第九章直流稳压电源9.1整流与滤波电路9.2串联式稳压电路9.3集成串联式稳压电路9.4集成开关式稳压电路整流电路滤波电
路稳压电路u1u2u3u4uo直流稳压电源的组成和功能稳压电路整流电路滤波电路电源变压器:将交流电网
电压u1变为合适的交流电压u2。整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流
电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。9.1整流与滤波电路u2?t?2?3?04?++u
Lio––uD一.单相整流电路1.半波整流电路u2>0时:二极管导通，uL=u2u2<0时:二极管截止,uL=0ILu
L?t0?2?主要参数：（1）输出电压平均值UL：（2）输出电流平均值Io：IL=UL/RL=0.45u2/RLI
LuD?t?2?0URM2uURM=2（3）流过二极管的平均电流：ID=IL（4）二极管承受的最高反向电压：++––++––
2.全波整流电路原理：变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2当u2正半周时，D1导通，D2截止。当u2负半周时，D2导通
，D1截止。u2?t?2?3?04?uLuD1uD2全波整流电压波形ILuL?t?02?主要参数：（1）输出电压平均值UL：（2）
输出电流平均值IL：IL=UL/RL=0.9u2/RLuD?t?02?（3）流过二极管的平均电流：ID=IL/
2（4）二极管承受的最高反向电压：+u2–uL3.桥式整流电路（1）组成：由四个二极管组成桥路（2）工作原理：u2正半周时:D1
、D3导通，D2、D4截止-+u2uLu2负半周时：D2、D4导通，D1、D3截止二极管承受的最大反向电压：u22uUR
M=2uL（3）主要参数：输出电压平均值：UL=0.9u2输出电流平均值:IL=UL/RL=0.9u2/RL流过二极管
的平均电流：ID=IL/2uL?t?02?基波峰值基波输出电压平均值脉动系数Ｓ1:用傅氏级数对桥式整流的输出uL分解后可得:
?+?–?–+~+~-?u2uL集成硅整流桥：二、滤波电路1.电容滤波uLu2tt（1）空载（RL=∞）时：u2＞uC
时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电。由于RL=∞，无放电回路，所以uC保持。uc=uLu2tiDt（2）接入
RL（且RLC较大）时uc=uLu2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电。二极管中的电流uc=uL
RLC较大u2t一般取：(T:电源电压的周期)iDt电容滤波电路的特点：(a)UL与RLC的关系：RLC愈大?C放电愈慢
?UL(平均值)愈大近似估算:UL=1.2U2(b)流过二极管瞬时电流很大整流管导电时间越短?iD的峰值电流越大2.
电感滤波电路电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L。对直流分量:XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上对谐波分量:
f越高，XL越大,电压大部分降在电感上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。输出电压平均值:UL=0.9U2LC滤波电路
RCπ型滤波电路3.其它滤波电路为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合起来使用。稳压滤波整流交流电压脉动直流电压有波纹的直
流电压直流电压9.2串联式稳压电路稳压电路的作用:一.稳压电路的主要性能指标输出电压：常用以下参数来说明稳压电源的质量：1
、稳压系数2、输出电阻3、温度系数二.稳压管稳压电路1.稳压原理——利用稳压管的反向击穿特性。由于反向特性陡直，较大的电流变
化，只会引起较小的电压变化。UiUoUoUZIZURI稳压原理：由图知：(1)当输入电压变化时ILIZUoURIRUo(2)当负
载电流变化时稳压过程：2、限流电阻的计算（1）当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmi
n，由此可计算出稳压电阻的最大值。即所以：（2）当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZ
max，由此可计算出稳压电阻的最小值。即三.串联式稳压电源稳压管稳压电路的缺点：（1）带负载能力差（2）输出电压不可调改进：（1
）提高带负载能力——在输出端加一射极输出器UO=UZ-0.7V改进：（2）使输出电压可调——在射极输出器前加一带有负反馈的放大器。
调节反馈系数即可调节放大倍数UO=AUFUZ-0.7V为了进一步稳定输出电压，将反馈元件接到输出端。1.串联型稳压电源的构成
由四部分组成：基准电压、调整管、取样电路、放大比较环节。UiUoUo1UoUfUCE2.工作原理实质：电压负反馈（1）输入电压变化
时ILUfUoUCEUoUo1（2）负载电流变化时3.输出电压的计算用负反馈的理论计算：可见，调节R1或R2可以改变输出电压。举例
：分立元件组成的串联式稳压电源UoUB3UoUBE3=（UB3-UZ）UC3（UB2）串联式稳压器.avi动画演示稳压原理当
Ui增加或输出电流减小使Uo升高时因为：所以：(3)输出电压的调节范围将参数代入，可求出输出电压的调节范围。../EWB/
WEWB32.EXEEWB../EWB/WEWB32.EXE演示../EWB/WEWB32.EXE——../EWB/WEWB32.
EXE稳压电源当时9.3集成串联式稳压电路一.带隙基准电压源电阻R2上的压降：所以，输出的
基准压：特点：温度特性好。温度系数为0。二.三端固定式集成稳压器过压保护启动电路调整管过流保护基准电压源取样电路放大比较环节过
热保护整理可得：电路组成及工作原理：1.启动电路由R4、DZ1、T12、T13、R5、R6、R7和R18
组成。上电后，R4、DZ1先导通，使得T12和T13导通，随后T8和T9也导通，整个电路进入正常工作状态。这时R1上压降增加
，使T13截止状态，切断了输入回路与基准源之间的联系。2.基准电压源由T1～T7管和电阻R1～R3组成的带隙基准电压源。根据前面
对带隙基准电压源的分析可知：T7管的集电极电位：因此，有：3.放大比较环节：由T3和T4管组成的复合管构成，电流源T9作它
的有源负载。T3和T4管既是基准电压电路的一部分，又是比较放大器的放大管。取样电压UF叠加在基准电压上。输出电压：4.调整环节：
由T16和T17组成的复合管，是整个电路的调整管。其集电极接整流滤波电路的输出，其发射极通过R11接负载电阻RL，可以输出较
大的电流。5.保护电路：⑴过流保护电路由R11和T15组成。⑵调整管安全区保护电路由R13，DZ2和T15组成。⑶过
热保护电路由DZ1、R7和T14组成。当芯片内部的温度超过允许的最大值时，R7的压降也增大，而UBE14却减小，使得T14管导通
。其集电极电流IC14使得T16管的基极电流分流，从而限制了T16和T17管的电流，芯片功耗也会随之降低，起到过热保护的作用。32
1常用的集成三端稳压器的外形及类型类型：W7800系列——稳定正电压W7805输出+5VW7809输出+9VW7812
输出+12VW7815输出+15VW7900系列——稳定负电压W7905输出-5VW7909输出-9VW7912输出
-12VW7915输出-15V1端:输入端2端:公共端3端:输出端二.三端固定式集成稳压器的使用1.基本使用
方法+20V+15VC1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3
V以上。2.输出正负电压由：可得：3.输出电压可调4.扩大输出电流T1是扩大输出电流的大功率BJT，T2管是T1
的保护管。当输出电流较小，R2上的压降也较小，T1、T2管都不导通。IO=I当输出电流大于三端稳压器的输出电流时，使R2
上的压降变大，T1导通。IO=I+IC1三.三端可调式集成稳压器1.三端可调式稳压器W117的内部结构：电阻R1和R
2为外接电阻，忽略基准源电流，则有：三.W117的基本应用电路电容C1：防止自激。电容C2：减小电阻R2上的电压波动。
D1、D2：保护二极管。9.4集成开关式稳压电路串联式稳压电路的优点：结构简单，稳压性能好，技术成熟，应用广泛。缺点：它的调
整管工作在线性放大状态，功耗大，输出效率低，只有20％～40％；输出电压总是小于输入电压，两者极性也只能是相同的。为了提高效率，
让调整管工作在开关（饱和、截止）状态——开关式稳压电路1.脉宽调制式开关稳压电路结构T——开关管；LC——滤波环节；D——续
流二极管，R1、R2——取样电阻；误差放大器、电压比较器、三角波发生器和基准电源组成开关管的脉宽调制控制环节。uAuTuS
uSuTuAtt1t2t3uEUIt-UDT2T1iLILtuoUot2.工作原理当ｕS为高电平时，T饱和。uE≈UI。电感
L储存能量。二极管D反向截止。当ｕS为低电平时，T截止。iE≈0。L产生反电势，并通过RL、D构成的回路释放能量。由于反电势的存
在，D处于导通状态。uE≈0。BJT的工作周期T为：占空比为：UoUFUAUoq即：则输出电压的平均值为：../EWB/
WEWB32.EXEEWB../EWB/WEWB32.EXE演示../EWB/WEWB32.EXE——../EWB/WEWB32.
EXE开关式稳压电源稳压原理：本章小结1．整流电路（利用二极管的单向导电性）半波整流：UL=0.45U2全波整流：UL=0.9U2桥式整流：UL=0.9U22．滤波电路电容滤波（桥式整流）：UL=1.2U2电感滤波：UL=0.9U23．稳压电路稳压管稳压电路：UO=UZ串联式稳压电路：（1）电路结构及工作原理（四个组成部分、稳压过程）（2）输出电压调节范围4．集成稳压器三端固定式集成稳压器（W7800、W7900）及其使用三端可调式集成稳压器5．开关式稳压器 |
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