整流與穩壓電路第一頁，共31頁。

整流電路的功能是將電力網提供的交流電壓變換為直流電壓。穩壓電路具有調節功能，將整流電路輸出的不穩定直流電壓轉換為穩定的直流電壓。第二頁，共31頁。設

v2=V2msin

t忽略二極管的導通電壓，并設導通電阻為RD。

v2>vo二極管導通，電容充電。

v2<vo

二極管截止，電容放電。

動態平衡后，二極管電流iD=iO

是一串窄脈沖序列。

1.5.1整流電路

整流電路有半波、全波、橋式三種基本形式。

一、半波整流電路第三頁，共31頁。

波動電壓稱為紋波電壓。平均電流Io就是輸出整流電流，Io在RL上的電壓Vo就是整流電壓。經過RLCL的濾波，輸出電壓是直流電壓VO

和一個鋸齒狀波動電壓的疊加。第四頁，共31頁。二、全波和橋式整流電路1．全波整流電路全波整流電路如圖1–5–4(a)所示。

當v2>vO時，二極管導通，所以在v2

的正負半周D1

和D2

輪流導通。

穩態波形如圖1–5–4(b)所示。第五頁，共31頁。O由于電流脈沖的頻率比半波整流提高一倍，輸出的直流電流IO和輸出電壓VO比半波整流電路大，RL和CL的濾波作用提高，紋波電壓比半波整流電路小。第六頁，共31頁。圖1-5-5橋式整流電路及其電壓和電流波形

IO與VO與全波整流電路相同，但截止時的反向電壓由兩只二極管共同承擔。電壓和電流的波形如圖1–5–5(d)、(e)、(f)所示。

2．橋式整流電路第七頁，共31頁。圖1–5–5橋式整流電路及其電壓和電流波形

如圖1–5–5(a)所示，v2正峰值附近D1、D3導通，D2、D4截止。v2負峰值附近D2、D4導通，D1、D3截止。第八頁，共31頁。四、倍壓整流電路適用于VO

大，IO

小的場合。

動態平衡后，v2

正峰值附近D1

導通，向CL1

充電，充電電壓vO1，v2

負峰值附近D2

導通，向CL2

充電，充電電壓vO2。負載RL

上的電壓為半波整流電路的兩倍。

同樣原理可以構成多次倍壓電路。第九頁，共31頁。三倍壓整流電路第十頁，共31頁。多倍壓整流電路輸出整流電壓的倍數等于二極管的數目第十一頁，共31頁。1.5.2串聯型穩壓器一、工作原理1．組成串聯型穩壓器的組成如圖1-5-12(a)所示。圖1-5-12(a)串聯穩壓電路的組成方框圖

串聯型穩壓器組成：調整管、取樣電路、基準電壓源和比較放大器。

調整管——功率管或復合管與負載串聯。

比較放大器——單管放大器、差分放大器、集成運放等。第十二頁，共31頁。串聯型穩壓器的工作原理如圖1–5–12(b)所示。T5—調整管，工作在放大區。

VB5

VCE5

。

R1、R2取樣電路。取樣電壓

基準電壓VREF

由T1、T2

組成的差分放大器作為比較放大器，T3、T4

為有源負載。

第十三頁，共31頁。當VS=VREF

VO=VI-VCE5=VREF/n

若VI

或RL

變化使VO

增加VO

VS

(VREF

不變)

VC2=VB5

VCE5

VO

。

反之亦然。

第十四頁，共31頁。二、穩壓性能1．穩壓系數SV

輸入電壓變化

VI

時，輸出電壓的相對變化量稱為穩壓系數

2．負載調整率

SI

輸入電壓VI不變，輸出電流變化時，輸出電壓的相對變化量稱為負載調整率第十五頁，共31頁。

1．穩壓系數SV

2．負載調整率

SI

3．輸出電阻Ro

將穩壓源等效為一個電壓源時的內阻。除以上參數外，還有紋波抑制比Srip和輸出電壓溫度系數ST等。第十六頁，共31頁。三、集成串聯穩壓電源

1．基準電壓源電路

穩壓二極管構成的基準電壓源電路如圖1–5–13(a)所示。設T管的發射結和D2、D3的正向導通電壓均相等，用V(on)表示。第十七頁，共31頁。基準電壓VREF

VZ(6~8

V)具有正溫度系數，V(on)

具有負溫度系數。

第十八頁，共31頁。滿足時，基準電壓VREF的溫度系數第十九頁，共31頁。如圖1–5–13(b)所示的能隙基準電壓源電路中

忽略T3

管的基極電流

VT

具有正溫度系數，VBE(on)

具有負溫度系數。適當選擇電阻的比值(R2/R3)，可以使VREF

的溫度系數為零。

第二十頁，共31頁。1.5.3開關型穩壓器

開關型穩壓器的調整管工作在開關狀態，通過控制開關的啟閉時間來調整輸出電壓。

一、直流–直流變換器1．降壓型變換器

S閉合：vA=VI，D截止，電感L1

充電。

S斷開：vA=0，D導通(設VD(on)=0)，電感L1

放電。

＋VI－＋Vo－第二十一頁，共31頁。＋VI－＋Vo－iLS閉合S閉合S閉合S斷開S斷開S斷開L充電L放電iLtontoff充電放電第二十二頁，共31頁。＋VI－＋Vo－iL2、升壓型開關穩壓電源S閉合S閉合S閉合S斷開S斷開S斷開tontoffL充電L放電充電放電第二十三頁，共31頁。充電放電穩定后改變控制脈沖的占空系數即可改變輸出電壓第二十四頁，共31頁。3、降壓－升壓型開關電源＋VI－－Vo＋iLS閉合S閉合S閉合S斷開S斷開S斷開tontoffL充電L放電充電放電第二十五頁，共31頁。放電充電穩定后改變控制脈沖的占空系數即可改變輸出電壓第二十六頁，共31頁。1-21iiii4i5ivvvvvvvvvi=5vii=Ivo=vio=5i第二十七