整流穩(wěn)壓電路大全演示文稿

整流穩(wěn)壓電路大全演示文稿目前一頁\總數(shù)六十一頁\編于七點（優(yōu)選）整流穩(wěn)壓電路大全.目前二頁\總數(shù)六十一頁\編于七點學習要點1．整流電路（二極管單向導電性）：半波整流；全波整流：橋式整流。2．濾波電路：電容濾波（橋式整流）；電感濾波。3．穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路；串聯(lián)式穩(wěn)壓電路；電路結構及工作原理（四個組成部分、穩(wěn)壓過程）。4．集成穩(wěn)壓器：三端固定式集成穩(wěn)壓器及其使用；三端可調式集成穩(wěn)壓器。5．開關型穩(wěn)壓電路、可控硅整流電路、單結管的觸發(fā)電路。目前三頁\總數(shù)六十一頁\編于七點

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10.1直流電源的組成電源變壓器: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}動的直流電壓u3。濾波電路:將脈動直流電壓u3轉變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:采用負反饋技術進一步穩(wěn)定直流電壓，減少電網(wǎng)波動及負載變化的影響,保持輸出電壓u0的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源作用將交流電轉為直流電壓。目前四頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.2單相整流電路整流電路是把交流電壓轉變?yōu)橹绷髅}動的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式整流等。為分析簡單起見，我們把二極管當作理想元件處理，即二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。§

10.2.1單相半波整流電路優(yōu)點：使用元件少。缺點：輸出波形脈動大；直流成分?。蛔儔浩骼寐实?。

目前五頁\總數(shù)六十一頁\編于七點輸出電壓平均值（U0）：二極管上的平均電流：ID=I0二極管上承受的最高電壓：輸出電壓脈動系數(shù):u正半周，Va>Vb，二極管D導通；u負半周，Va<Vb，二極管D截止。目前六頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.2.2單向全波整流電路當u2負半周時，D2導通，D1截止當u2正半周時，D1導通，D2截止其特點是輸出電壓波動小，變壓需中心抽頭，繞制復雜，成本高，笨重。目前七頁\總數(shù)六十一頁\編于七點輸出電流平均值：輸出電壓平均值UL：輸出電壓脈動系數(shù)為:流過二極管的平均電流：二極管承受的最高反向電壓：目前八頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.2.3單相橋式整流電路u2>0時u2<0時D1,D3導通，D2,D4截止電流通路:由+經(jīng)D1RLD3-D2,D4導通，D1,D3截止電流通路:由-經(jīng)D2RLD4+輸出是脈動的直流電壓目前九頁\總數(shù)六十一頁\編于七點輸出直流電壓：脈動系數(shù)：二極管正向平均電流：二極管最大反向峰值電壓：目前十頁\總數(shù)六十一頁\編于七點單相整流電路的主要參數(shù)主要參數(shù)電路形式UO（AV）/U2SID（AV）/IO（AV）URM/U2半波整流0.45157%100%1.41全波整流0.9067%50%2.83橋式整流0.9067%50%1.41單相橋式整流電路的變壓器中只有交流電流流過，而半波和全波整流電路中均有直流分量流過。所以單相橋式整流電路的變壓器效率較高，在同樣的功率容量條件下，體積可以小一些。單相橋式整流電路的總體性能優(yōu)于單相半波和全波整流電路，故廣泛應用于直流電源之中。目前十一頁\總數(shù)六十一頁\編于七點三相橋式整流電路1.電路三相變壓器原繞組接成三角形，副繞組接成星形。在一個周期中，每個二極管只有三分之一的時間導通（導通角為120°）負載兩端的電壓為線電壓。目前十二頁\總數(shù)六十一頁\編于七點2、工作原理t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo負載電壓uouaubuC2在t1~t2

期間共陰極組中a點電位最高，D1導通；共陽極組中b點電位最低，D4導通。在t2~t3

期間共陰極組中a點電位最高，D1導通；共陽極組中c點電位最低，D6導通。在t3~t4

期間共陰極組中b點電位最高，D3導通；共陽極組中c點電位最低，D6導通。在t4~t5

期間共陰極組中b點電位最高，D3導通；共陽極組中a點電位最低，D2導通。目前十三頁\總數(shù)六十一頁\編于七點3、參數(shù)計算整流電壓平均值：整流電流平均值：流過每管電流平均值：每管承受的最高反向電壓：目前十四頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.3濾波電路許多電子設備需要平穩(wěn)的直流電源。所以整流電路后面還需加濾波電路將交流成分濾除，得到比較平滑的輸出電壓。通常是利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現(xiàn)濾波。電容器C對直流阻抗大，對交流阻抗小，C并聯(lián)在負載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L與負載串聯(lián)。經(jīng)過濾波電路后，提高直流分量比例、減小交流分量比例，減小電路的脈動系數(shù)達到平滑輸出電壓波形的目的。目前十五頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.3.1電容濾波通過電容的儲能作用，在u2升高時，把部分能量儲存起來（充電），在u2降低時，把儲存的能量釋放出來（放電），從而在負載RL上得到一個比較平滑的、近似鋸齒形的輸出電壓uo，使其脈動程度大為降低。適用于負載電流較小的場合。充電過程：放電過程：目前十六頁\總數(shù)六十一頁\編于七點當v2到達90°時，v2開始下降。電容C就要以指數(shù)規(guī)律向負載ＲL放電。指數(shù)放電起始點的放電速率很大。

在剛過90°時，正弦曲線下降的速率很慢。所以剛過90°時二極管仍然導通。在超過90°后的某個點，正弦曲線下降的速率越來越快，當剛超過指數(shù)曲線起始放電速率時，二極管關斷。濾波電容越大，二極管導通時間就越短，通過二極管的電流就越大。目前十七頁\總數(shù)六十一頁\編于七點電容濾波的計算一般常采用以下近似估算法：輸出直流電壓：在RLC=(35)T/2的條件下，近似認為VL=VO=1.2V2脈動系數(shù)S 約為10%~20%。輸出波形隨負載電阻RL或C的變化而改變,Uo和S也隨之改變。如:RL越小、C越大，Uo下降越多,S越大。例：正弦波頻率f=50Hz（即T=0.02s），設C=2500μF，RL=1kΩ，則：目前十八頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.3.2RC-型濾波電路輸出直流電壓：脈動系數(shù)S約為：電容濾波后面再加一級RC濾波，因為R1有直流壓降，所以效率要低一點，只能用于負載電流較小的場合。目前十九頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.3.3電感濾波電路和LC濾波電路一、電感濾波電路結構:在橋式整流電路與負載間串入一電感L。利用電感對高頻電流的感抗很大，使負載電流中的諧波分量降低，達到濾波目的。特點:整流管導通角較大，峰值電流很小，輸出特性平坦，適用于低電壓大電流的場合。缺點是電感鐵芯笨重，體積大。目前二十頁\總數(shù)六十一頁\編于七點負載交流分量有效值:負載直流分量:脈動系數(shù)S：當忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：UO=0.9U2目前二十一頁\總數(shù)六十一頁\編于七點二、LC濾波電路為進一步改善濾波特性。在電感濾波后面再加一級電容濾波。負載交流分量有效值:負載直流分量:脈動系數(shù)S：目前二十二頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.3.4LC-型濾波電路脈動系數(shù)S：五種濾波電路外特性比較。目前二十三頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.4倍壓整流電路§

10.4.1二倍壓整流電路倍壓整流是利用電容器的充放電工作方式。其特點是在小電流的條件下，能獲得高于輸入交流電壓幅值的直流電壓。并聯(lián)二倍壓整流電路串聯(lián)二倍壓整流電路并聯(lián)二倍壓整流電路工作原理：u2的正半周時：D1導通，D2截止，理想情況下，電容C1的電壓充到：u2的負半周時：D2導通，D1截止，理想情況下，電容C2的電壓充到：目前二十四頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.4.2多倍壓整流電路適用于要求輸出電壓較高、負載電流較小的場合。二極管耐壓：電容器耐壓：目前二十五頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.5硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負載變動不大的場合。引起輸出電壓變化的原因是：1、交流電網(wǎng)電壓通常允許有±15%的波動，這將使整流電壓的直流分量隨之變化；2、負載電流的變化會在整流電源的內阻上產(chǎn)生電壓降，使輸入電壓變化。目前二十六頁\總數(shù)六十一頁\編于七點二、穩(wěn)壓系數(shù)反映電網(wǎng)電壓波動時對穩(wěn)壓電路的影響?！?/p>

10.5.1穩(wěn)壓電路的主要指標一、內阻

反映穩(wěn)壓電路受負載變化的影響。實際上就是電源戴維南等效電路的內阻。目前二十七頁\總數(shù)六十一頁\編于七點四、電流調整率

三、電壓調整率：輸出電流從零變化到最大額定值時，輸出電壓的相對變化值。

五、紋波抑制比：輸入電壓交流紋波峰峰值與輸出電壓交流紋波峰峰值之比的分貝數(shù)。六、輸出電壓的溫度系數(shù)：如果考慮溫度對輸出電壓的影響,則輸出電壓是輸入電壓、負載電流和溫度的函數(shù)。目前二十八頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.5.2硅穩(wěn)壓管的伏安特性伏安特性主要是反向擊穿區(qū)，高于7V以上是雪崩擊穿，低高于4V以下是齊納擊穿，中間段兩種擊穿都有可能。在反向擊穿區(qū)，流過穩(wěn)壓管的電流發(fā)生很大變化，兩端電壓基本不變。目前二十九頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.5.3硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、電路組成和工作原理穩(wěn)壓原理：利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性。當電路電源電壓或負載電流變化時，引起IZ

變化，使R上的電壓發(fā)生變化來維持輸出電壓不變。(1)當輸入電壓變化時U2UO

IZ

IR

UR

UO

(2)當負載電壓變化時IOUO

IZ

IR

UR

UO目前三十頁\總數(shù)六十一頁\編于七點二、內阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算1.內阻Ro2.穩(wěn)壓系數(shù)Sr三、限流電阻的選擇1.當電網(wǎng)電壓最高和負載電流最小時，IZ的值最大，此時IZ不應超過允許的最大值，即2.當電網(wǎng)電壓最低和負載電流最大時，IZ的值最小，此時IZ不應低于其允許的最小值，即目前三十一頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.6串聯(lián)型穩(wěn)壓電源優(yōu)點：工作電流較大，輸出電壓可連續(xù)調節(jié)；缺點：損耗較大，效率低。§10.6.1電路組成和工作原理R、VDZ：基準電壓UF：比較放大Q：調整管R1~R3：取樣目前三十二頁\總數(shù)六十一頁\編于七點

輸入電壓VI的增加，會使輸出電壓VO有所增加，輸出電壓經(jīng)過取樣電路取出一部分信號Vf與基準源電壓VREF比較，獲得誤差信號ΔV。誤差信號經(jīng)放大后，用VO1去控制調整管的管壓降VCE增加，從而抵消輸入電壓增加的影響。

VI↑→VO↑→Vf↑→VO1↓→VCE↑→VO↓

負載電流IL的增加，必然會使輸入電壓VI有所減小，輸出電壓VO必然有所下降，經(jīng)過取樣電路取出一部分信號Vf與基準源電壓VREF比較，獲得的誤差信號使VO1增加，從而使調整管的管壓降VCE下降，從而抵消因IL增加，使輸入電壓減小的影響。

IL↑→VI↓→VO↓→Vf↓→VO1↑→VCE↓→VO↑VO1為調整管的基極電壓目前三十三頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.6.2輸出電壓調節(jié)范圍其中、為電位器R2的上下兩部分的電阻，調節(jié)活動端，就可以改變輸出電壓。當R2的滑動端調至最上端時，UO為最小值；當R2的滑動端調至最下端時，UO為最大值。目前三十四頁\總數(shù)六十一頁\編于七點計算輸出電壓的調節(jié)范圍。例解：目前三十五頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.6.3調整管的選擇一、集電極最大允許電流二、集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓三、集電極最大允許耗散功率≥≥≥四、穩(wěn)壓電路的輸入直流電壓五、變壓器副邊電壓目前三十六頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.6.4穩(wěn)壓電路的過載保護串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的內阻很小，如果輸出端短路，則輸出短路電流很大。同時輸入電壓將全部落在調整管上，使調整管的功耗增加，它將因過熱而損壞，為此必須對穩(wěn)壓電源的短路和過載進行保護。T1RT'1IL1.限流型：當調整管的電流超過額定值時，對調整管的基極電流進行分流，使發(fā)射極電流不至于過大。當IL不超過額定值時，T‘1截止；當IL超過額定值時，T’1導通，其集電極從T1的基極分流，IL降低。R為一小電阻，用于檢測負載電流。目前三十七頁\總數(shù)六十一頁\編于七點2、截流型

當發(fā)生短路時，通過保護電路使調整管截止，從而限制了短路電流，使之接近為零。截流特性曲線當輸出電流在額定值以內時：三極管T2截止，這時，電壓負反饋保證電路正常工作。當輸出電流超出額定值時：因輸出電壓降低，通過R3反饋，三極管T2逐漸導通，R4壓降增加，穩(wěn)壓管截止，放大器轉為高電平，T1截止，最終UO降低到零。負載故障排除后，IL減小，使穩(wěn)壓電路的輸出恢復到原來的數(shù)值。目前三十八頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.7三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器是將調整管、比較放大電路、基準電源、取樣電路及連接導線等制作在一片硅片上，它有三個端子：輸入端、輸出端和公共端?！?0.7.1三端集成穩(wěn)壓器的組成集成穩(wěn)壓電源分為：可調式、負穩(wěn)壓和正穩(wěn)壓。輸出額定電壓值有如下系列:5、6、8、9、12、15、18、24V。輸出額定電流值有如下系列：100、500、1500mA。TO-92TO-3T0-220目前三十九頁\總數(shù)六十一頁\編于七點1：輸入端2：公共端3：輸出端1：公共端2：輸入端3：輸出端1：調節(jié)端2：輸出端3：輸入端最高輸入電壓為35V，最小輸入、輸出電壓差為2，輸出電壓變化率為0.1％～0.2％。集成穩(wěn)壓器符號目前四十頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.7.2三端集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)(1)電壓調整率(穩(wěn)壓系數(shù))反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網(wǎng)電壓波動對穩(wěn)壓電路的影響。(2)電流調整率

反映當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變化時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負載能力。(3)輸出電壓UO(4)最大輸出電流IOM

(5)最小輸入、輸出電壓差(Ui-UO)min

(6)最大輸入電壓UiM

(7)最大功耗PM

目前四十一頁\總數(shù)六十一頁\編于七點三端集成穩(wěn)壓器LM7805內部電原理圖目前四十二頁\總數(shù)六十一頁\編于七點可調式三端集成穩(wěn)壓器正電壓LM317內部結構圖輸出電壓調整電流目前四十三頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.7.3三端集成穩(wěn)壓器的應用1.基本電路接一保護二極管VD，以防止輸入端短路C4放電造成7805內部調整管BE結的擊穿。輸出正、負電壓的電路目前四十四頁\總數(shù)六十一頁\編于七點2.擴大輸出電流IO=I2+IC當IO較小時，UR較小，T截止，IC=0。當IO>

IOM時，UR較大，T導通，IO=IOM+ICR可由功率管T的UBE和穩(wěn)壓器的IOM確定,即RUBE/IOM。UO=UXX+UZ3.提高輸出電壓的電路UOCOLM78XXCiUI+_+_123UXXUZRDZ+_+_目前四十五頁\總數(shù)六十一頁\編于七點4.使輸出電壓可調目前四十六頁\總數(shù)六十一頁\編于七點030V連續(xù)可調電路Uo(030V)LM317123++UiC10.33

F10FR1R2C31

F1.25VC2R3+3

k120

680+32

V–10

V當R2=0UO=0V目前四十七頁\總數(shù)六十一頁\編于七點利用三端集成穩(wěn)壓器組成恒流源

穩(wěn)壓器做恒流源

可調穩(wěn)壓器做恒流源電路小電流恒流源大電流恒流源目前四十八頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.8開關型穩(wěn)壓電路§10.8.1開關型穩(wěn)壓電路的特點和分類特點：

線性穩(wěn)壓電路的缺點：調整管功耗大、電源效率低(40%60%)。開關型穩(wěn)壓電路（switchingmoderegulatingcircuit）可克服上述不足。它的調整管工作在開關狀態(tài)，飽和導通時，電流較大，但管壓降很小；截止時，管壓降較大，但流經(jīng)管子的電流很小。若管子在轉換時所用的過渡時間占開關周期的10%以下，那么效率可達(80%90%)。開關穩(wěn)壓電路的優(yōu)點：效率高、穩(wěn)壓范圍寬、對電網(wǎng)要求不高、體積小、重量輕。開關穩(wěn)壓電路的缺點：輸出電壓含較大紋波、對電子設備干擾較大、電路復雜。目前四十九頁\總數(shù)六十一頁\編于七點分類：

脈沖寬度調制型(PWM)、脈沖頻率調制型(PFM)和混合調制型；低壓開關穩(wěn)壓電路、高壓開關穩(wěn)壓電路；自激式、它激式；雙極型三極管、MOS管和可控硅開關電路等。開關穩(wěn)壓電源框圖目前五十頁\總數(shù)六十一頁\編于七點開關穩(wěn)壓電源中的控制部分目前都由集成開關穩(wěn)壓器來工作。其代表產(chǎn)品有UC3842、UC3854、TL494等。這類脈寬調制器需要外接開關功率調整管，其電路復雜，但應用靈活。另一類是把脈寬調制器和開關功率管制作在同一芯片上，構成單片集成開關穩(wěn)壓器，其代表產(chǎn)品有LH1605、μA78S40等脈沖寬度調制式開關型穩(wěn)壓電路目前五十一頁\總數(shù)六十一頁\編于七點當ut>uA時，uB=+UOPP，調整管飽和導通，iE向負載提供電流，并將能量儲存在電感的磁場中；當ut<uA時，uB=-UOPP，調整管截止，iE=0，電感釋放能量，產(chǎn)生的電流流過負載和二極管。調整管處于開關狀態(tài)，發(fā)射極電位是高低交替的脈沖波形，經(jīng)LC濾波電路后，負載上得到較平滑的輸出電壓。目前五十二頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§

10.9可控整流電路§10.9.1晶閘管的基本特性陽極陰極控制極一、結構：

晶閘管是用硅材料制成的半導體器件，它由4層半導體材料(PNPN)構成。有3個PN結：J1、J2和J3。由P1引出陽極A，N2引出陰極K,中間的P2引出控制極G。

目前五十三頁\總數(shù)六十一頁\編于七點晶閘管可以看成是一個PNP型晶體管與一個NPN型晶體管連接在一起的晶體管組。它的V1集電極與V2的基極相連，V2的集電極又和V1的基極相連，這樣就構成了正反饋電路。二、工作原理控制極不加電壓，無論在陽極與陰極之間加正向或反向電壓，晶閘管都不導通。-阻斷

2.控制極與陰極間加正向電壓，陽極與陰極加正向電壓，晶閘管-導通。晶閘管導通后，管壓降很小，約為1V左右。目前五十四頁\總數(shù)六十一頁\編于七點三、伏安特性和主要參數(shù)UBO——正向轉折電壓IH——維持電流正向阻斷特性：IG=0，陽極電壓不超過一定值，管子處于阻斷狀態(tài)。正向導通特性：管子導通后，伏安特性與二極管的正向特性相似?？刂茦O電流IG

0時，晶閘管由阻斷變?yōu)閷ㄋ璧年枠O電壓減小。反向特性：與二極管的反向特性相似。目前五十五頁\總數(shù)六十一頁\編于七點§10.9.2單相橋式可控整流電路αθ：控制角；：導電角一、電路組成及工作原理在u2正半周，當控制極加觸發(fā)脈沖，VT1和V