1、10.1 整流電路整流電路10.2 濾波電路濾波電路10.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路10.4 集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用作業(yè)：思考：作業(yè)：思考：10-1、 10-2 習(xí)題：習(xí)題：10-5 、10-17 、10-19（1）電源變壓器 將市電交流電壓轉(zhuǎn)換為符合整流需要的幅值較低的交流電壓。（2）整流電路 利用整流元件，將正弦交流電壓變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)電壓。（3）濾波電路 利用電容、電感元件將直流脈動(dòng)電壓中的諧波成分濾除掉，使之變?yōu)楸容^平滑的脈動(dòng)直流電壓。 （4）穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路的作用是使直流輸出電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)的影響。 (負(fù)載電阻上電壓的平均值）負(fù)載電阻上電壓的平均值）2O(AV

2、)220212sin()0.452UUUtdtUt= 0時(shí)：tUuosin22t= 2時(shí)：0ou（2）負(fù)載電流的平均值:IO(A V)=UO(A V)RL =0.45U2RLO(AV)O1MUUS S越大，脈動(dòng)越大。經(jīng)推導(dǎo)：S 1.57半波整流電路的輸出脈動(dòng)很大3.3. 一般根據(jù)流過(guò)二極管的正向平均電流和它所承受的最大反向電壓來(lái)選擇。 ID(A V)= IO(AV) 0.45U2 /RL 半波整流電路中，二極管的正向平均電流等于負(fù)載電流平均值: 二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓:RM22UU4.4.單相半波整流電路簡(jiǎn)單易行；由于它僅利用了交流電路的半個(gè)周期，所以輸出電壓低，脈動(dòng)

3、大（即交流分量大）， 效率低。只適用于整流電流較小，對(duì)脈動(dòng)要求不高的場(chǎng)合。一般畫(huà)法一般畫(huà)法 簡(jiǎn)化畫(huà)法簡(jiǎn)化畫(huà)法工作原理工作原理D1和D2導(dǎo)通,D3和D4截止(相當(dāng)于開(kāi)路)Tio+u2u1RLuo+D4D2D3D1+D3 和 D4導(dǎo)通, D1和 D2截止。 u2Tu1RLD4D2D3uoioD1+工作原理工作原理o t 2 3 u22U2 touo 2 3 2U2 touD2U2 2 3 toiDIm 2 3 D1、D2電流D3、D4電流D3、D4電壓D1、D2電壓UO(A V) 0.9U2ttdUUsin2120O(AV)67.0O(AV)O1MUUS0.9U2RLIO(A V)=UO(AV)R

4、L 在變壓器副邊電壓相同且負(fù)載相同的情況下，全波整流電路的輸出電壓與輸出電流的平均值是半波整流電路的兩倍，輸出電壓的脈動(dòng)減小，變壓器利用率高，應(yīng)用廣泛。3.ID(A V)= IO(A V) / 2 0.45U2 /RL（同半波整流電路） 每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過(guò)電流，故每個(gè)二極管的平均電流只有負(fù)載上平均電流的一半。 二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓。（同半波整流電路）RM22UU實(shí)際選用時(shí)，應(yīng)至少有實(shí)際選用時(shí)，應(yīng)至少有10%的余量。的余量。4. 1）橋式整流電路與半波整流電路相比，在相同的變壓器副邊電壓下，對(duì)二極管要求相同。 2）橋式整流電路的輸出電壓與輸出電

5、流的平均值是半波整流電路的兩倍。 3）輸出電壓高，脈動(dòng)小，變壓器利用率高，因此得到廣泛應(yīng)用。（1）如何選用二極管?(求最大整流電流及反向峰值電壓）例10-1 已知交流電源電壓 ，負(fù)載電阻 ，采用單相橋式整流電路供電，要求輸 出電壓 。VUI22050LRVUO24解:（1）負(fù)載電流：mAVRUILOO4805024二極管的平均電流：mAIIOD24021變壓器二次側(cè)電壓有效值：V.V.UUO6269024902 考慮到變壓器二次側(cè)及管子的壓降，變壓器二次電壓大約需提高10% ，即V.V.U329116262 可選用型號(hào)為2CZ54C的二極管，其最大整流電流為500mA，反向工作峰值電壓為100

6、V。 變壓器的電壓比：57329220.V.Vn二次側(cè)電流有效值：A.mA.mA.IIO530353390480902二極管最大反向電壓：V.V.UURM441329222電源變壓器容量：VA.mA.V.IU531553032922（2）求電源變壓器的電壓比與容量。 二極管導(dǎo)通時(shí)給電容充電,二極管截止時(shí)電容向負(fù)載放電濾波后輸出電壓 uo的波形變得平滑,平均值提高。1.1.u2Tu1RLD1D4D2D3uoioCuC+- -tiD0tuOt1t4t3t2 02.2.22UAB段D1、D2通， C充電uo= uc = u2 BC段D1、D2 止，C放電uo= uc u2CD段D1、D2 止，C放電

7、uo= uc u2導(dǎo)通角紅：U2正半周；綠： U2負(fù)半周。放電時(shí)間常數(shù)由RLC決定。RLC =（25）T/2時(shí)，Uo(A V) 1.2U2為獲得較好的濾波效果，為獲得較好的濾波效果，C的容量應(yīng)選大些。的容量應(yīng)選大些。2.2. 為了減小輸出電壓的脈動(dòng)程度，在濾波電容之前串接一個(gè)鐵心線圈，就組成了電感電容濾波（LC濾波）電路 由于通過(guò)電感線圈的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中要產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，因而使負(fù)載電流和負(fù)載電壓的脈動(dòng)大大減小 頻率越高，電感越大，濾波效果越好。 LC 形濾波電路相當(dāng)于在LC 濾波電路的前面并聯(lián)一個(gè)濾波電容 這樣，濾波效果比LC 濾波更好。（但整流二極管的沖擊電流較大）1C

8、 由于電感線圈體積大而且笨重，成本又高，所以有時(shí)用電阻R代替 形濾波電路中的電感線圈，構(gòu)成了RC- 形濾波電路。它是利用R和C對(duì)輸入回路整流后電壓的交直流分量的不同分壓作用來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波作用的。（自學(xué)）（自學(xué)） 當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載變化時(shí)，整流濾波電路的輸出電壓會(huì)隨之變化。為了能夠提供更加穩(wěn)定的直流電壓，需要在整流濾波后面加入穩(wěn)壓電路。常數(shù)LRIIOOrUUUUS常數(shù)T1.1. 穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)S Sr r 負(fù)載及環(huán)境溫度T 不變時(shí),直流輸出電壓 的相對(duì)變化量與穩(wěn)壓電路輸入電壓 的相對(duì)變化量之比。OUIU2. 輸出電阻輸出電阻Ro 穩(wěn)壓電路輸入電壓一定時(shí)，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對(duì)值

9、。3. 最大紋波電壓最大紋波電壓常數(shù)IUOOOIUR常數(shù)T 穩(wěn)壓電路輸出端的交流分量，用有效值或幅值表示。 電路中由于穩(wěn)壓管VS與負(fù)載電阻并聯(lián)，所以也叫做“并聯(lián)型穩(wěn)壓電路” 。 電流在一定范圍內(nèi)變化時(shí)， 可基本保持一定。電路中限流電阻R不可少，它起調(diào)節(jié)電壓的作用。ZUOZRORIIIIUUU,RL IO I UO(UZ) IZ I UO 當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)（設(shè)輸入電壓保持不變）：UI UO (UZ) IZ I UR UO 當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)（設(shè)負(fù)載電阻保持不變）：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)（設(shè)負(fù)載電阻保持不變）： 當(dāng)電網(wǎng)電壓最高而負(fù)載電流最小時(shí)，流過(guò)穩(wěn)當(dāng)電網(wǎng)電壓最高而負(fù)載電流最小時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流最大壓管

10、的電流最大minminOmaxZZaxImmaxZminOZaxImRIIUURIIRUU 限流電阻必須使穩(wěn)壓管處在穩(wěn)壓區(qū)限流電阻必須使穩(wěn)壓管處在穩(wěn)壓區(qū),即即maxZZminZIII 當(dāng)電網(wǎng)電壓最低而負(fù)載電流最大時(shí)，流過(guò)穩(wěn)當(dāng)電網(wǎng)電壓最低而負(fù)載電流最大時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流最小壓管的電流最小 maxmaxOminZZinImminZmaxOZinImRIIUURIIRUU 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路在輸出電壓不需調(diào)節(jié)、負(fù)載電流比較小的情況下，效果比較好。1.輸出電壓由穩(wěn)壓管的型號(hào)決定，不可隨意調(diào)節(jié)；2.電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流的變化大時(shí)，電路將不能適應(yīng)。缺點(diǎn)：1.1.調(diào)整元件和負(fù)載串聯(lián)。 A構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電

11、路，加深度負(fù)反饋以提高輸出電壓的穩(wěn)定性。 VT可以擴(kuò)大輸出電流。具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 當(dāng)輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載變化引起輸出電壓UO升高時(shí)，輸出電壓的變化通過(guò)取樣值Uf反饋到運(yùn)放的反相輸入端。因同相輸入端接基準(zhǔn)電壓UZ，經(jīng)比較放大后，使運(yùn)放A的輸出電壓（即VT的基極電壓）降低。因?yàn)閂T接成了射極跟隨器，所以輸出電壓UO也隨之降低。這一穩(wěn)壓過(guò)程可簡(jiǎn)單表示為： ZOURRRRU52411 深度電壓負(fù)反饋存在 UN=UP=UZ，運(yùn)放A構(gòu)成同相比例運(yùn)算電路，故輸出電壓為：UZ一定一定UO Uf UB UO ZRPmaxOOURRRRUU221ZRPRPminOOURRRR

12、RUU221最小，為時(shí)，輸出電壓的滑動(dòng)點(diǎn)在最上端，即當(dāng)RPRRRP5最大，為時(shí)，輸出電壓的滑動(dòng)點(diǎn)在最下端，即當(dāng)05RRP（自學(xué)）（自學(xué)） 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管工作在線性放大區(qū)。這種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出紋波小，穩(wěn)壓性能好。但在負(fù)載電流較大時(shí)，調(diào)整管的集電極損耗（PC=VCEIO）相當(dāng)大，電源效率較低，一般為40%60%,往往需配置笨重的散熱裝置。 開(kāi)關(guān)式開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源中的調(diào)整管主要工作在飽中的調(diào)整管主要工作在飽和導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)。和導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)。 調(diào)整管飽和導(dǎo)通時(shí)，管子壓降調(diào)整管飽和導(dǎo)通時(shí)，管子壓降U UCESCES很?。缓苄?；在調(diào)整管截止時(shí)，管子電流在調(diào)整管截止時(shí)，管子電

13、流I ICECE也很小，所以也很小，所以調(diào)整管的管耗很小。調(diào)整管的管耗很小。 電源效率可提高到電源效率可提高到80%80%95%,95%,同時(shí)省去了同時(shí)省去了笨重的散熱裝置，體積小、重量輕。笨重的散熱裝置，體積小、重量輕。 開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)是輸出電壓所含紋波是輸出電壓所含紋波較大，對(duì)電子設(shè)備有較大干擾。較大，對(duì)電子設(shè)備有較大干擾。 在線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基礎(chǔ)上增加了LC濾波電路、固定頻率三角波發(fā)生器、比較放大電路和比較電路。(1)電路構(gòu)成電路構(gòu)成 電路中調(diào)整管VT與負(fù)載相串聯(lián)。 輸出電壓總是小于輸入電壓，屬于降壓型穩(wěn)壓電路。(1)電路構(gòu)成電路構(gòu)成(2)工作原理工作

14、原理 UI是整流濾波電路的輸出電壓，uB是比較電路的輸出電壓，利用uB來(lái)控制調(diào)整管VT的通與斷，把UI變換成斷續(xù)的矩形脈沖電壓uE（uD），再經(jīng)LC濾波后輸出平滑的直流電壓UO。 當(dāng)VT導(dǎo)通時(shí)，VD截止，L儲(chǔ)能，有負(fù)載電流；當(dāng)VT截止時(shí)，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，VD導(dǎo)通，仍有負(fù)載電流。VD稱“續(xù)流二極管”。 構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)后，正常情況下構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)后，正常情況下 uB占空比為占空比為50%， UO增大時(shí)，閉環(huán)反饋系統(tǒng)使增大時(shí)，閉環(huán)反饋系統(tǒng)使 uB占空比小于占空比小于50%， UO 減小時(shí)，閉環(huán)反饋系統(tǒng)使減小時(shí)，閉環(huán)反饋系統(tǒng)使 uB占空比大于占空比大于50%。(2)工作原理工作原理(2)工作原理

15、工作原理 用輸出采樣電壓來(lái)控制調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間，用輸出采樣電壓來(lái)控制調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)并與負(fù)載并聯(lián)。調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)并與負(fù)載并聯(lián)。 利用電感的儲(chǔ)能作用，負(fù)載上的輸出電壓是輸入利用電感的儲(chǔ)能作用，負(fù)載上的輸出電壓是輸入電壓和電感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)共同作用的結(jié)果，使輸出電電壓和電感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)共同作用的結(jié)果，使輸出電壓大于輸入電壓，屬于壓大于輸入電壓，屬于升壓型升壓型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路。（自學(xué)）（自學(xué)） 開(kāi)關(guān)式并聯(lián)型穩(wěn)壓電路主回路開(kāi)關(guān)式并聯(lián)型穩(wěn)壓電路主回路(自學(xué)）自學(xué)） 在線性集成穩(wěn)壓器件中，“三端集成穩(wěn)壓器”只有三個(gè)引腳，即

16、輸入端、輸出端和公共端（或調(diào)整端）。 三端集成穩(wěn)壓器按輸出電壓是否可調(diào)分為“固定式”和“可調(diào)式”兩類。 正電源正電源W78系列系列： 輸出電壓：輸出電壓：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V 輸出電流：輸出電流： W78 系列系列1.5A； W78M 系列系列0.5A ； W78L 系列系列0.1A 負(fù)電源負(fù)電源W79 系列：系列： 輸出電壓：輸出電壓：5V、6V、9V、12V、 15V、18V、24V 輸出電流：同上輸出電流：同上W78XX型三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器的電路符號(hào)三端集成穩(wěn)壓器的電路符號(hào)負(fù)輸出負(fù)輸出正輸出正輸出CW78 +231輸入端輸入端公共端公共端調(diào)整端調(diào)整端

17、CW79 13_2_輸入端輸入端公共端公共端調(diào)整端調(diào)整端W7805的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)框圖的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)框圖 可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器的特點(diǎn)是輸出電壓連續(xù)可調(diào)。這類器件是依靠外接電阻來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的，輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍較寬。其外形、圖形符號(hào)如圖所示。 W7系列為系列為可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器。 W117、W217和和W317為正電壓輸出，為正電壓輸出， W137、W237和和W337為負(fù)電壓輸出。為負(fù)電壓輸出。 與與W78相類似，相類似，最大最大輸出電流也有輸出電流也有0.10.1A ( (W117L) )、0.50.5A( (W117M) )和和1.51.5A( (W117) )三檔。

18、三檔。 )1 (12RRUUREFO1.25VW317電路框圖及外接電阻上的電壓為基準(zhǔn)電壓。上的電壓為基準(zhǔn)電壓。通常 為固定電阻為 可調(diào)電阻。1R2R1R一般使用中應(yīng)滿足40V(UIUO) 3V.（1 1）輸出正電壓）輸出正電壓 2.2.W78XX和和W79XX固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（2 2）輸出負(fù)電壓）輸出負(fù)電壓 2.2.W78XX和和W79XX固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（3 3）同時(shí)輸出正電壓和負(fù)電壓）同時(shí)輸出正電壓和負(fù)電壓 2.2.W78XX和和W79XX固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（4 4）擴(kuò)大輸出電壓）擴(kuò)大輸出電壓 URRRRPRUO3121URPRRRPRUO121minURRRPRUO121max2.2.W78XX和和W79XX固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（5 5）擴(kuò)大輸出電流）擴(kuò)大輸出電流OCOIII12.2.W78XX和和W79XX固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用固定式集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（1 1）輸出正電壓可調(diào)）輸出正電壓可調(diào)4.4.WXX7可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓