電路與模擬電子技術(shù)

原理第十一章直流穩(wěn)壓電源14:22:171電路與模擬電子技術(shù)

原理第十一章08:24:411第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源11.2線性穩(wěn)壓電源11.3開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源11.4電容變壓電路11.5無(wú)變壓器直流變壓電路的設(shè)計(jì)思路分析14:22:172第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源08:2411.1整流-濾波電源11.1.1整流：交流電變單向電11.1.2濾波：脈動(dòng)電變直流電11.1.3整流-濾波電源的組成14:22:17311.1整流-濾波電源11.1.1整流：交流電變單向直流穩(wěn)壓電源的功能直流穩(wěn)壓電源的作用是把交流電網(wǎng)電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓。需要怎樣的電路，才能把交流電變?yōu)橹绷麟姡?4:22:174直流穩(wěn)壓電源的功能直流穩(wěn)壓電源的作用是把交流電網(wǎng)電壓變?yōu)榉€(wěn)定11.1.1整流：交流電變單向電把交流電變?yōu)橹绷麟姷乃悸泛芎?jiǎn)單：讓圖11-1中的負(fù)載RL與具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷啻?lián)，則RL上就只能得到一個(gè)方向的電流，這樣的電路稱為整流電路。凡是具有單向?qū)щ娦缘钠骷?，均可用作整流器件，例如二極管14:22:17511.1.1整流：交流電變單向電把交流電變?yōu)橹绷麟姷乃悸?．二極管半波整流輸入正弦電壓ui時(shí)，輸出端只能得到輸入電壓的正半周。

輸出端只得到輸入波形的一半14:22:1761．二極管半波整流輸入正弦電壓ui時(shí)，輸出端只能得到輸入電壓2．二極管全波整流（橋式）四個(gè)二極管被接成橋式電路，它可以把電源的正負(fù)半周都輸出到負(fù)載上面，這就把電源利用率提高了一倍14:22:1772．二極管全波整流（橋式）四個(gè)二極管被接成橋式電路，它可以把橋式整流電路橋式整流電路中的負(fù)載電流輪流使用兩對(duì)二極管中的一對(duì)。在輸入交流電的一個(gè)周期中，負(fù)載電阻都能夠獲得電流，而每對(duì)二極管的導(dǎo)通時(shí)間卻僅為半個(gè)周期，所以橋式整流電路中流過(guò)負(fù)載的電流為流過(guò)二極管電流的2倍。14:22:178橋式整流電路橋式整流電路中的負(fù)載電流輪流使用兩對(duì)二極管中的一橋式整流電路的其他畫法14:22:179橋式整流電路的其他畫法08:24:4293．脈動(dòng)直流電方向雖然不變，幅度卻仍然做周期性的變化不論是半波整流還是全波整流電路，所輸出的都是單向脈動(dòng)電。14:22:17103．脈動(dòng)直流電方向雖然不變，幅度卻仍然做周期性的變化08:211.1.2濾波：脈動(dòng)電變直流電要減小整流輸出的波動(dòng)，可以從兩個(gè)角度考慮，一是抑制電壓的波動(dòng)，自然也就抑制了電流的波動(dòng)；二是抑制電流的波動(dòng)，自然也就抑制了電壓的波動(dòng)。電容元件與負(fù)載電阻并聯(lián)，就可以抑制負(fù)載電壓的波動(dòng)。電感元件與負(fù)載電阻串聯(lián)，就可以抑制負(fù)載電流的波動(dòng)。14:22:171111.1.2濾波：脈動(dòng)電變直流電要減小整流輸出的波動(dòng)，可5．自激振蕩：正弦波振蕩器的實(shí)質(zhì)整流輸出單向電中的脈動(dòng)成分也叫紋波（Ripple），實(shí)際上就是在直流成分中所夾雜的交流成分。紋波越大，說(shuō)明整流輸出中的交流成分越多。要想讓整流輸出平滑起來(lái)，就必須過(guò)濾掉整流輸出中的交流成分，所以上述實(shí)現(xiàn)整流輸出波形平滑的電路也稱為濾波電路。14:22:17125．自激振蕩：正弦波振蕩器的實(shí)質(zhì)整流輸出單向電中的脈動(dòng)成分也10.1.2正弦波振蕩器的組成在整流電路輸出端并聯(lián)電容器，即構(gòu)成電容濾波電路；在整流電路輸出端串聯(lián)電感器，即構(gòu)成電感濾波電路14:22:171310.1.2正弦波振蕩器的組成在整流電路輸出端并聯(lián)電容器1．濾波原理以電容濾波為例放電時(shí)間常數(shù)RLC的值越大，電容C放電越慢，負(fù)載RL上所得到的輸出電壓越平滑，電容濾波的效果越好。14:22:17141．濾波原理以電容濾波為例08:24:42142．復(fù)合濾波電路同時(shí)利用電容器抑制電壓波動(dòng)，和電感器抑制電流波動(dòng)14:22:17152．復(fù)合濾波電路同時(shí)利用電容器抑制電壓波動(dòng)，和電感器抑制電流RC濾波電路由于電感體積較大，常用電阻代替電容濾波電路用得最為廣泛。14:22:1716RC濾波電路由于電感體積較大，常用電阻代替08:24:43111.1.3整流-濾波電源的組成整流輸出的單向脈動(dòng)電，經(jīng)過(guò)濾波電路過(guò)濾之后，已經(jīng)變得很平滑了，只要濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)足夠大，輸出電壓中的紋波電壓就可以做到足夠小，輸出波形已經(jīng)足夠平滑，基本可以認(rèn)為是直流電了。14:22:171711.1.3整流-濾波電源的組成整流輸出的單向脈動(dòng)電，經(jīng)全波整流、電容濾波電路的輸出全波整流、電容濾波電路正常工作時(shí)，濾波電路的輸出電壓在0.9Ui～1.4Ui之間。

空載（負(fù)載開(kāi)路，即RL＝∞）時(shí)最大重載（RLC＝0）時(shí)最小14:22:1718全波整流、電容濾波電路的輸出全波整流、電容濾波電路正常工作時(shí)全波整流、電容濾波電路的參數(shù)濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)不能太小，通常取其中T為電網(wǎng)周期，并用下式來(lái)估算輸出電壓的平均值14:22:1719全波整流、電容濾波電路的參數(shù)濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)不能太小，添加降壓變壓器如果把整流電路直接接到220V、50Hz的單相交流電上，在濾波電路的輸出端將獲得264V的直流電壓，這個(gè)電壓顯然太高了，必須把它降下來(lái)。14:22:1720添加降壓變壓器如果把整流電路直接接到220V、50Hz的單相整流-濾波電源的組成框圖根據(jù)Uo計(jì)算U2，再根據(jù)U1和U2的比值確定變壓器的匝數(shù)比。

14:22:1721整流-濾波電源的組成框圖根據(jù)Uo計(jì)算U2，再根據(jù)U1和U2的整流-濾波電源不穩(wěn)定整流-濾波電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它所輸出的直流電壓已經(jīng)可以作為諸如直流電機(jī)等設(shè)備的電源了。但是，它依然不穩(wěn)定，所謂穩(wěn)定，指的是當(dāng)使用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，設(shè)備的性能不變。14:22:1722整流-濾波電源不穩(wěn)定整流-濾波電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它所輸出的直流電整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）直流穩(wěn)壓電源的使用環(huán)境，主要指的是作為輸入的電網(wǎng)電壓，和作為輸出的負(fù)載。整流-濾波電源對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)完全沒(méi)有抵抗能力，其輸出電壓隨著電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而波動(dòng)；同樣，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)隨之改變，這必然導(dǎo)致濾波電路的輸出電壓隨負(fù)載大小的改變而改變。14:22:1723整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）直流穩(wěn)壓電源的使用環(huán)境，主要指的是整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）整流-濾波電源無(wú)法獲得穩(wěn)定的直流電壓，其輸出電壓隨電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而改變。對(duì)于很多半導(dǎo)體器件來(lái)說(shuō)，這樣的電源無(wú)法保證其正常使用，所以必須尋找能夠穩(wěn)定輸出電壓的方案，使其不受電網(wǎng)電壓和負(fù)載改變的影響。14:22:1724整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）整流-濾波電源無(wú)法獲得穩(wěn)定的直流電第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源11.2線性穩(wěn)壓電源11.3開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源11.4電容變壓電路11.5無(wú)變壓器直流變壓電路的設(shè)計(jì)思路分析14:22:1725第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源08:2411.2線性穩(wěn)壓電源已知哪些能獲得穩(wěn)定電壓的方案？穩(wěn)壓二極管電壓負(fù)反饋14:22:172611.2線性穩(wěn)壓電源已知哪些能獲得穩(wěn)定電壓的方案？08:11.2線性穩(wěn)壓電源11.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路11.2.2負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路11.2.3串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路11.2.4線性穩(wěn)壓電源的組成14:22:172711.2線性穩(wěn)壓電源11.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路011.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管在是通過(guò)改變自身電流來(lái)維持兩端電壓不變的，從這個(gè)意義上說(shuō)，穩(wěn)壓管Dz相當(dāng)于一個(gè)可變電阻，電壓不變電流改變相當(dāng)于改變了其自身的阻值。

14:22:172811.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管在是通過(guò)改變自身電流11.2.2負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路只能獲得與穩(wěn)壓管擊穿電壓Uz相等的輸出電壓，這限制了它的應(yīng)用。單純依靠穩(wěn)壓管顯然不能滿足實(shí)際需要，為了獲得更多等級(jí)的直流電壓，應(yīng)考慮能否利用負(fù)反饋放大電路來(lái)實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓的要求。

14:22:172911.2.2負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路只能獲得思考的起點(diǎn)：負(fù)反饋首先畫出負(fù)反饋框圖如圖11-12(a)所示，我們需要使用這種思路去實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠輸出穩(wěn)定直流電壓的電路14:22:1730思考的起點(diǎn)：負(fù)反饋首先畫出負(fù)反饋框圖如圖11-12(a)所示解決方案：確定輸出要穩(wěn)定直流輸出電壓Uo，所以應(yīng)該引入直流電壓負(fù)反饋；

14:22:1731解決方案：確定輸出要穩(wěn)定直流輸出電壓Uo，所以應(yīng)該引入直流電解決方案：確定輸入要穩(wěn)定負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓Uo，就必須保證負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)XREF也是穩(wěn)定的，由于穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓Uz很穩(wěn)定，所以可以把穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz作為負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)，即令XREF＝Uz，14:22:1732解決方案：確定輸入要穩(wěn)定負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓Uo，就必須保證解決方案：確定輸入（續(xù)）由此可以得到如圖11-10(b)所示的輸入電路，所以XREF應(yīng)該是參考電壓UREF。14:22:1733解決方案：確定輸入（續(xù)）由此可以得到如圖11-10(b)所示解決方案：確定整體反饋類型整個(gè)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出是電壓信號(hào)，輸入也是電壓信號(hào)，所以應(yīng)該采用電壓串聯(lián)負(fù)反饋。我們需要構(gòu)建一個(gè)以穩(wěn)壓管的Uz作為輸入的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。

14:22:1734解決方案：確定整體反饋類型整個(gè)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出是電壓信號(hào)，輸負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路14:22:1735負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路08:24:4635計(jì)算負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出利用深度負(fù)反饋條件下的“虛短虛斷法”或“反饋系數(shù)法”均可計(jì)算輸出電壓Uo的值。

（請(qǐng)自行推導(dǎo)，作為負(fù)反饋的應(yīng)用）（教材已給出完整過(guò)程）14:22:1736計(jì)算負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出利用深度負(fù)反饋條件下的“虛短虛負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)圖11-13(a)所示的集成運(yùn)算放大器并聯(lián)穩(wěn)壓電路中，負(fù)載電流來(lái)自運(yùn)算放大器的輸出端，而運(yùn)放的輸出電流能力是有限的；圖11-13(b)的晶體管并聯(lián)穩(wěn)壓電路中，向負(fù)載輸出電流必須經(jīng)過(guò)集電極電阻R4，電流太大時(shí)，R4的壓降將降低負(fù)載上的輸出電壓。所以，負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路雖然實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)電壓的放大，但是其帶負(fù)載能力不足。14:22:1737負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)圖11-13(a)所示的集成運(yùn)算放大11.2.3串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路為增強(qiáng)并聯(lián)穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載能力，可以把基準(zhǔn)電壓放大之后的電壓kUz，送到電壓跟隨器的輸入端，利用晶體管的電流放大能力向負(fù)載提供更大的電流。

14:22:173811.2.3串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路為增強(qiáng)并聯(lián)穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）14:22:1739串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）08:24:4639串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）14:22:1740串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）08:24:4640串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）作為電壓跟隨器，晶體管T2在保留并聯(lián)穩(wěn)壓電路電壓放大能力的同時(shí)，還大大增加了輸出電流的能力，所以電路的帶負(fù)載能力也得到了增強(qiáng)。這說(shuō)明，串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路既能輸出穩(wěn)定電壓、又能輸出足夠的電流。

14:22:1741串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）作為電壓跟隨器，晶體管T2在保留并聯(lián)串聯(lián)集成穩(wěn)壓器把串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路集成到一起，就構(gòu)成了串聯(lián)集成穩(wěn)壓器。在小功率直流電源中使用的三端集成穩(wěn)壓器，其輸入端口和輸出端口公用了一個(gè)端子，所以對(duì)外只有輸入端、輸出端、公共端三個(gè)接線端子。W78XX系列輸出正電壓W79XX系列輸出負(fù)電壓，14:22:1742串聯(lián)集成穩(wěn)壓器把串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路集成到一起，就構(gòu)成了串聯(lián)集11.2.4線性穩(wěn)壓電源的組成在整流-濾波電源的基礎(chǔ)上，增加串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，就得到了一個(gè)完整的直流穩(wěn)壓電源，由于其中調(diào)整管工作于線性放大狀態(tài)，所以稱為線性穩(wěn)壓電源該電路能夠把交流電變?yōu)橹绷麟?，所以也叫做交?直流變換器（AC-DCconverter）14:22:174311.2.4線性穩(wěn)壓電源的組成在整流-濾波電源的基礎(chǔ)上，線性穩(wěn)壓電壓的組成和各點(diǎn)波形14:22:1744線性穩(wěn)壓電壓的組成和各點(diǎn)波形08:24:4744線性穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)：笨重為增前原、副邊繞組的耦合性能，工頻變壓器的繞組匝數(shù)很多，鐵芯也很大，所以串聯(lián)穩(wěn)壓源中所使用的變壓器都比較重。14:22:1745線性穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)：笨重為增前原、副邊繞組的耦合性能，工頻變線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整能力有限同時(shí)，串聯(lián)穩(wěn)壓電路所用的調(diào)整管T3，相當(dāng)于在負(fù)載電阻上串聯(lián)了一個(gè)可變電阻。14:22:1746線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整能力有限同時(shí)，串聯(lián)穩(wěn)壓電路所用的調(diào)整管T3線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整能力有限（續(xù)）線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整能力依賴于調(diào)整管等效電阻RT3的改變，如果輸入電壓的波動(dòng)太大，將超過(guò)調(diào)整管的調(diào)整能力。

14:22:1747線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整能力有限（續(xù)）線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整能力依賴于線性穩(wěn)壓電源的損耗大由于RT3實(shí)際上是調(diào)整管T3集電極與發(fā)射極之間的電阻Rce，對(duì)于一個(gè)工作在線性放大區(qū)的晶體管而言，無(wú)論如何Rce也不會(huì)太小，所以RT3的阻值也不可能太小。當(dāng)負(fù)載電流流過(guò)與之串聯(lián)的調(diào)整管T3時(shí)，將在其等效電阻RT3上損失一部分能量，所以長(zhǎng)時(shí)間工作的串聯(lián)穩(wěn)壓電源往往會(huì)發(fā)熱，這增加電源電路自身的損耗。

14:22:1748線性穩(wěn)壓電源的損耗大由于RT3實(shí)際上是調(diào)整管T3集電極與發(fā)射線性穩(wěn)壓電源優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)線性穩(wěn)壓電源有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、元件少、紋波小的優(yōu)點(diǎn)，也存在笨重、損耗大、穩(wěn)壓能力小的缺點(diǎn)。對(duì)輸入的交流電源來(lái)說(shuō)，線性穩(wěn)壓電源的典型轉(zhuǎn)換效率為50%左右，典型的輸入電壓允許波動(dòng)范圍是±10%。14:22:1749線性穩(wěn)壓電源優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)線性穩(wěn)壓電源有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、元件少、紋波電路與模擬電子技術(shù)

原理第十一章直流穩(wěn)壓電源14:22:1750電路與模擬電子技術(shù)

原理第十一章08:24:411第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源11.2線性穩(wěn)壓電源11.3開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源11.4電容變壓電路11.5無(wú)變壓器直流變壓電路的設(shè)計(jì)思路分析14:22:1751第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源08:2411.1整流-濾波電源11.1.1整流：交流電變單向電11.1.2濾波：脈動(dòng)電變直流電11.1.3整流-濾波電源的組成14:22:175211.1整流-濾波電源11.1.1整流：交流電變單向直流穩(wěn)壓電源的功能直流穩(wěn)壓電源的作用是把交流電網(wǎng)電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓。需要怎樣的電路，才能把交流電變?yōu)橹绷麟姡?4:22:1753直流穩(wěn)壓電源的功能直流穩(wěn)壓電源的作用是把交流電網(wǎng)電壓變?yōu)榉€(wěn)定11.1.1整流：交流電變單向電把交流電變?yōu)橹绷麟姷乃悸泛芎?jiǎn)單：讓圖11-1中的負(fù)載RL與具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷啻?lián)，則RL上就只能得到一個(gè)方向的電流，這樣的電路稱為整流電路。凡是具有單向?qū)щ娦缘钠骷?，均可用作整流器件，例如二極管14:22:175411.1.1整流：交流電變單向電把交流電變?yōu)橹绷麟姷乃悸?．二極管半波整流輸入正弦電壓ui時(shí)，輸出端只能得到輸入電壓的正半周。

輸出端只得到輸入波形的一半14:22:17551．二極管半波整流輸入正弦電壓ui時(shí)，輸出端只能得到輸入電壓2．二極管全波整流（橋式）四個(gè)二極管被接成橋式電路，它可以把電源的正負(fù)半周都輸出到負(fù)載上面，這就把電源利用率提高了一倍14:22:17562．二極管全波整流（橋式）四個(gè)二極管被接成橋式電路，它可以把橋式整流電路橋式整流電路中的負(fù)載電流輪流使用兩對(duì)二極管中的一對(duì)。在輸入交流電的一個(gè)周期中，負(fù)載電阻都能夠獲得電流，而每對(duì)二極管的導(dǎo)通時(shí)間卻僅為半個(gè)周期，所以橋式整流電路中流過(guò)負(fù)載的電流為流過(guò)二極管電流的2倍。14:22:1757橋式整流電路橋式整流電路中的負(fù)載電流輪流使用兩對(duì)二極管中的一橋式整流電路的其他畫法14:22:1758橋式整流電路的其他畫法08:24:4293．脈動(dòng)直流電方向雖然不變，幅度卻仍然做周期性的變化不論是半波整流還是全波整流電路，所輸出的都是單向脈動(dòng)電。14:22:17593．脈動(dòng)直流電方向雖然不變，幅度卻仍然做周期性的變化08:211.1.2濾波：脈動(dòng)電變直流電要減小整流輸出的波動(dòng)，可以從兩個(gè)角度考慮，一是抑制電壓的波動(dòng)，自然也就抑制了電流的波動(dòng)；二是抑制電流的波動(dòng)，自然也就抑制了電壓的波動(dòng)。電容元件與負(fù)載電阻并聯(lián)，就可以抑制負(fù)載電壓的波動(dòng)。電感元件與負(fù)載電阻串聯(lián)，就可以抑制負(fù)載電流的波動(dòng)。14:22:176011.1.2濾波：脈動(dòng)電變直流電要減小整流輸出的波動(dòng)，可5．自激振蕩：正弦波振蕩器的實(shí)質(zhì)整流輸出單向電中的脈動(dòng)成分也叫紋波（Ripple），實(shí)際上就是在直流成分中所夾雜的交流成分。紋波越大，說(shuō)明整流輸出中的交流成分越多。要想讓整流輸出平滑起來(lái)，就必須過(guò)濾掉整流輸出中的交流成分，所以上述實(shí)現(xiàn)整流輸出波形平滑的電路也稱為濾波電路。14:22:17615．自激振蕩：正弦波振蕩器的實(shí)質(zhì)整流輸出單向電中的脈動(dòng)成分也10.1.2正弦波振蕩器的組成在整流電路輸出端并聯(lián)電容器，即構(gòu)成電容濾波電路；在整流電路輸出端串聯(lián)電感器，即構(gòu)成電感濾波電路14:22:176210.1.2正弦波振蕩器的組成在整流電路輸出端并聯(lián)電容器1．濾波原理以電容濾波為例放電時(shí)間常數(shù)RLC的值越大，電容C放電越慢，負(fù)載RL上所得到的輸出電壓越平滑，電容濾波的效果越好。14:22:17631．濾波原理以電容濾波為例08:24:42142．復(fù)合濾波電路同時(shí)利用電容器抑制電壓波動(dòng)，和電感器抑制電流波動(dòng)14:22:17642．復(fù)合濾波電路同時(shí)利用電容器抑制電壓波動(dòng)，和電感器抑制電流RC濾波電路由于電感體積較大，常用電阻代替電容濾波電路用得最為廣泛。14:22:1765RC濾波電路由于電感體積較大，常用電阻代替08:24:43111.1.3整流-濾波電源的組成整流輸出的單向脈動(dòng)電，經(jīng)過(guò)濾波電路過(guò)濾之后，已經(jīng)變得很平滑了，只要濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)足夠大，輸出電壓中的紋波電壓就可以做到足夠小，輸出波形已經(jīng)足夠平滑，基本可以認(rèn)為是直流電了。14:22:176611.1.3整流-濾波電源的組成整流輸出的單向脈動(dòng)電，經(jīng)全波整流、電容濾波電路的輸出全波整流、電容濾波電路正常工作時(shí)，濾波電路的輸出電壓在0.9Ui～1.4Ui之間。

空載（負(fù)載開(kāi)路，即RL＝∞）時(shí)最大重載（RLC＝0）時(shí)最小14:22:1767全波整流、電容濾波電路的輸出全波整流、電容濾波電路正常工作時(shí)全波整流、電容濾波電路的參數(shù)濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)不能太小，通常取其中T為電網(wǎng)周期，并用下式來(lái)估算輸出電壓的平均值14:22:1768全波整流、電容濾波電路的參數(shù)濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)不能太小，添加降壓變壓器如果把整流電路直接接到220V、50Hz的單相交流電上，在濾波電路的輸出端將獲得264V的直流電壓，這個(gè)電壓顯然太高了，必須把它降下來(lái)。14:22:1769添加降壓變壓器如果把整流電路直接接到220V、50Hz的單相整流-濾波電源的組成框圖根據(jù)Uo計(jì)算U2，再根據(jù)U1和U2的比值確定變壓器的匝數(shù)比。

14:22:1770整流-濾波電源的組成框圖根據(jù)Uo計(jì)算U2，再根據(jù)U1和U2的整流-濾波電源不穩(wěn)定整流-濾波電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它所輸出的直流電壓已經(jīng)可以作為諸如直流電機(jī)等設(shè)備的電源了。但是，它依然不穩(wěn)定，所謂穩(wěn)定，指的是當(dāng)使用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，設(shè)備的性能不變。14:22:1771整流-濾波電源不穩(wěn)定整流-濾波電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它所輸出的直流電整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）直流穩(wěn)壓電源的使用環(huán)境，主要指的是作為輸入的電網(wǎng)電壓，和作為輸出的負(fù)載。整流-濾波電源對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)完全沒(méi)有抵抗能力，其輸出電壓隨著電網(wǎng)電壓的波動(dòng)而波動(dòng)；同樣，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)隨之改變，這必然導(dǎo)致濾波電路的輸出電壓隨負(fù)載大小的改變而改變。14:22:1772整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）直流穩(wěn)壓電源的使用環(huán)境，主要指的是整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）整流-濾波電源無(wú)法獲得穩(wěn)定的直流電壓，其輸出電壓隨電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而改變。對(duì)于很多半導(dǎo)體器件來(lái)說(shuō)，這樣的電源無(wú)法保證其正常使用，所以必須尋找能夠穩(wěn)定輸出電壓的方案，使其不受電網(wǎng)電壓和負(fù)載改變的影響。14:22:1773整流-濾波電源不穩(wěn)定（續(xù)）整流-濾波電源無(wú)法獲得穩(wěn)定的直流電第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源11.2線性穩(wěn)壓電源11.3開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源11.4電容變壓電路11.5無(wú)變壓器直流變壓電路的設(shè)計(jì)思路分析14:22:1774第11章直流穩(wěn)壓電源11.1整流-濾波電源08:2411.2線性穩(wěn)壓電源已知哪些能獲得穩(wěn)定電壓的方案？穩(wěn)壓二極管電壓負(fù)反饋14:22:177511.2線性穩(wěn)壓電源已知哪些能獲得穩(wěn)定電壓的方案？08:11.2線性穩(wěn)壓電源11.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路11.2.2負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路11.2.3串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路11.2.4線性穩(wěn)壓電源的組成14:22:177611.2線性穩(wěn)壓電源11.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路011.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管在是通過(guò)改變自身電流來(lái)維持兩端電壓不變的，從這個(gè)意義上說(shuō)，穩(wěn)壓管Dz相當(dāng)于一個(gè)可變電阻，電壓不變電流改變相當(dāng)于改變了其自身的阻值。

14:22:177711.2.1并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管在是通過(guò)改變自身電流11.2.2負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路只能獲得與穩(wěn)壓管擊穿電壓Uz相等的輸出電壓，這限制了它的應(yīng)用。單純依靠穩(wěn)壓管顯然不能滿足實(shí)際需要，為了獲得更多等級(jí)的直流電壓，應(yīng)考慮能否利用負(fù)反饋放大電路來(lái)實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓的要求。

14:22:177811.2.2負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路并聯(lián)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路只能獲得思考的起點(diǎn)：負(fù)反饋首先畫出負(fù)反饋框圖如圖11-12(a)所示，我們需要使用這種思路去實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠輸出穩(wěn)定直流電壓的電路14:22:1779思考的起點(diǎn)：負(fù)反饋首先畫出負(fù)反饋框圖如圖11-12(a)所示解決方案：確定輸出要穩(wěn)定直流輸出電壓Uo，所以應(yīng)該引入直流電壓負(fù)反饋；

14:22:1780解決方案：確定輸出要穩(wěn)定直流輸出電壓Uo，所以應(yīng)該引入直流電解決方案：確定輸入要穩(wěn)定負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓Uo，就必須保證負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)XREF也是穩(wěn)定的，由于穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓Uz很穩(wěn)定，所以可以把穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz作為負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)，即令XREF＝Uz，14:22:1781解決方案：確定輸入要穩(wěn)定負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓Uo，就必須保證解決方案：確定輸入（續(xù)）由此可以得到如圖11-10(b)所示的輸入電路，所以XREF應(yīng)該是參考電壓UREF。14:22:1782解決方案：確定輸入（續(xù)）由此可以得到如圖11-10(b)所示解決方案：確定整體反饋類型整個(gè)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出是電壓信號(hào)，輸入也是電壓信號(hào)，所以應(yīng)該采用電壓串聯(lián)負(fù)反饋。我們需要構(gòu)建一個(gè)以穩(wěn)壓管的Uz作為輸入的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。

14:22:1783解決方案：確定整體反饋類型整個(gè)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出是電壓信號(hào)，輸負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路14:22:1784負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路08:24:4635計(jì)算負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出利用深度負(fù)反饋條件下的“虛短虛斷法”或“反饋系數(shù)法”均可計(jì)算輸出電壓Uo的值。

（請(qǐng)自行推導(dǎo)，作為負(fù)反饋的應(yīng)用）（教材已給出完整過(guò)程）14:22:1785計(jì)算負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的輸出利用深度負(fù)反饋條件下的“虛短虛負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)圖11-13(a)所示的集成運(yùn)算放大器并聯(lián)穩(wěn)壓電路中，負(fù)載電流來(lái)自運(yùn)算放大器的輸出端，而運(yùn)放的輸出電流能力是有限的；圖11-13(b)的晶體管并聯(lián)穩(wěn)壓電路中，向負(fù)載輸出電流必須經(jīng)過(guò)集電極電阻R4，電流太大時(shí)，R4的壓降將降低負(fù)載上的輸出電壓。所以，負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路雖然實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)電壓的放大，但是其帶負(fù)載能力不足。14:22:1786負(fù)反饋并聯(lián)穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)圖11-13(a)所示的集成運(yùn)算放大11.2.3串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路為增強(qiáng)并聯(lián)穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載能力，可以把基準(zhǔn)電壓放大之后的電壓kUz，送到電壓跟隨器的輸入端，利用晶體管的電流放大能力向負(fù)載提供更大的電流。

14:22:178711.2.3串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路為增強(qiáng)并聯(lián)穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）14:22:1788串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）08:24:4639串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）14:22:1789串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）08:24:4640串聯(lián)調(diào)整管穩(wěn)壓電路（續(xù)）作為電壓跟隨器，晶體管T2在保留并聯(lián)穩(wěn)壓電路電壓放大能力的同時(shí)，還大