第五章直流電源第二節(jié)濾波電路第四節(jié)直流穩(wěn)壓電源第三節(jié)穩(wěn)壓電路back第一節(jié)單相橋式整流電路單相橋式整流電路單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)1單相橋式整流電路的工作原理2負(fù)載電壓、電流值的計算3整流二極管的參數(shù)4CompanyLogo

圖中電源變壓器T起到電壓變換和隔離市電電源的作用。二極管V1~V4起整流作用，稱為整流元件，它們組成橋式電路結(jié)構(gòu)。整流電路的負(fù)載電阻為RL。單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)CompanyLogo單相橋式整流電路的工作原理1.輸入電壓為正半周時，A點電位最高，B點電位最低。二極管V1和V3正向偏置導(dǎo)通，V2

和V4反向偏置截止。電流通路為：A→V1→RL→V3→B，如圖5-2a所示。流過直流負(fù)載RL的電流方向為從上向下。CompanyLogo單相橋式整流電路的工作原理2.輸入電壓為負(fù)半周時，B點電位最高，A點電位最低。二極管V2和V4正向偏置導(dǎo)通，V1和V3反向偏置截止。電流通路為：B→V2→RL→V4→A，如圖5-2b所示。流過直流負(fù)載RL的電流方向還是從上向下。CompanyLogo負(fù)載電壓、電流值的計算橋式整流電路負(fù)載上能得到的直流電壓是輸出電壓在一個周期中的平均值：

流過負(fù)載RL的電流為CompanyLogo整流二極管的參數(shù)

1.二極管正向平均電流ID在橋式整流電路中，四只二極管在電源電壓變化一周內(nèi)是輪流導(dǎo)通的，所以流過每個二極管的電流都等于負(fù)載電流的一半，即

2.二極管承受的最大反向電壓URM每個二極管在截止時承受的反向峰值電壓就是電源電壓的最大值，即CompanyLogo濾波電路電容濾波電路1電感濾波電路2復(fù)式濾波電路3CompanyLogo電容濾波電路

濾波電路又稱濾波器，它能將單方向的脈動電壓、電流變換為平滑的電壓、電流。

電容濾波電路是在整流電路的輸出端與負(fù)載之間并聯(lián)一個濾波電容C而組成的，如圖5-5a所示。它利用電容器的充、放電特性使電壓趨于平滑。CompanyLogo電容濾波電路

波形圖中實線為未加電容濾波時uo的波形。加入濾波電容C，整流輸出的電壓在向負(fù)載RL供電的同時，也給電容器C充電。當(dāng)充電電壓達到最大值U2后，u2開始下降，電容器C開始向負(fù)載電阻放電，維持負(fù)載兩端電壓緩慢下降，填補相鄰兩峰電壓的空白。電容器C的放電過程一直持續(xù)到下一個整流電壓波到來，當(dāng)u2>uC時，電容器C又開始充電，如此不間斷的充電、放電……使輸出電壓的脈動程度大大減小，而且輸出電壓Uo的平均值增大。CompanyLogo電感濾波電路

電感濾波電路是在整流電路的輸出回路串聯(lián)一個較大的電感線圈L組成的，如圖5-6a所示。它利用電感線圈直流電阻小、交流阻抗大的特性進行濾波。

整流輸出的電壓，可以看成由直流分量和交流分量疊加而成。因電感線圈的直流阻抗很小，交流電抗很大，故直流分量順利通過，交流分量將全部降到電感線圈上，這樣在負(fù)載RL上得到比較平滑的直流電壓，如圖5-6b所示。電感濾波電路的輸出電壓為Uo=0.9U2

CompanyLogo復(fù)式濾波電路圖5-7a為帶L型濾波器的橋式整流電路。整流輸出的脈動直流經(jīng)過電感L，交流成分被削弱，再經(jīng)過電容C濾波，就可在負(fù)載上獲得更加平滑的直流電壓，在大功率整流電路中常被采用。圖5-7b為帶π型濾波器的橋式整流電路。整流輸出的脈動直流經(jīng)過電容C1濾波后，再經(jīng)電感L和電容C2濾波，使脈動成分大大降低，在負(fù)載上可獲得平滑的直流電壓，在小功率整流電路中常被采用。CompanyLogo穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管的特性1穩(wěn)壓電路的工作原理2穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)3CompanyLogo穩(wěn)壓二極管的特性穩(wěn)壓二極管的正向伏安特性和普通二極管相似。它主要工作在反向擊穿狀態(tài)（圖中曲線AB段）。當(dāng)反向工作電流IZ滿足IA<IZ<IB時，盡管反向電流?

IZ變化很大，但穩(wěn)壓管兩端電壓?

VZ幾乎不變或變化很小，這就是穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性。當(dāng)外加反向電壓減小或撤除后，穩(wěn)壓二極管能恢復(fù)到擊穿前的狀態(tài)，所以它可以反復(fù)使用。CompanyLogo穩(wěn)壓電路的工作原理

1.當(dāng)穩(wěn)壓電路的輸入電壓UI保持不變，負(fù)載電阻RL減小時，輸出電壓UO將降低，穩(wěn)壓管兩端的電壓UZ下降，電流IZ迅速減小，流過電阻R的電流I也減小，導(dǎo)致R上的壓降UR下降，根據(jù)UO＝UI－RI的關(guān)系，輸出電壓UO增加。上述過程表述如下：

RL↓→UO↓→UZ↓→IZ↓→I↓→UR↓→UO如果負(fù)載RL增加，其工作過程與上述相反，輸出電壓UO基本保持不變。CompanyLogo穩(wěn)壓電路的工作原理

2.當(dāng)負(fù)載電阻RL保持不變，電網(wǎng)電壓變化導(dǎo)致輸入電壓UI增加時，輸出電壓UO將隨之增加，穩(wěn)壓管的電流IZ急劇增加，限流電阻R上的壓降UR增加，根據(jù)UO＝UI－RI的關(guān)系，輸出電壓UO將減小。上述過程表述如下：UI↑→UO↑→UZ↑→IZ↑→I↑→UR↑→UO↓如果輸入電壓UI降低，其工作過程與上述相反，輸出電壓UO基本保持不變。CompanyLogo穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)1.穩(wěn)定電壓UZ:穩(wěn)壓管在規(guī)定電流下的反向擊穿電壓。一般在半導(dǎo)體器件手冊中給出某一型號穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓范圍。2.穩(wěn)定電流IZ:穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓下的工作電流。3.最大穩(wěn)定電流IZmax:穩(wěn)壓管允許長期通過的最大反向電流。4.動態(tài)電阻rZ:穩(wěn)壓管兩端電壓變化量與電流變化量的比值，即rZ=

VZ/

IZ。rZ

越小，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能越好。CompanyLogo直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓類型概述1串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源2集成穩(wěn)壓器簡介3CompanyLogo穩(wěn)壓類型概述直流穩(wěn)壓電源是當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載發(fā)生變化時，能基本保持輸出電壓不變的電源裝置。它一般由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等四部分組成，其框圖結(jié)構(gòu)如圖5-10所示。穩(wěn)壓電源中的穩(wěn)壓電路按電壓調(diào)整元件與負(fù)載連接方式的不同可分為并聯(lián)型穩(wěn)壓電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。CompanyLogo穩(wěn)壓類型概述

圖5-11a所示的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路，調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián)，其穩(wěn)壓原理已在第三節(jié)中分析過。這種電路的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，但輸出電流較小（僅幾十毫安），輸出電壓不能調(diào)解，穩(wěn)壓性能也較差，適用于電壓固定、負(fù)載電流小、負(fù)載變動不大的場合，如作基準(zhǔn)電壓源等。圖5-11b所示的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，因調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)而得名，這種電路的穩(wěn)壓過程是通過調(diào)整元件的電壓調(diào)整作用實現(xiàn)的。它可以輸出較大的電流，輸出電壓穩(wěn)定性高，而且可以調(diào)節(jié)，應(yīng)用比較廣泛。CompanyLogo串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源

當(dāng)電網(wǎng)電壓變動或負(fù)載電阻變化使輸出電壓UO增加時，UBE＝UB－UO，由于基極電壓UB被穩(wěn)壓管VZ穩(wěn)住不變，則UBE減小，基極電流IB相應(yīng)減小，從而使晶體管集電極—發(fā)射極間等效電阻增大，UCE增加，抵消了UO的增加，達到了穩(wěn)定電壓的效果。上述過程表述如下：

UO↑→UBE↓→IB↓→UCE↑→UO↓因負(fù)載電流由晶體管VT供給，所以與并聯(lián)型穩(wěn)壓電路相比，可以提供較大的負(fù)載電流。CompanyLogo集成穩(wěn)壓器簡介

三端集成穩(wěn)壓器有三個接線端，管腳1為不穩(wěn)定電壓輸入端，管腳2為穩(wěn)定電壓輸出端，管腳3為公共端，它的外形和符號如圖5-13所示。目前國產(chǎn)的三端集成穩(wěn)壓器有CW78

系列（輸出為正電壓）和CW79

系列（輸出為負(fù)電壓）等，其輸出電壓有±5V、±