知識資料第十六章電流穩(wěn)壓電源（二）(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁（3）橋式整流電容濾波電路整流電路的后面加接濾波電路，濾去交流成分1）電路和工作原理設(shè)電容兩端初始電壓為零，并假定t=0時(shí)接通電路，u2為正半周，當(dāng)u2由零升高時(shí)，V1、V3導(dǎo)通，C被充電，同時(shí)電流經(jīng)V1、V3向負(fù)載電阻供電。忽略二極管正向壓降和變壓器內(nèi)阻，電容充電時(shí)光常數(shù)近似為零，因此uo=uc≈u2，在u2達(dá)到最大值時(shí)，uc也達(dá)到最大值，然后u2下降，此時(shí)，uc>u2，V1、V3截止，電容C向負(fù)載電阻RL放電，因?yàn)榉烹姇r(shí)光常數(shù)τ=RLC普通較大，電容電壓uc按指數(shù)邏輯緩慢下降，當(dāng)下降到|u2|>uc時(shí)，V2、V4導(dǎo)通，電容C再次被充電，輸出電壓增大，以后重復(fù)上述充放電過程。其輸出電壓波形近似為一鋸齒波直流電壓。2）波形及輸出電壓

3）整流濾波電路中，輸出直流電壓VL隨負(fù)載電流IO的變化關(guān)系曲線如圖所示。16.1.3倍壓整流電路e2正半周（上正下負(fù)）時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，D2截止，電流經(jīng)過D1對C1充電，將電容Cl上的電壓充到臨近e2的峰值，并基本保持不變。e2為負(fù)半周（上負(fù)下正）時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，Dl截止。此時(shí)，Cl上的電壓Uc1＝與電源電壓e2串聯(lián)相加，電流經(jīng)D2對電容C2充電，充電電壓Uc2可達(dá)≈。如此反復(fù)充電，C2上的電壓就基本上是了。它的值是變壓器電級電壓的二倍，所以叫做二倍壓整流電路。16.2穩(wěn)壓電路16.2穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路（1）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的電路圖如圖所示。它是利用穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性穩(wěn)壓的，因?yàn)榉聪蛱匦远钢?，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化。(2)穩(wěn)壓原理1)當(dāng)輸入電壓變化時(shí)如何穩(wěn)壓按照電路圖可知輸入電壓VI的增強(qiáng)，必然引起VO的增強(qiáng)，即VZ增強(qiáng)，從而使IZ增強(qiáng)，IR增強(qiáng)，使VR增強(qiáng)，從而使輸出電壓VO減小。這一穩(wěn)壓過程可概括如下：VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓這里VO減小應(yīng)理解為，因?yàn)檩斎腚妷篤I的增強(qiáng)，在穩(wěn)壓二極管的調(diào)節(jié)下，使VO的增強(qiáng)沒有那么大而已。VO還是要增強(qiáng)一點(diǎn)的，這是一個(gè)有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)如何穩(wěn)壓負(fù)載電流IO的增強(qiáng)，必然引起IR的增強(qiáng)，即VR增強(qiáng)，從而使VZ=VO減小，IZ減小。IZ的減小必然使IR減小，VR減小，從而使輸出電壓=VO增強(qiáng)。這一穩(wěn)壓過程可概括如下：IO↑→IR↑→VR↑→VZ↓（VO↓）→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑限流電阻的計(jì)算穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓性能與穩(wěn)壓二極管擊穿特性的動態(tài)電阻有關(guān)，與穩(wěn)壓電阻R的阻值大小有關(guān)。穩(wěn)壓二極管的動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓電阻R越大，穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓電阻的計(jì)算如下。（1）當(dāng)輸入電壓最小，負(fù)載電流最大時(shí)，流過穩(wěn)壓二極管的電流最小。此時(shí)IZ不應(yīng)小于IZmin，由此計(jì)算出來穩(wěn)壓電阻的最大值，實(shí)際選用的穩(wěn)壓電阻應(yīng)小于最大值。即（2）當(dāng)輸入電壓最大，負(fù)載電流最小時(shí)，流過穩(wěn)壓二極管的電流最大。此時(shí)IZ不應(yīng)超過IZmax，由此可計(jì)算出來穩(wěn)壓電阻的最小值。即穩(wěn)壓二極管在使用時(shí)，一定要串入限流電阻，不能使它的功耗超過規(guī)定值，否則會造成損壞！16.2.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路用來在交流電源電壓波動或負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)定直流輸出電壓。采用三極管作為調(diào)節(jié)管并與負(fù)載串聯(lián)的穩(wěn)壓電路，稱為串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路；調(diào)節(jié)管并與負(fù)載并聯(lián)的穩(wěn)壓電路，稱為并聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路；當(dāng)調(diào)節(jié)管工作在線性放大狀態(tài)則稱為線性穩(wěn)壓器。（1）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理當(dāng)輸入電壓UI增大（或負(fù)載電流IO減小）引起輸出電壓UO增強(qiáng)時(shí)，取樣電壓UF隨之增大，UZ與UF的差值減小，經(jīng)A放大后使調(diào)節(jié)管的基極電壓UBI減小，集電極IC1減小，管壓降UCE增大，輸出電壓UO減小，從而使穩(wěn)壓電路的輸出電壓升高趨勢受到抑制，穩(wěn)定了輸出電壓。同例，當(dāng)輸入電壓UI減?。ɑ蜇?fù)載電流IO增大）引起輸出電壓UO減小時(shí)，電路將產(chǎn)生與上述相反的穩(wěn)壓過程，維持電壓基本不變?？梢姺€(wěn)壓的實(shí)質(zhì)是UCE的自動調(diào)節(jié)使輸出電壓恒定。（2）輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍16.2.3集成三端穩(wěn)壓器(1)概述將線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源和各種保護(hù)電路集成在一起就得到了集成穩(wěn)壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器惟獨(dú)三個(gè)外引線：輸入端、輸出端和公共端。它的電路符號如圖所示，形狀如圖所示。要異常注重，不同型號，不同封裝的集成穩(wěn)壓器,它們?nèi)齻€(gè)電極的位置是不同的，要查手冊決定。圖集成穩(wěn)壓器符號圖形狀圖三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路如圖所示,三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路如圖所示。例題：1在電路中，已知輸出電壓平均值UO（AV）＝15V，負(fù)載電流平均值IL（AV）＝100mA。（1）變壓器副邊電壓有效值U2≈？（2）設(shè)電網(wǎng)電壓波動范圍為±10％。在挑選二極管的參數(shù)時(shí)，其最大整流平均電流IF和最高反向電壓UR的下限值約為多少？解：（1）輸出電壓平均值，因此變壓器副邊電壓有效值（2）考慮到電網(wǎng)電壓波動范圍為±10％，整流二極管的參數(shù)為2電路如圖所示，變壓器副邊電壓有效值為2U2。（1）畫出u2、uD1和uO的波形；（2）求出輸出電壓平均值UO（AV）和輸出電流平均值IL（AV）的表達(dá)式；（3）二極管的