二極導(dǎo)通，而二極管管D D1 1、D D3 3截止。截止。Uo橋式整流電路的工作情況橋式整流電路的工作情況- -+18第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.1.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路UUo9 .0 負(fù)載電阻中通過的輸出電流：負(fù)載電阻中通過的輸出電流：LLoRURUI9 .00 每只二極管中通過的電流僅為輸出電流一半：每只二極管中通過的電流僅為輸出電流一半：LDRUII45.0210 每只二極管承受的最高反向電壓：每只二極管承受的最高反向電壓：UUDRM2 單相橋式整流

18、電路的輸出電壓：單相橋式整流電路的輸出電壓：變壓器副邊在正負(fù)半周均有電流流過，其變壓器副邊在正負(fù)半周均有電流流過，其電流仍為正弦量，電流有效值為電流仍為正弦量，電流有效值為OOLIIRUI11. 19 . 0 19第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件有一有一橋式橋式整流電路整流電路,負(fù)載電阻為負(fù)載電阻為 160 ,要求輸出要求輸出電壓的平均值為電壓的平均值為 20V，試選擇合適的二極管并試選擇合適的二極管并確定變壓器副邊電流的有效值。確定變壓器副邊電流的有效值。 解解例例mA8 .13812511. 111. 1 OIIV4 .312 .2222 UUDRM因因U0=20 V，所以，所以Io=Uo

19、/Ro=20/160=125mA流過二極管的平均電流為流過二極管的平均電流為ID=0.5Io =0.5125=62.5mA變壓器副邊電壓有效值為變壓器副邊電壓有效值為U=Uo/0.9=20/0.9=22.2V查附錄可知，應(yīng)選用查附錄可知，應(yīng)選用2CZ52B(100 mA，50 V)二極管。二極管。變壓器副邊電流有效值為變壓器副邊電流有效值為 二極管承受的最高反向電壓為二極管承受的最高反向電壓為20第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件常見的幾種整流電路常見的幾種整流電路UUoIoUUoIoUUoUIo整流電壓平均值整流電壓平均值t0uot0uot0uo電電 路路整流電壓波形整流電壓波形UUo45.0

20、 UUo9 .0 UUo9 .0 二極管平均電流二極管平均電流oI2oI2oI二極管反向電壓二極管反向電壓UU41.12 UU41.12 UU83.222 副邊電流有效值副邊電流有效值oI57.1oI79.0oI11.1半半波波全全波波橋橋式式21第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.2 濾波濾波電路電路整流電路僅將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈整流電路僅將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)的直流電壓。這種電壓對許多電動(dòng)的直流電壓。這種電壓對許多電子設(shè)備遠(yuǎn)達(dá)不到要求，往往再加接子設(shè)備遠(yuǎn)達(dá)不到要求，往往再加接濾波器濾波器以改善電壓的脈動(dòng)程度。以改善電壓的脈動(dòng)程度。22第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.2.1 電容濾波

21、電容濾波電路電路D DR RLTrTra ab b u uC C= =u uo oC Ct t0 0u ut t0 0u uD D截止截止D D導(dǎo)通導(dǎo)通D D導(dǎo)通導(dǎo)通D D截止截止D D導(dǎo)通導(dǎo)通電容濾波器的作用電容濾波器的作用ucu2二極管二極管UDRM=22U+U- -+-無無濾濾波波有有濾濾波波單相單相半波半波電容濾波電容濾波23第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.2.1 電容濾波電容濾波電路電路單相橋式電容濾波單相橋式電容濾波t t0 0u u電容濾波器的作用電容濾波器的作用二極管二極管UDRM=2U-+有有濾濾波波aTrbuRLuoD1D2D3D4C24第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器

22、件電容電容濾波器濾波器輸出電壓的脈動(dòng)程度輸出電壓的脈動(dòng)程度有所改善，但帶負(fù)載能力較差。有所改善，但帶負(fù)載能力較差。在負(fù)載不同的情況下，取用輸出在負(fù)載不同的情況下，取用輸出電流電流I Io o愈大輸出平均電壓愈大輸出平均電壓U Uo o愈小。愈小。其外特性曲線如右圖：其外特性曲線如右圖：I Io oU Uo o0 01.4U1.4U電容濾波電容濾波0.45U0.45U無電容濾波無電容濾波采用采用電容濾波電容濾波時(shí)，輸出電壓的脈動(dòng)程與電容器的放電時(shí)，輸出電壓的脈動(dòng)程與電容器的放電時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)R RL LC C有關(guān)，其值愈大則脈動(dòng)程度就愈小。一般有關(guān)，其值愈大則脈動(dòng)程度就愈小。一般認(rèn)為認(rèn)為2)5

23、3(TCRL 或或CRL 1)1510( 即可達(dá)到要求，此時(shí)輸出電壓即可達(dá)到要求，此時(shí)輸出電壓U Uo o由下式估算：由下式估算：UUoUUo2 . 1( (半波半波) )( (全波全波) )10.2.1 電容濾波電容濾波電路電路25第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件電容濾波電路中元件的選擇：電容濾波電路中元件的選擇：由于二極管的導(dǎo)通時(shí)間較短，因此通過二極管的的由于二極管的導(dǎo)通時(shí)間較短，因此通過二極管的的電流峰值較大，應(yīng)避免電流沖擊損壞二極管；電流峰值較大，應(yīng)避免電流沖擊損壞二極管；由于濾波電容保持有電壓輸出，應(yīng)注意二極管截止由于濾波電容保持有電壓輸出，應(yīng)注意二極管截止時(shí)所承受的最高反向電壓時(shí)所

24、承受的最高反向電壓U UDRMDRM有所不同，帶電容濾波有所不同，帶電容濾波的半波整流電路的半波整流電路UUDRM22帶電容濾波的橋式整流電路帶電容濾波的橋式整流電路U UDRMDRM不變；不變；常用電容器一般在常用電容器一般在10101 1-10-103 3微法，視負(fù)載電流大小而微法，視負(fù)載電流大小而定。其耐壓值應(yīng)大于輸出電壓的最大值，一般大容定。其耐壓值應(yīng)大于輸出電壓的最大值，一般大容量電容具有極性。量電容具有極性。10.2.1 電容濾波電容濾波電路電路26第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件有一有一單相橋式整流帶電容濾波的電路，已知交流電源單相橋式整流帶電容濾波的電路，已知交流電源頻率頻率f

25、=50 Hz，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻RL=200，要求輸出直流電壓，要求輸出直流電壓Uo=20 V，選擇整流二極管和濾波電容。，選擇整流二極管和濾波電容。解解例例 A05. 01 . 02121 ODIIV6 .2367.1622 UUDRM流過負(fù)載的平均電流為流過負(fù)載的平均電流為變壓器副邊電壓有效值，按變壓器副邊電壓有效值，按Uo=1.2U計(jì)算計(jì)算查附錄可知，應(yīng)選用查附錄可知，應(yīng)選用2CZ52B(100 mA，50 V)。流過二極管的電流為流過二極管的電流為二極管承受的最高反向電壓為二極管承受的最高反向電壓為ARUILOO1 . 020020 V 67.162 . 1202 . 1 OUULRT

26、C25 取取應(yīng)選用應(yīng)選用C=250 F，耐壓為，耐壓為50 V的電解電容。的電解電容。0.02s5011T sfF10250F20020.025256 LRTC27第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件要進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度，可在濾波電容之前要進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度，可在濾波電容之前串入鐵心電感線圈串入鐵心電感線圈LL即即LCLC濾波器。濾波器。TrTrR RL Lu uC CL L電感電容濾波電路電感電容濾波電路直流分量全部加到負(fù)載直流分量全部加到負(fù)載RL上，頻上，頻愈高，交流分量在愈高，交流分量在 XL上的壓降上的壓降愈大。加到愈大。加到RL上的交流分量壓降上的交流分量壓降愈小，從

27、而負(fù)載愈小，從而負(fù)載RL上輸出的電壓上輸出的電壓脈動(dòng)減小，波形變平滑。脈動(dòng)減小，波形變平滑。一般需要線圈的電感量較大，一般需要線圈的電感量較大，但其直流電阻也較大，因而會(huì)但其直流電阻也較大，因而會(huì)造成輸出電壓的下降。造成輸出電壓的下降。LCLC濾波器適于電流較大、濾波器適于電流較大、輸出電壓脈動(dòng)很小場合，輸出電壓脈動(dòng)很小場合，更適合高頻濾波。更適合高頻濾波。10.2.2 電感濾波電感濾波電路電路經(jīng)橋式整流后輸出的單向脈動(dòng)電壓可分解為直流分量經(jīng)橋式整流后輸出的單向脈動(dòng)電壓可分解為直流分量和諧波分量。和諧波分量。28第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件如果需要輸出電壓的脈動(dòng)更如果需要輸出電壓的脈動(dòng)更小

28、，可以再加一個(gè)濾波電容。小，可以再加一個(gè)濾波電容。 形形LCLC濾波器濾波器的效果的效果更更好，好，但整流二極管的沖擊電流較但整流二極管的沖擊電流較大。大。 形形LC濾波電路濾波電路RL+u-C2LC1由于線圈體大且重，有時(shí)可由于線圈體大且重，有時(shí)可用電阻代替電感線圈以構(gòu)成用電阻代替電感線圈以構(gòu)成 形形RCRC濾波器濾波器。R R愈大濾波效愈大濾波效果愈好，但將使輸出電壓下果愈好，但將使輸出電壓下降，所以適用于負(fù)載電流較降，所以適用于負(fù)載電流較小、電壓脈動(dòng)很小場合。小、電壓脈動(dòng)很小場合。 形形RC濾波電路濾波電路RL+u-C2RC110.2.3 復(fù)合復(fù)合濾波濾波器器29第第5章章 半導(dǎo)體器件半

29、導(dǎo)體器件實(shí)際電源舉例實(shí)際電源舉例-24VN2C1N3N13A 2000 F 50VFU2C21A.047 FFU12CZ12 4直流直流交流交流 24V220V如圖電源輸出電壓如圖電源輸出電壓為為24V24V，電流為電流為1.8A1.8A。變壓器副繞組變壓器副繞組N N3 3的電的電壓約為壓約為20V20V，C C2 2起抑起抑制高頻干擾作用；制高頻干擾作用；副繞組副繞組N N2 2的電壓為的電壓為5.5V5.5V，供，供照明指示照明指示燈用。燈用。直流直流24V24V電池的極性電池的極性可任意接入?？扇我饨尤?。10.2.3 復(fù)合復(fù)合濾波濾波器器30第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.3 穩(wěn)

30、壓電源穩(wěn)壓電源經(jīng)整流和濾波后，雖脈動(dòng)程度有了最經(jīng)整流和濾波后，雖脈動(dòng)程度有了最大改善，但直流電壓幅度還會(huì)隨著電大改善，但直流電壓幅度還會(huì)隨著電網(wǎng)的波動(dòng)或負(fù)載的變化而變化。網(wǎng)的波動(dòng)或負(fù)載的變化而變化。最簡單的直流穩(wěn)壓電源是利用穩(wěn)壓管最簡單的直流穩(wěn)壓電源是利用穩(wěn)壓管組成的。組成的。31第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件10.3.1 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖采用如圖采用橋式整流橋式整流和和電容濾波電容濾波，得到，得到直流直流電壓電壓U UI I，再經(jīng)過限流電阻，再經(jīng)過限流電阻R R和穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓管D DZ Z ，使負(fù)載得到一個(gè)比較穩(wěn)定的直流電壓。使負(fù)載得到一個(gè)比較穩(wěn)定的直流電壓。RL+UI-D

31、ZRC+Uo-IZIo32第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件電壓的穩(wěn)定過程電壓的穩(wěn)定過程選擇穩(wěn)壓管一般規(guī)律：選擇穩(wěn)壓管一般規(guī)律：UZ=UO IZmax=(1.5 3)IOM UI=(23)UOuUIUoIZ（穩(wěn)壓管特性）（穩(wěn)壓管特性）UR（IR=IZ +Io） 抵償?shù)謨擴(kuò)I，保持負(fù)載電壓保持負(fù)載電壓Uo近似不變。近似不變。當(dāng)當(dāng)電源電壓升高時(shí)電源電壓升高時(shí)當(dāng)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)負(fù)載增加時(shí)IoIRURUo(UI不變不變)IZ抵償?shù)謨擨oUo不變不變10.3.1 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路RL+UI-DZRC+Uo-IZIo33第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器組成恒壓源由穩(wěn)壓管穩(wěn)

32、壓電路和運(yùn)算放大器組成恒壓源RL+UO-DZRF+UZ-R2+UR+R1RL+UO-DZRF+UZ-R2+UR+R1ZFoURRU1 ZFoURRU)1(1 10.3.2 恒壓源恒壓源反相輸入恒壓源反相輸入恒壓源同相輸入恒壓源同相輸入恒壓源34第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件為了擴(kuò)大運(yùn)算放大器輸出電流的變化范圍，把同為了擴(kuò)大運(yùn)算放大器輸出電流的變化范圍，把同相輸入恒壓源的輸出接在大電流晶體管相輸入恒壓源的輸出接在大電流晶體管T T的基極而的基極而從發(fā)射極輸出，就變成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。從發(fā)射極輸出，就變成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。10.3.3 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路調(diào)整調(diào)整T構(gòu)成一射極輸出器，構(gòu)成一射

33、極輸出器，其作用是進(jìn)行電流放大。其作用是進(jìn)行電流放大。若將調(diào)整管和運(yùn)算放大器視若將調(diào)整管和運(yùn)算放大器視為基本放大電路，穩(wěn)壓管的為基本放大電路，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓Uz視為輸入電壓、視為輸入電壓、取樣電路取樣電路RF和和R1視為反饋電視為反饋電路，則這個(gè)穩(wěn)壓電路就是路，則這個(gè)穩(wěn)壓電路就是同同相比例放大電路相比例放大電路，反饋類型，反饋類型為為串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋。 RL+UO-DZ+UZ-R2R1RFTIo+UI-35第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件目前最普遍應(yīng)用的單片穩(wěn)壓電源是目前最普遍應(yīng)用的單片穩(wěn)壓電源是W7800W7800系列和系列和W7900W7900系列。其內(nèi)部電路是在串聯(lián)

34、型晶體管穩(wěn)壓電路系列。其內(nèi)部電路是在串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。W78xxW78xx系列穩(wěn)壓器系列穩(wěn)壓器123123W78159824型 號(hào)W7805W7809 W7812 W7815Uo (V)591215UiMax(V)35UMin23Iom (A)2.2Ro ()0.030.1510.3.4 集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器 從外形看，集成穩(wěn)壓器有三個(gè)接線端，即輸入端、輸從外形看，集成穩(wěn)壓器有三個(gè)接線端，即輸入端、輸出端和公共端，故而稱為三端集成穩(wěn)壓器。出端和公共端，故而稱為三端集成穩(wěn)壓器。W78xxW78xx系列穩(wěn)壓器主要參數(shù)系列穩(wěn)壓器主要參數(shù)36第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)

35、體器件CiCoW78xx123+UI-+Uo-+W7800W7800系列為正電源輸出，系列為正電源輸出， W7900系列為負(fù)電系列為負(fù)電壓輸出。壓輸出。典型應(yīng)用只需在輸入端和輸出端與地之間各并典型應(yīng)用只需在輸入端和輸出端與地之間各并聯(lián)一個(gè)電容即可。前者抵消較長輸入線的電感聯(lián)一個(gè)電容即可。前者抵消較長輸入線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。后者用于吸收負(fù)載效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。后者用于吸收負(fù)載突變所產(chǎn)生的電壓抖動(dòng)雜波。突變所產(chǎn)生的電壓抖動(dòng)雜波。10.3.4 集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器37第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件CCiCoW7815123+15V+CiCoW791512315V+1000 F1000 F0.33 F0.33 F1 F1 F220V24V24V1. 正負(fù)電源同時(shí)輸出電路正負(fù)電源同時(shí)輸出電路38第第5章章 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件2. 輸出電壓可調(diào)的電路輸出電壓可調(diào)的電路+ UU112xxR1 oRUUURR21(1) ORUUR滑塊最高，滑塊最高，R R2 2小，小，U Uo o最小最小滑塊最低，滑塊最低，R R2 2大，大，U Uo o最大最大+ +U UO O- -R2