山大復(fù)試第9章

9.1整流與濾波電路9.2串聯(lián)式穩(wěn)壓電路9.3集成串聯(lián)式穩(wěn)壓電路9.4集成開關(guān)式穩(wěn)壓電路第九章直流穩(wěn)壓電源電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交碾妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動(dòng)、負(fù)載變化及溫度變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo220V9.1整流與濾波電路1.半波整流電路二極管導(dǎo)通二極管截止+–+–u2>0時(shí):u2<0時(shí):一.單相整流電路u2uLuDt2340-D++++12L+uRL1u2u220ViLuL=u2uL=0主要參數(shù)：IL=UL/RL=0.45U2

/RL

uL20t（2）輸出電流平均值IL

：IL

（1）輸出電壓平均值UL：U2——正弦交流信號(hào)u2的有效值（3）流過(guò)二極管的平均電流：uD20tURMID

=ILURM=22U（4）二極管承受的最高反向電壓：IL

ID+–+–+–+–當(dāng)u2正半周時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止。當(dāng)u2負(fù)半周時(shí)，D2導(dǎo)通，D1截止。變壓器副邊感應(yīng)出兩個(gè)相等的交流電壓u2u2uLuD1t2340uD22u22u22.全波整流電路uL20tIL=UL/RL=0.9U2

/RL

主要參數(shù)：（2）輸出電流平均值IL

：（1）輸出電壓平均值UL：ILuL20t（3）流過(guò)二極管的平均電流：ID1=ID2=ID

=IL/2（4）二極管承受的最高反向電壓：ILuD20t2u2iL20tiD120tiD220tID1ID23.橋式整流電路（1）組成：由四個(gè)二極管組成橋路u2uLu1u2TD4D2D1D3RLuLu2正半周時(shí):D1

、D3導(dǎo)通，D2、D4截止+–（2）工作原理：u2uLu2正半周時(shí):D1

、D3導(dǎo)通，D2、D4截止（2）工作原理：u2uLu2負(fù)半周時(shí)：D2、D4

導(dǎo)通，D1

、D3截止-+輸出電壓平均值：UL=0.9U2輸出電流平均值:IL=UL/RL=0.9U2

/RL

流過(guò)二極管的平均電流：ID=IL/2u2uL（3）主要參數(shù)：二極管承受的最大反向電壓：URM=22U+–集成硅整流橋：u2uL+

–

~+~-二、濾波電路交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波脈動(dòng)小的直流電壓RLC電容濾波器RLL電感濾波器1.電容濾波電路(1)電容濾波電路結(jié)構(gòu)及原理a橋式整流電容濾波電路u1u2u1bD4D2D1D3RLuLSC濾波RL接入（且RLC較大）時(shí)u2tuL

uCt無(wú)濾波電容的波形

有濾波電容的波形u1u2u1bD4D2D1D3RLuLSC

=RLC

=(RINT//RL)C

濾波RL未接入時(shí)a近似估算:UL=(1.1~1.2)U2電容濾波電路的特點(diǎn)：RLC愈大C放電愈慢UL(平均值)愈大一般?。?T:u2的周期)(a)輸出電壓平均值UL1.4U2>UL>0.9U2tuL

uC(b)

電容濾波電路的輸出特性濾波但RL開路

(RL＝∞)

整流(RL→0)RLC≥（5～10）TUL=(1.1~1.2)U2RLUL1.4U2>UL>0.9U2ULIL1.4U20.9U20iDttuL

uC(c)流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大整流管導(dǎo)電時(shí)間短暫iD的峰值電流較大2.電感濾波電路輸出電壓平均值:UL=0.9U2電感L本身具有抑制電流變化的特性，可以使負(fù)載電流保持穩(wěn)定，uL穩(wěn)定。由于電感L的反電勢(shì)阻礙電流變化，因而二極管的瞬時(shí)電流減小?？梢怨ぷ髟诖箅娏鞔蠊β实膱?chǎng)合。直流電壓為03.其它濾波電路

為進(jìn)一步改善濾波特性，可將上述濾波電路組合起來(lái)使用。LC濾波電路RCπ型濾波電路9.2穩(wěn)壓電路交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波有波紋的直流電壓穩(wěn)壓直流電壓穩(wěn)壓電路類型:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)壓性能好，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛。已有集成電路。但功耗大，效率低。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)式穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路電路最簡(jiǎn)單，但是穩(wěn)壓范圍小，不可調(diào)。一般常用來(lái)提供基準(zhǔn)電壓，或作為簡(jiǎn)單電源使用。功耗小、效率較高、體積小、重量輕，但穩(wěn)壓性能略差，技術(shù)較復(fù)雜。一.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.穩(wěn)壓原理濾波后的輸出穩(wěn)壓后的輸出1.結(jié)構(gòu)根據(jù)電路圖可知穩(wěn)壓過(guò)程：

→UO↑Ui↑→I→IZ→URUO↓→

UZ

↑(RL

↑)將穩(wěn)壓二極管電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，從而起到調(diào)節(jié)作用，同時(shí)也起到限流作用。關(guān)鍵：穩(wěn)壓管擊穿區(qū)有很高的調(diào)整靈敏度，才可以有效穩(wěn)定輸出。有差調(diào)節(jié)3.限流電阻的計(jì)算限流電阻的計(jì)算如下：（1）當(dāng)輸入電壓最小，負(fù)載電流最大時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流最小。此時(shí)IZ不應(yīng)小于IZmin，由此可計(jì)算出限流電阻的最大值。即穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：（1）穩(wěn)壓范圍小（2）輸出電壓不可調(diào)

（2）當(dāng)輸入電壓最大，負(fù)載電流最小時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流最大。此時(shí)IZ不應(yīng)超過(guò)IZmax，由此可計(jì)算出限流電阻的最小值。即二.串聯(lián)式穩(wěn)壓電路1.電路結(jié)構(gòu):調(diào)整環(huán)節(jié)、取樣電路、比較放大環(huán)節(jié)、基準(zhǔn)電壓。濾波后的輸出穩(wěn)壓后的輸出串聯(lián)式穩(wěn)壓電路方框圖VCC_CIRCLER1+-+-OUUiR2基準(zhǔn)電壓∞△+-+A比較放大環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)負(fù)載UCE+-UREFUfiB根據(jù)uO的變化自動(dòng)調(diào)整uCE，來(lái)抑制uo=ui-uCE調(diào)整環(huán)節(jié)：VCC_CIRCLER1+-+-OUUiR2基準(zhǔn)電壓∞△+-+A比較放大環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)負(fù)載UCE+-UREFUfiBiB

控制uCE

變化iB取樣環(huán)節(jié)：對(duì)uO取樣，以使iB、uCE

隨uO而變化。比較放大環(huán)節(jié)：放大變化量，提高調(diào)整的靈敏度VCC_CIRCLER1+-+-OUUiR2基準(zhǔn)電壓∞△+-+A比較放大環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)負(fù)載UCE+-UREFUfiB基準(zhǔn)電壓：提供穩(wěn)定的直流電壓UREF

，uf與之比較后產(chǎn)生變化量，放大后去控制調(diào)整環(huán)節(jié)。作為基準(zhǔn)——決定輸出直流電壓UO的數(shù)值：VCC_CIRCLER1+-+-OUUiR2基準(zhǔn)電壓∞△+-+A比較放大環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)負(fù)載UCE+-UREFUfiB2.工作原理ui↑(RL↑)→uO↑uOuo=ui-uCEuB→uCE↑↑→iB

↓↓→uB↓↓→uf↑VCC_CIRCLER1+-+-OUUiR2基準(zhǔn)電壓∞△+-+A比較放大環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)負(fù)載UCE+-UREFUfiBiBufVCC_CIRCLER1+-+-OUUiR2基準(zhǔn)電壓∞△+-+A比較放大環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)負(fù)載UCE+-UREFUfiB電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓uf反饋系數(shù)：深度負(fù)反饋：(+)(+)(+)(+)反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大器比較放大環(huán)節(jié)基準(zhǔn)電壓舉例：分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理UoUB3Uo當(dāng)Ui

增加或負(fù)載電阻增大使Uo升高時(shí)UC3（UB2）(3)輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍將參數(shù)代入，可求出輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍：3.77V~9.8VRp=0時(shí)：Rp=330時(shí)：R3T1T2UZRR1RWR2RLUO+_+_UIUB3T3T4DZ舉例：比較放大環(huán)節(jié)采用差動(dòng)放大器的穩(wěn)壓電路比較放大環(huán)節(jié)采用差動(dòng)放大，改善溫度特性。UB3=UBE3-UBE4+UZ=UZR3T1T2UZRR1RWR2RLUO+_+_UIUfT3T4RXDXDZ舉例：具有限流保護(hù)的串聯(lián)式穩(wěn)壓電路當(dāng)輸出電流正常時(shí)，URX較小，穩(wěn)壓管DX截止，不影響穩(wěn)壓電路。當(dāng)輸出電流過(guò)大時(shí)，URX較大，穩(wěn)壓管DX被擊穿，分走流入T1、T2的電流，保護(hù)了調(diào)整管。

穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)常用以下參數(shù)來(lái)說(shuō)明穩(wěn)壓電源的質(zhì)量：1、穩(wěn)壓系數(shù)2、輸出電阻3、溫度系數(shù)輸出電壓：反映電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性反映負(fù)載電阻變化時(shí)的穩(wěn)定性反映溫度變化時(shí)的穩(wěn)定性9.3

集成串聯(lián)式穩(wěn)壓電路(集成三端穩(wěn)壓器)一.三端固定式集成穩(wěn)壓器調(diào)整電路減流保護(hù)取樣電路比較放大過(guò)熱保護(hù)啟動(dòng)電路基準(zhǔn)電壓電路

常用的集成三端穩(wěn)壓器的外形及類型類型：W7800系列——穩(wěn)定正電壓

W7805輸出+5VW7809輸出+9VW7812輸出+12VW7815輸出+15VW7900系列——穩(wěn)定負(fù)電壓

W7905輸出-5VW7909輸出-9VW7912輸出-12VW7915輸出-15V1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端1231.基本使用方法+20V+15V注意：輸入電壓Ui一般應(yīng)比輸出電壓端Uo高3V以上。二.三端固定式集成穩(wěn)壓器的使用

C1、C2的作用：防止自激振蕩，減小高頻干擾、改善電路的瞬態(tài)響應(yīng)。2.輸出正負(fù)電壓+12V-12V

3.擴(kuò)大輸出電流

T1是擴(kuò)大輸出電流的大功率BJT，T2管是T1的保護(hù)管。當(dāng)輸出電流較小，R2上的壓降也較小，T1管不通。