1、整流電路,一、單相半波整流電路,i D,電路如圖：設變壓器副邊電壓為,整流電路: 將交流電壓變換為單向脈動電壓的電路。整流元件是具有單向導電能力的二極管或晶閘管。,根據(jù)二極管的單向導電性，在二極管加正向電壓時導通，負載兩端有輸出電壓；而在加反向電壓時二極管截止，負載得不到輸出電壓。負載的電壓波形及電流波形見右下曲線圖。,二極管只在半個周期能夠導電，而負載上得到的電壓是單一方向，大小隨時間而變的(單向脈動電壓)。,對這種整流的輸出電壓，常用一個周期的平均值來表示它的大小。其平均值為,整流電壓的平均值,如果電路負載已知，則整流輸出電流的平均值為,二極管所承受的最大反向電壓：,例,有一單相整流電路,

2、負載電阻為 750,變壓器副邊電壓為20V，,試求Uo，Io及UDRM,并選用二極管。,解,查二極管參數(shù)，選用2AP4(16mA,50V)。為了使用安全此項參數(shù)選擇應比計算值大一倍左右。,二、單相橋式整流電路,單相半波整流電路只利用了電源的半個周期，并且整流電壓的脈動較大。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。,橋式整流電路的工作情況,在變壓器副邊電壓u為正半周時，二極管D1、D3導通，而二極管D2、D4截止；,當副邊電壓u為負半周時，二極管D2、D4導通，而二極管D1、D3截止。,單相橋式整流電路的輸出電壓：,負載電阻中通過的輸出電流：,每只二極管中通過的電流僅為輸出電流一半

3、：,每只二極管承受的最高反向電壓：,常見的幾種整流電路,整流電壓平均值,電 路,整流電壓波形,二極管平均電流,二極管反向電壓,副邊電流有效值,濾波器,整流電路僅將交流電轉換成單向脈動的直流電壓。這種電壓對許多電子設備遠達不到要求，往往再加接濾波器以改善電壓的脈動程度。,一、電容濾波器(C濾波器),t,0,u,t,0,u,D截止,D導通,D導通,D截止,D導通,電容濾波器的作用,電容濾波器輸出電壓的脈動程度有所改善，但帶負載能力較差。,在負載不同的情況下，取用輸出電流Io愈大輸出平均電壓Uo愈小。其外特性曲線如右圖：,采用電容濾波時，輸出電壓 的脈動程與電容器的放電時間常數(shù)RLC有關，其值愈大則

4、脈動程度就愈小。一般認為,或,即可達到要求，此時輸出電壓Uo由下式估算：,(半波),(全波),電容濾波電路中元件的選擇：,由于二極管的導通時間較短，因此通過二極管的的電流峰值較大，應避免電流沖擊損壞二極管；,由于濾波電容保持有電壓輸出，應注意二極管截止時所承受的最高反向電壓UDRM有所不同，帶電容濾波的半波整流電路,帶電容濾波的橋式整流電路UDRM不變；,常用電容器一般在101103微法，視負載電流大小而定。其耐壓值應大于輸出電壓的最大值，一般大容量電容具有極性。,二、電感電容濾波器(LC濾波器),要進一步減小輸出電壓的脈動程度，可在濾波電容之前串入鐵心電感線圈L即LC濾波器。,電感電容濾波電

5、路,由于電感線圈對整流電流的交流分量具有阻抗，L比RL大得愈多則濾波效果就愈好。,一般需要線圈的電感量較大，但其直流電阻也較大，因而會造成輸出電壓的下降。,LC濾波器適于電流較大、輸出電壓脈動很小的場合，更適合與高頻濾波。,三、形濾波器,形LC濾波電路,如果需要輸出電壓的脈動更小，可以再加一個濾波電容。 形LC濾波器的效果跟好，但整流二極管的沖擊電流較大。,由于線圈體大且重，有些情況可用電阻代替電感線圈以構成 形RC濾波器。R愈大濾波效果愈好，但將使輸出電壓下降，所以適用于負載電流較小、電壓脈動很小的場合。,形RC濾波電路,實際電源舉例,如圖電源輸出電壓為24V，電流為1.8A。變壓器副繞組N

6、3的電壓約為20V，C2起抑制高頻干擾作用；副繞組N2的電壓為5.5V，供照明指示燈用。 直流24V電池的極性可任意接入。,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,經(jīng)整流和濾波后，雖脈動程度有了最大改善，但直流電壓幅度還會隨著電網(wǎng)的波動或負載的變化而變化。,最簡單的直流穩(wěn)壓電源是利用穩(wěn)壓管組成的。 如圖采用橋式整流和電容濾波，得到直流電壓Ui，再經(jīng)過限流電阻R和穩(wěn)壓管DZ ，使負載得到一個比較穩(wěn)定的直流電壓。,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,電壓的穩(wěn)定過程,選擇穩(wěn)壓管一般規(guī)律： UZ=Uo式 IZmax=(15)Iomax Ui=(23)Uo,u Ui Uo IZ UR 保持負載電壓Uo近似不變。,當電源電壓升高時,

7、當負載增加時,Io UR Uo IZ UR 保持負載電壓Uo近似不變。,串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結構雖簡單，但穩(wěn)壓效果不夠理想，一般只適用于負載較小的情況。為提高穩(wěn)壓效果常采用代放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。,變 壓,整 流,濾 波,調(diào)整環(huán)節(jié),基準電壓,采樣環(huán)節(jié),放大環(huán)節(jié),利用變壓器將電網(wǎng)電壓變換成所需幅度的交流電壓； 橋式整流電路將交流電變成直流電； 電容式濾波使直流電的脈動成分進一步減小。,采樣環(huán)節(jié)： 由R1、R2及Rp組成的電阻分壓器，將輸出電壓的一部分 送到放大環(huán)節(jié)。電位器可調(diào)節(jié)輸出電壓。,基準電壓： 由穩(wěn)壓管DZ和R3構成，穩(wěn)壓管兩端的直流電壓UZ是穩(wěn)定性較高的直流電壓

8、。作為調(diào)整和比較的標準。,放大環(huán)節(jié)： 由晶體管T2構成的直流放大電路，其輸入電壓是采樣電壓與基準電壓之差，放大后控制調(diào)整管。 R4是其負載電阻。,基準電壓： 由穩(wěn)壓管DZ和R3構成，穩(wěn)壓管兩端的直流電壓UZ是穩(wěn)定性較高的直流電壓。作為調(diào)整和比較的標準。,調(diào)整環(huán)節(jié)： 由工作于放大狀態(tài)的功率管T1構成。其基極電流受放大環(huán)節(jié)控制，并由射極輸出直流電壓。,串聯(lián)型穩(wěn)壓電源自動調(diào)節(jié)電壓過程：,Uo UBE2 IB2 IC2 UCE2 ,Uo UCE1 IC1 IB1 UBE1 ,從調(diào)整過程看，串聯(lián)型穩(wěn)壓電源是一種串聯(lián)電壓負反饋電路。,用運算放大器做比較放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源：,集成穩(wěn)壓電路,穩(wěn)壓電源的應用場合相當廣泛，但分立件串聯(lián)型穩(wěn)壓電源及由運放構成的穩(wěn)壓電源結構比較復雜，還要注意加接保護電路。因此，單片集成穩(wěn)壓電源應運而生并且得到廣泛應用?；究梢宰龅矫庹{(diào)試，且體積小、可靠性高、使用靈活、價格低廉。,一、簡單的集成穩(wěn)壓電源,二、單片集成穩(wěn)壓電源,目前最普遍應用的單片穩(wěn)壓電源是W7800系列和W7900系列。其內(nèi)部電路是在串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路的基礎上構成的。只有三個引出端：輸入端1、輸出端 2 和公共端 3 (俗稱三端集成穩(wěn)壓器)。,1. 外形圖和主要參數(shù),2. 典型應用電路,W7800系列為正電源輸出，典型應用只需在輸入端和輸出端與地之間各并聯(lián)一個電容即可。前者抵消較長輸入線的電感效