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1、 10.1 小功率整流濾波電路小功率整流濾波電路 10.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路 10.0 引言引言引言引言l直流穩(wěn)壓電源的作用：直流穩(wěn)壓電源的作用： 將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。電壓，為放大電路提供直流工作電源。l組成組成圖圖10.0.1 直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)壓過程直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)壓過程穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路：對整流后的直流電壓采用負反饋技術(shù)進一步消除紋對整流后的直流電壓采用負反饋技術(shù)進一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力，得到穩(wěn)定直流電壓。波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力，得到穩(wěn)定直流電壓。濾波電路：濾波電路：將脈

2、動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。加直流成分。l組成組成l各部分功能各部分功能變壓器：變壓器：降壓。將交流電網(wǎng)降壓。將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?。的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?。整流電路：整流電路：將工頻交流電轉(zhuǎn)為具有直流電成分的脈動直流電。將工頻交流電轉(zhuǎn)為具有直流電成分的脈動直流電。圖圖10.0.1 直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)壓過程直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)圖和穩(wěn)壓過程10.1 小功率整流濾波電路小功率整流濾波電路10.1.1 單相橋式整流電路單相橋式整流電路10.1.2 濾波濾波電路電路圖10.1.1單相橋式整流電路圖1v2vRL(b

3、)簡化畫法D1D4Tr10.1.1 單相橋式整流電路單相橋式整流電路ab222Vv tsinLvRL4 , 2Di3 , 1DiD1D2D3D41v電網(wǎng)電壓(a)單相橋式整流電路Trl當正半周時二極管當正半周時二極管D1、D3導通，導通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。在負載電阻上得到正弦波的正半周。l當負半周時二極管當負半周時二極管D2、D4導通，在導通，在負載電阻上得到正弦波的負半周。負載電阻上得到正弦波的負半周。l在負載電阻上正負半周經(jīng)過合成，得在負載電阻上正負半周經(jīng)過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓。到的是同一個方向的單向脈動電壓。10.1.1 單相橋式整流電路單相橋式整流電路全

4、波整流電路電路如圖所示：+-RLioD3D1D4D2bdac+vi -vo+v2 -輸出電壓是單相脈動電壓。通常用它的平均值與直流電壓等效。輸出電壓是單相脈動電壓。通常用它的平均值與直流電壓等效。用傅立葉級數(shù)把輸出波形展開：)-6cos354-4cos154-2cos34-2(2=2tttVvo展開式中的直流分量就是平均值l輸出平均電壓為輸出平均電壓為2202L9 . 022dsin21VVttVVl 流過負載的平均電流為流過負載的平均電流為LLRVRVRVIL2L2L9 . 022l 紋波系數(shù)紋波系數(shù):l定義：定義：直流輸出電壓中的相對紋波電壓的大小。l是紋波電壓總有效值與輸出電壓直流量之比

5、。483. 0L2L22r VVVK輸出電壓是單相脈動電壓。通常用它的平均值與直流電壓等效。輸出電壓是單相脈動電壓。通常用它的平均值與直流電壓等效。橋式整流電路的紋波系數(shù)為：2(1/0.9)10.483rK (比如v2的正半周， D1, D3通， D2, D4承受的最高反向電壓為v2的最大值)L2L2LD45. 022RVRVIIl 流過每個二極管的平均整流電流為流過每個二極管的平均整流電流為2RM2VVl 每個二極管所承受的最大反向電壓每個二極管所承受的最大反向電壓每只二極管都只導通半個周期，所以流過每只管子的平均電流是負載電流的一半。 濾波的基本概念濾波的基本概念 濾波電路濾波電路利用電抗

6、性元件對交、直流阻抗的不利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現(xiàn)濾波。同，實現(xiàn)濾波。 電容器電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以對直流開路，對交流阻抗小，所以C應應該并聯(lián)在負載兩端。該并聯(lián)在負載兩端。 電感器電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L 應與負載串聯(lián)。應與負載串聯(lián)。 經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量、又可濾經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。 10.1.2 濾波濾波電路電路

7、10.1.2 濾波濾波電路電路（a）電容濾波電路）電容濾波電路（b）電感電容濾波電路（倒）電感電容濾波電路（倒L型）型）（c） 型濾波電路型濾波電路幾種濾波電路幾種濾波電路常用的濾波電路如圖914C(a)C(b)(a), (c)適用于小功率電源，利用電容的平波作用濾波；(b)適用于大功率電源，利用電感的平波作用濾波；圖104C2C1R(c) 單相橋式電容濾波整流電路單相橋式電容濾波整流電路:在負載電阻上并聯(lián)了在負載電阻上并聯(lián)了一個濾波電容一個濾波電容C。10.1.2 濾波濾波電路電路圖圖10.1.4 橋式整流、電容濾波電路橋式整流、電容濾波電路1、電容濾波電路、電容濾波電路 斷開RL：正半周時

8、， D1, D3通， v2向C充電。負半周時， D2, D4通， v2向C充電。充電時間常數(shù)很小。 vC很快充到 ，22V且無放電回路， vC保持 不變。22V圖105ab2vRLD1D2D3D41vTr()(+)(+)()+SCab2vRLD1D2D3D41vTr()(+)(+)()+SC22V22V22V 接上RL：a. 在t = 0時接上RL，此時， vC v2， D1, D3截止(D2, D4本來就截止)如圖1062v+D3D1+vC圖106C經(jīng)RL放電，放電時間常數(shù)為RL 。如圖107的ab段。b. b點后，v2 vC， D1、D3通，電源一面供給RL電流，一面給C充電，如bc段。c

9、. c點后，v2 vC， D1、D2、D3、D4止，C又經(jīng) RL 放電，如cd段。見圖107tO234t|RL未接入RL接入后iDLLLRvi LiiDOD1 D3導電D2 D4導電D1 D3導電D2 D4導電2C2 Vv tVvsin222C 放電C 充電vC = vLabcdev2, vC , vL圖107 二極管導通角 ，流過管子的瞬時電流很大。 VL升高，RLC越大，VL越高，波形越平滑，要求： T為電源交流電壓的周期,VL= (1.11.2)V2，2)53(LTCR 需要指出的是，當需要指出的是，當 放電時間常數(shù)放電時間常數(shù)RLC增加時，增加時， t1點要右移，點要右移， t2點要左

10、移，點要左移， 二極管關(guān)斷時間加長，二極管關(guān)斷時間加長， 導通角減小，見曲線導通角減小，見曲線3； 反之，反之，RLC減少時，導通減少時，導通 角增加。顯然，當角增加。顯然，當L很很 小，即小，即IL很大時，電容濾很大時，電容濾 波的效果不好，見波的效果不好，見濾波曲線濾波曲線 中的中的2。反之，當。反之，當L很大，很大， 即即IL很小時，盡管很小時，盡管C較小較小, RLC仍很大仍很大,電容濾波的效果電容濾波的效果也很好也很好,見濾波曲線中的見濾波曲線中的3。所以電容濾波適合輸出電流所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。較小的場合。電容濾波的效果電容濾波的效果輸出特性較差 整流濾波電路中，輸出

11、直流電壓整流濾波電路中，輸出直流電壓VL隨負隨負載電流載電流 IO的變化關(guān)系曲線。的變化關(guān)系曲線。 整流濾波電路的外特性整流濾波電路的外特性2OLd2O2OL1.22)53(=0.9=, 02=,=VVTCRVVCVVR特點：P49110.1.2 濾波濾波電路電路電容濾波的特點電容濾波的特點A. 二極管的導電角二極管的導電角 ，流過二極管的瞬時電流流過二極管的瞬時電流很大。很大。B. 負載直流平均電壓負載直流平均電壓 VL 升高升高 d = RLC 越大，越大， VL 越高越高C. 直流電壓直流電壓VL隨負載電流增隨負載電流增加而減少，輸出特性較差。加而減少，輸出特性較差。當當 d （3 5）

12、 時，時，2TVL = ( 1.1 1.2 )V2圖圖10.1.5 橋式整流、橋式整流、電容濾波時的電壓、電容濾波時的電壓、電流和紋波電壓波形電流和紋波電壓波形10.1.2 濾波濾波電路電路電感濾波電路電感濾波電路 電感濾波電路 利用儲能元件電感器利用儲能元件電感器的電流不能突變的性質(zhì)，把電感的電流不能突變的性質(zhì)，把電感與整流電路的負載與整流電路的負載L相串聯(lián)，也可以起到濾波的作用。相串聯(lián)，也可以起到濾波的作用。 當電感中通過交變電流時,電感兩端便產(chǎn)生出一反電勢阻礙電流的變化：當電流增大時,反電勢會阻礙電流的增大,并將一部分能量以磁場能量儲存起來;當電流減小時,反電勢會阻礙電流的減小,電感釋放

13、出儲存的能量。這就大大減小了輸出電流的變化,使其變得平滑,達到了濾波目的。 電感濾波電路 利用儲能元件電感器利用儲能元件電感器的電流不能突變的性質(zhì)，把電感的電流不能突變的性質(zhì)，把電感與整流電路的負載與整流電路的負載L相串聯(lián)，也可以起到濾波的作用。相串聯(lián)，也可以起到濾波的作用。 特點：P49110.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路10.2.1 穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標10.2.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路工作原理10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器10.2.4 三端集成穩(wěn)壓器的應用三端集成穩(wěn)壓器的應用輸出電壓輸出電壓10.2.1 穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標穩(wěn)壓電源

14、質(zhì)量指標) , , (OIOTIVfV 輸出電壓變化量輸出電壓變化量TSIRVKVT OoIVO 輸入調(diào)整因數(shù)輸入調(diào)整因數(shù)00IOVO TIVVK電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率00IOOVO %100/ TIVVVS穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)00IIOOO / TIVVVV 輸出電阻輸出電阻00OOoI TVIVR溫度系數(shù)溫度系數(shù)00OI TVTTVS1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)10.2.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理10.2.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理2. 工作原理工作原理輸入電壓波動輸入電壓波動負載電流變化負載電流變化輸出電輸出電壓變化壓變化 OV)(REFF

15、不不變變VV BV OV電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋所以輸出電壓所以輸出電壓)1 (21REFORRVV滿足深度負反饋，根據(jù)滿足深度負反饋，根據(jù)虛短虛短和和虛斷虛斷有有(+)(+)(+)(+)212OFRRRVVREFFVV （1）設(shè)變壓器副邊電壓的有效值）設(shè)變壓器副邊電壓的有效值V220 V，求，求VI？說明電路中？說明電路中T1、R1、DZ2的作用；的作用；（2）當）當VZ16 V，VBE0.7 V，電位器，電位器RP箭頭在中間位置，不接負載電阻箭頭在中間位置，不接負載電阻RL時，試計算時，試計算A、B、C、D、E點的電位和點的電位和VCE3的值；的值；（3）計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。）計算

16、輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。（4）當）當VO12 V、RL150，R2510時，計算調(diào)整管時，計算調(diào)整管T3的功耗的功耗PC3。例例10.2.1（1）設(shè)變壓器副邊電壓的有效值）設(shè)變壓器副邊電壓的有效值V220 V，求，求VI？說明電路中？說明電路中T1、R1、DZ2的作用；的作用；例例解：解：VI（1.11.2）V2取取 VI1.2V2則則 VI1.2V21.22024V T1、R1和和DZ2為啟動電路為啟動電路 （2）當）當VZ16 V，VBE0.7 V，電位器，電位器RP箭頭在中間位置，不接負載箭頭在中間位置，不接負載電阻電阻RL時，試計算時，試計算A、B、C、D、E點的電位和點的電位和VCE3的

17、值；的值；例例解：解：VAVI 24 V)21(P44P31ZRRRRRV VEVO2VBE12 V1.4 V13.4VVCE3VAVO24 V12 V12 VVCVDVZ16 V12 VVBVO)1(21REFRRV R2R1VREF（3）計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。）計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。例例解：解：R2R1VREFVO)1(21REFRRV )21(P44P31ZRRRRRV )(P44P31ZOminRRRRRVV = 9V)(44P31ZOmaxRRRRVV = 18V（4）當）當VO12 V、RL150，R2510時，計算調(diào)整管時，計算調(diào)整管T3的功耗的功耗PC3。例例解：解：mA8

18、0A08. 0150V12LOL RVI所以所以IC3ILIR3IR2 105mAmA3 .13900V124p3O3 RRRVIRmA7 .115106VV122Z1O2 RVVIRPC3VCE3IC3 （VA-VO）IC3 1.26W10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器1. 輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器 （正電壓（正電壓 78 、負電壓、負電壓 79 ）10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器1. 輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器 （正電壓（正電壓 78 、負電壓、負電壓 79 ）（b）金屬封裝外形圖）金屬封裝外形圖 （c）塑料封裝外形圖）塑料封裝外形圖 （d）方框圖）方框圖 10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器2. 可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器（正電壓可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器（正電壓LM317、負電壓、負電壓LM337 ）輸出電壓輸出電壓)1(12REFORRVV 10.2.4 三端集成穩(wěn)壓器的應用三端集成穩(wěn)壓器的應用1. 固定式應用舉例固定式應用舉例10.2.4 三端集成穩(wěn)壓器的應用三端集成穩(wěn)壓器的應用2. 可調(diào)式應用舉例可調(diào)式應用舉例end