下一页总目录 章目录 返回 上一页第 19章 直流稳压电源
19.2 滤波器
19.3 直流稳压电源
19.1 整流电路下一页总目录 章目录 返回 上一页本章要求：
1,理解单相整流电路和滤波 电路 的工作原理及参数的计算 ;
2,了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理 ;
3,了解集成稳压电路的性能及应用。
第 19章 直流稳压电源下一页总目录 章目录 返回 上一页第 19章 直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成功能,把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
u4 uou3u2u1
交流电源 负载变压 整流 滤波 稳压下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.1 整流电路整流电路的作用,
将交流电压转变为脉动的直流电压。
常见的整流电路：
半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。
分析时可把二极管当作理想元件处理：
二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
整流原理：
利用二极管的单向导电性下一页总目录 章目录 返回 上一页
t?
uD
O
19.1.1 单相半波整流电路
2,工作原理
u 正半周,Va>Vb，
二极管 D导通；
3,工作波形
u 负半周,Va< Vb，
二极管 D 截止 。
1,电路结构
–
+ +
–
aTr D
uou
b
RL
io 动画
u
tO
uo
O
t?
U2
U2
U2?
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4,参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
(2) 整流电流平均值 Io
LL R
U
R
UI 45.0o
o
(3) 流过每管电流平均值 ID
oD II?
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM UU 2
D R M?
(5) 变压器副边电流有效值 I
o
π
ο 57.1 d) s i n(π2
1 2
m IttII
) d( s i n2π2 1 πο ttU U0.45?oU
下一页总目录 章目录 返回 上一页
5,整流二极管的选择平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管的主要依据。
选管时应满足：
IOM?ID,URWM? UDRM
下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.1.2 单相桥式整流电路
2,工作原理
u 正半周,Va>Vb,二极管 D1,D3 导通,D2、
D4 截止 。
3,工作波形
uD2
uD4
1,电路结构
－ uo
uD?t
t
RLu
io
uo
1
23
4a
b
+
–
+
–
－
动画
u
t?
U2
U2
U2?
下一页总目录 章目录 返回 上一页下一页总目录 章目录 返回 上一页下一页总目录 章目录 返回 上一页下一页总目录 章目录 返回 上一页下一页总目录 章目录 返回 上一页例 1,单相桥式整流电路，已知交流电网电压为
220 V，负载电阻 RL = 50?，负载电压 Uo=100V，
试求变压器的变比和容量，并选择二极管。
81122220,K变比
I = 1.11 Io= 2? 1.11 = 2,2 A
变压器副边电流有效值变压器容量 S = U I = 122? 2.2 = 207,8 V A
变压器副边电压 U? 122 V
A1D?IV 172D R M?U
可选用二极管 2CZ11C，其最大整流电流为 1A，
反向工作峰值电压为 300V。
下一页总目录 章目录 返回 上一页例 2,试分析图示桥式整流电路中的二极管 D2 或 D4
断开时负载电压的波形。 如果 D2 或 D4 接反，后果如何？ 如果 D2 或 D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？
uo+_~ u
+
_ RL
D2
D4
D1
D3
解,当 D2或 D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和 D3导通，负载中有电流 过，负载电压 uo=u；负半周时，
D1和 D3截止，负载中无电流通 过，负载两端无电压，
uo =0。
uo
u
π 2π 3π 4π
t?
t?π 2π 3π
4π
o
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页如果 D2或 D4接反则正半周时，二极管 D1,D4或 D2,D3导通，电流经 D1,D4或 D2,D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及 D1,D4或 D2,D3将被烧坏。
如果 D2或 D4因击穿烧坏而短路则正半周时，情况与 D2或 D4接反类似，电源及 D1
或 D3也将因电流过大而烧坏。
uo+_~ u
+
_ RL
D2
D4
D1
D3
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19.1.3 三相桥式整流电路
2,工作原理在每一瞬间共阴极组中阳极电位最高的二极管导通；
共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。
1,电路 D
1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
a
u
+
+
–
–
o
三相变压器原绕组接成三角形，副绕组接成星形共阳极组共阴极组下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t1 ~ t2 期间共阴极组中 a点电位最高,D1 导通；
共阳极组中 b点电位最低,D4 导通。
负载两端的电压为线电压 uab。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压动画
u
o
ua ub uC
2 t?
uo
o
tt1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t2 ~ t3 期间共阴极组中 a点电位最高,D1 导通；
共阳极组中 c点电位最低,D6 导通。
负载两端的电压为线电压 uaC。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压u
o
ua ub uC
2 t?
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t3 ~ t4 期间共阴极组中 b点电位最高,D3 导通；
共阳极组中 c点电位最低,D6 导通。
负载两端的电压为线电压 ubC。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压u
o
ua ub uC
2 t?
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t4 ~ t5 期间共阴极组中 b点电位最高,D3 导通；
共阳极组中 a点电位最低,D2 导通。
负载两端的电压为线电压 uba。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压u
o
ua ub uC
2 t?
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
2,工作原理结论：
在一个周期中，每个二极管只有三分之一的时间导通（导通角为 120° ）。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
c
b
au ++
–
–
o
变压器副边电压负载电压负载两端的电压为线电压。
u
o
ua ub uC
2 t?
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3,参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
(2) 整流电流平均值 Io
LL
34.2οo RURUI
(3) 流过每管电流平均值 ID
o3
1
D II?
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM UU 23
D R M
) ) d (30 s i n (2
3
π
1
ab
2
π
6
π ttU
οU U2,3 4?
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19.2 滤波器交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，
其中既有直流成份又有交流成份。
滤波原理,滤波电路利用储能元件电容两端的电压 (或通过电感中的电流 )不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。
方法,将电容与负载 RL并联 (或将电感与负载 RL串联 )。
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19.2.1 电容滤波器
1,电路结构
2,工作原理
u >uC时，二极管导通,电源在给负载 RL供电的同时也给电容充电,uC增加,uo= uC 。
u <uC时，二极管截止，电容通过负载 RL放电,uC
按指数规律下降,uo= uC 。
+
C
ic
i
–
+ +
–
a D
uou
b
RL
io
= uC
3,工作波形二极管承受的最高反向电压为 。UU 22D R M?
动画
uo
U2
U2
u
tO
tO
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4,电容滤波电路的特点
25)(3L
TCRτ一般取 (T — 电源电压的周期 )
(1) 输出电压的脉动程度与平均值 Uo与放电时间常数 RLC有关。
RLC 越大? 电容器放电越慢
输出电压的平均值 Uo 越大，波形越平滑。
近似估算取,Uo = 1,2 U ( 桥式、全波）
Uo = 1,0 U （ 半波）
当负载 RL 开路时,UO? U2
为了得到比较平直的输出电压下一页总目录 章目录 返回 上一页
(2) 外特性曲线有电容 滤波1.4U
无电容滤波
0.45U
Uo
o IO
结论 采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。
因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。
(3) 流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：
IOM =2 ID
RLC 越大?Ｕ O越高,IO 越大?整流二极管导通时间越短
iD 的峰值电流越大。 i
D
t
uo
U2
tO
O
下一页总目录 章目录 返回 上一页例,有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200?，要求直流输出电压 Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。
流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压
V 352522D R M UU
变压器副边电压的有效值
A0 7 50
2 0 0
30
2
1
2
1
2
1
L
O
OD,R
UII
u RL uo
+ +
– –
~ +C解,1,选择整流二极管
2 5 V1,230 21 O,UU
可选用二极管 2CP11
IOM =100mA UDRM =50V
下一页总目录 章目录 返回 上一页例,有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200?，要求直流输出电压 Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。
取 RLC = 5? T/2
已知 RL = 50?
S 05.025015LCR
u RL uo
+ +
– –
~ +C解,2,选择滤波电容器
F2 5 0F102 5 02 0 00,0 5 050 6
L
R.C
可选用 C=250?F，耐压为 50V的极性电容器下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.2.2 电感电容滤波器
1,电路结构 L
u R
L uo
+ +
– –
~ +C
2,滤波原理对直流分量,XL=0,L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 L上。 因此,在负载上得到比较平滑的直流电压。
当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。
LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。
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19.2.3? 形 滤波器
形 LC 滤波器滤波效果比
LC滤波器更好，
但二极管的冲击电流较大。
比? 形 LC
滤波器的体积小、成本低。
L
u RL uo
+ +
– –
~ +C
2
+
C1
形 RC 滤波器 R
u RL uo
+ +
– –
~ +C
2
+C
1
R 愈大,C2愈大,滤波效果愈好。但 R 大将使直流压降增加,主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。
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N1 N3
C2 0.047?F
D2 D3
D4D1
2CZ12A× 4
N2
FU2
3A
2000?F/50V+
C1
–24V
FU1
1A
直流
24V
交流
～ 220V
交直流收扩两用机电源下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.3 直流稳压电源稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。
稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。
其内阻越小，稳压性能越好。
稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。
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19.3.1 稳压管稳压电路
2,工作原理
UO = UZ IR = IO + IZ U
I
UZ
RL?(IO?)? IR?
设 UI一定，负载 RL变化
UO 基本不变? IR (IRR) 基本不变
UO (UZ ) IZ?
1,电路
+
–
UI RL+C
IO
UO
+
–
+
–
u
IR R
DZ
Iz
限流调压稳压电路下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.3.1 稳压管稳压电路
2,工作原理
UO = UZ IR = IO + IZ U
I
UZ
UIUZ?
设负载 RL一定,UI 变化
UO 基本不变? IRR?
IZ IR?
1,电路
+
–
UI RL+C
IO
UO
+
–
+
–
u
IR R
DZ
Iz
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ZMO
OIM
m i n IIR
UU
3,参数的选择
(1) UZ = UO
(2) IZM= (1.5 ~ 3) ICM
(3) UI = (2 ~ 3) UO
(4)
R
II
UU?
o m i nZM
OIM
OMZ
OI m i n
II
UU
为保证稳压管安全工作
ZIIR
UU
OM
OI mi n
为保证稳压管正常工作适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。
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19.3.2 恒压源由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。
UZ
RF
R2
R1
+
–
+ +
–?
RL
+
–
UZ
R
DZ
+U
UO
RF
R2
R1
+ +
–?
+
–RL
R
DZ +
–
UZ
+U
反相输入恒压源 同相输入恒压源
Z
F
O
1
URRU
Z
F
O )(1
1
URRU
改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。
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Ui
T
R2UZ
RL UO
+
–
R3+ +
–
–
+
UB
+
– DZ
+
–
Uf
+
–
R1
1R?
1R?
19.3.3 串联型稳压电路
1,电路结构串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。
调整元件比较放大基准电压取样电路下一页总目录 章目录 返回 上一页当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压 UO升高时，有如下稳压过程：
2,稳压过程
O21
21
f URR
RRUU
ZUU
由电路图可知
)( fZuoB UUAU
UO? Uf? UB?
UO?
IC? UCE?
由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路。
UI
T
R2UZ
RL UO
+
–
R3+ +
–
–
+
UB
+
– DZ
+
–
Uf
+
–
R1
1R?
1R?
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3,输出电压及调节范围
Z
21
1
BO
)(1 U
RR
R
UU
输出电压
Ui
T
R2UZ
RL UO
+
–
R3+ +
–
–
+
UB
+
– DZ
+
–
Uf
+
–
R1
1R?
1R?
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19.3.4 集成稳压电源单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。
最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。
1,分类
XX两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出正电压
78XX
输出负电压
79XX
（ 1,25 ~ 37 V 连续可调）
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2,外形及引脚功能
W7800系列稳压器外形
1—输入端
3 —公共端
2 —输出端
W7900系列稳压器外形
1 — 公共端
3—输入端
2 —输出端塑料封装下一页总目录 章目录 返回 上一页
3,性能特点 （ 7800,7900系列）
输出电流超过 1,5 A（加散热器）
不需要外接元件
内部有过热保护
内部有过流保护
调整管设有安全工作区保护
输出电压容差为 4%
输出电压额定值有,
5V,6V,9V,12V,15V,18V,24V等 。
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4,主要参数
(1) 电压调整率 SU(稳压系数 )
反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压波动对稳压电路的影响。
0
0 o 1 00
oo
T
I
I
U % U
UU
S
Δ
Δ
(2) 电流调整率 SI
反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载能力。
0
0
o
o
I
%100
I
T
UU
U
S
Δ
Δ
Δ
0.005~0.02%
0.1~1.0
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(3) 输出电压 UO
(6) 最大输入电压 UiM
(7) 最大功耗 PM
OMOIMM )( IUUP
(4) 最大输出电流 IOM
(5) 最小输入、输出电压差 (Ui -UO ) min
下一页总目录 章目录 返回 上一页输出为固定正电压时的接法如图所示。
(1) 输出为固定电压的电路输入与输出之间的电压不得低于 3V！
5,三端固定输出集成稳压器的应用
CO
W7805
CiUi
+
_
+
_
UO
1 2
3
0.1~1?F 1?F
为了瞬时增减负载电流时，不致引起输出电压有较大的波动。即用来改善负载的瞬态响应。
用来抵消输入端接线较长时的电感效应，
防止产生自激振荡。
即用以改善波形。
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(2)同时输出正、负电压的电路
23
220V
24V +C
24V
+C
W7815
Ci
+15V1 2
3
Ci
W7915
1
CO
CO
– 15V
1?F
1?F
0.33?F
0.33?F
1000?F
1000?F
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UXX,为 W78XX
固定输出电压
UO= UXX + UZ
（ 3） 提高输出电压的电路
CO
W78XX
CiUI
+
_
+
_
UO
1 2
3 UXX
UZ
R
DZ
+
_
+
_
IO= I2 + IC（ 4） 提高输出电流的电路当 IO较小时,UR
较小,T截止,IC=0。
CO
W78XX
CiUI
+
_
+
_UO
1 2
3
R
UR
IC
I2
IO
T
+ – 当 IO > IOM时，
UR较大,T导通,
IO=IOM + IC
R 可由功率管 T的 UBE和稳压器的 IOM确定,即 R? UBE /IOM 。
下一页总目录 章目录 返回 上一页
6,三端可调输出集成稳压器的应用
)V1(251
1
2
O R
R.U
流过调整端电流 <100 μA，在要求不高的场合它在 R2上的压降可以忽略
2,1两端电压为
1.25V — 基准电压
CO
CW117
CiUi
+
_
+
_
UO
3 2
1 Adj R1
R2
240?
1μF0.1μF
19.2 滤波器
19.3 直流稳压电源
19.1 整流电路下一页总目录 章目录 返回 上一页本章要求：
1,理解单相整流电路和滤波 电路 的工作原理及参数的计算 ;
2,了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理 ;
3,了解集成稳压电路的性能及应用。
第 19章 直流稳压电源下一页总目录 章目录 返回 上一页第 19章 直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成功能,把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
u4 uou3u2u1
交流电源 负载变压 整流 滤波 稳压下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.1 整流电路整流电路的作用,
将交流电压转变为脉动的直流电压。
常见的整流电路：
半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。
分析时可把二极管当作理想元件处理：
二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
整流原理：
利用二极管的单向导电性下一页总目录 章目录 返回 上一页
t?
uD
O
19.1.1 单相半波整流电路
2,工作原理
u 正半周,Va>Vb，
二极管 D导通；
3,工作波形
u 负半周,Va< Vb，
二极管 D 截止 。
1,电路结构
–
+ +
–
aTr D
uou
b
RL
io 动画
u
tO
uo
O
t?
U2
U2
U2?
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4,参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
(2) 整流电流平均值 Io
LL R
U
R
UI 45.0o
o
(3) 流过每管电流平均值 ID
oD II?
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM UU 2
D R M?
(5) 变压器副边电流有效值 I
o
π
ο 57.1 d) s i n(π2
1 2
m IttII
) d( s i n2π2 1 πο ttU U0.45?oU
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5,整流二极管的选择平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管的主要依据。
选管时应满足：
IOM?ID,URWM? UDRM
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19.1.2 单相桥式整流电路
2,工作原理
u 正半周,Va>Vb,二极管 D1,D3 导通,D2、
D4 截止 。
3,工作波形
uD2
uD4
1,电路结构
－ uo
uD?t
t
RLu
io
uo
1
23
4a
b
+
–
+
–
－
动画
u
t?
U2
U2
U2?
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220 V，负载电阻 RL = 50?，负载电压 Uo=100V，
试求变压器的变比和容量，并选择二极管。
81122220,K变比
I = 1.11 Io= 2? 1.11 = 2,2 A
变压器副边电流有效值变压器容量 S = U I = 122? 2.2 = 207,8 V A
变压器副边电压 U? 122 V
A1D?IV 172D R M?U
可选用二极管 2CZ11C，其最大整流电流为 1A，
反向工作峰值电压为 300V。
下一页总目录 章目录 返回 上一页例 2,试分析图示桥式整流电路中的二极管 D2 或 D4
断开时负载电压的波形。 如果 D2 或 D4 接反，后果如何？ 如果 D2 或 D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？
uo+_~ u
+
_ RL
D2
D4
D1
D3
解,当 D2或 D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和 D3导通，负载中有电流 过，负载电压 uo=u；负半周时，
D1和 D3截止，负载中无电流通 过，负载两端无电压，
uo =0。
uo
u
π 2π 3π 4π
t?
t?π 2π 3π
4π
o
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页如果 D2或 D4接反则正半周时，二极管 D1,D4或 D2,D3导通，电流经 D1,D4或 D2,D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及 D1,D4或 D2,D3将被烧坏。
如果 D2或 D4因击穿烧坏而短路则正半周时，情况与 D2或 D4接反类似，电源及 D1
或 D3也将因电流过大而烧坏。
uo+_~ u
+
_ RL
D2
D4
D1
D3
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19.1.3 三相桥式整流电路
2,工作原理在每一瞬间共阴极组中阳极电位最高的二极管导通；
共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。
1,电路 D
1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
a
u
+
+
–
–
o
三相变压器原绕组接成三角形，副绕组接成星形共阳极组共阴极组下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t1 ~ t2 期间共阴极组中 a点电位最高,D1 导通；
共阳极组中 b点电位最低,D4 导通。
负载两端的电压为线电压 uab。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压动画
u
o
ua ub uC
2 t?
uo
o
tt1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t2 ~ t3 期间共阴极组中 a点电位最高,D1 导通；
共阳极组中 c点电位最低,D6 导通。
负载两端的电压为线电压 uaC。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压u
o
ua ub uC
2 t?
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t3 ~ t4 期间共阴极组中 b点电位最高,D3 导通；
共阳极组中 c点电位最低,D6 导通。
负载两端的电压为线电压 ubC。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压u
o
ua ub uC
2 t?
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页在 t4 ~ t5 期间共阴极组中 b点电位最高,D3 导通；
共阳极组中 a点电位最低,D2 导通。
负载两端的电压为线电压 uba。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
C
b
au ++
–
–
o
负载电压
2,工作原理变压器副边电压u
o
ua ub uC
2 t?
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
下一页总目录 章目录 返回 上一页
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
uo
t
o
2,工作原理结论：
在一个周期中，每个二极管只有三分之一的时间导通（导通角为 120° ）。
D1
RL uo
D6
D3 D5
D4D2
io
c
b
au ++
–
–
o
变压器副边电压负载电压负载两端的电压为线电压。
u
o
ua ub uC
2 t?
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3,参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
(2) 整流电流平均值 Io
LL
34.2οo RURUI
(3) 流过每管电流平均值 ID
o3
1
D II?
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM UU 23
D R M
) ) d (30 s i n (2
3
π
1
ab
2
π
6
π ttU
οU U2,3 4?
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19.2 滤波器交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，
其中既有直流成份又有交流成份。
滤波原理,滤波电路利用储能元件电容两端的电压 (或通过电感中的电流 )不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。
方法,将电容与负载 RL并联 (或将电感与负载 RL串联 )。
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19.2.1 电容滤波器
1,电路结构
2,工作原理
u >uC时，二极管导通,电源在给负载 RL供电的同时也给电容充电,uC增加,uo= uC 。
u <uC时，二极管截止，电容通过负载 RL放电,uC
按指数规律下降,uo= uC 。
+
C
ic
i
–
+ +
–
a D
uou
b
RL
io
= uC
3,工作波形二极管承受的最高反向电压为 。UU 22D R M?
动画
uo
U2
U2
u
tO
tO
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4,电容滤波电路的特点
25)(3L
TCRτ一般取 (T — 电源电压的周期 )
(1) 输出电压的脉动程度与平均值 Uo与放电时间常数 RLC有关。
RLC 越大? 电容器放电越慢
输出电压的平均值 Uo 越大，波形越平滑。
近似估算取,Uo = 1,2 U ( 桥式、全波）
Uo = 1,0 U （ 半波）
当负载 RL 开路时,UO? U2
为了得到比较平直的输出电压下一页总目录 章目录 返回 上一页
(2) 外特性曲线有电容 滤波1.4U
无电容滤波
0.45U
Uo
o IO
结论 采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。
因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。
(3) 流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：
IOM =2 ID
RLC 越大?Ｕ O越高,IO 越大?整流二极管导通时间越短
iD 的峰值电流越大。 i
D
t
uo
U2
tO
O
下一页总目录 章目录 返回 上一页例,有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200?，要求直流输出电压 Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。
流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压
V 352522D R M UU
变压器副边电压的有效值
A0 7 50
2 0 0
30
2
1
2
1
2
1
L
O
OD,R
UII
u RL uo
+ +
– –
~ +C解,1,选择整流二极管
2 5 V1,230 21 O,UU
可选用二极管 2CP11
IOM =100mA UDRM =50V
下一页总目录 章目录 返回 上一页例,有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200?，要求直流输出电压 Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。
取 RLC = 5? T/2
已知 RL = 50?
S 05.025015LCR
u RL uo
+ +
– –
~ +C解,2,选择滤波电容器
F2 5 0F102 5 02 0 00,0 5 050 6
L
R.C
可选用 C=250?F，耐压为 50V的极性电容器下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.2.2 电感电容滤波器
1,电路结构 L
u R
L uo
+ +
– –
~ +C
2,滤波原理对直流分量,XL=0,L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 L上。 因此,在负载上得到比较平滑的直流电压。
当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。
LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。
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19.2.3? 形 滤波器
形 LC 滤波器滤波效果比
LC滤波器更好，
但二极管的冲击电流较大。
比? 形 LC
滤波器的体积小、成本低。
L
u RL uo
+ +
– –
~ +C
2
+
C1
形 RC 滤波器 R
u RL uo
+ +
– –
~ +C
2
+C
1
R 愈大,C2愈大,滤波效果愈好。但 R 大将使直流压降增加,主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。
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N1 N3
C2 0.047?F
D2 D3
D4D1
2CZ12A× 4
N2
FU2
3A
2000?F/50V+
C1
–24V
FU1
1A
直流
24V
交流
～ 220V
交直流收扩两用机电源下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.3 直流稳压电源稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。
稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。
其内阻越小，稳压性能越好。
稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。
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19.3.1 稳压管稳压电路
2,工作原理
UO = UZ IR = IO + IZ U
I
UZ
RL?(IO?)? IR?
设 UI一定，负载 RL变化
UO 基本不变? IR (IRR) 基本不变
UO (UZ ) IZ?
1,电路
+
–
UI RL+C
IO
UO
+
–
+
–
u
IR R
DZ
Iz
限流调压稳压电路下一页总目录 章目录 返回 上一页
19.3.1 稳压管稳压电路
2,工作原理
UO = UZ IR = IO + IZ U
I
UZ
UIUZ?
设负载 RL一定,UI 变化
UO 基本不变? IRR?
IZ IR?
1,电路
+
–
UI RL+C
IO
UO
+
–
+
–
u
IR R
DZ
Iz
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ZMO
OIM
m i n IIR
UU
3,参数的选择
(1) UZ = UO
(2) IZM= (1.5 ~ 3) ICM
(3) UI = (2 ~ 3) UO
(4)
R
II
UU?
o m i nZM
OIM
OMZ
OI m i n
II
UU
为保证稳压管安全工作
ZIIR
UU
OM
OI mi n
为保证稳压管正常工作适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。
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19.3.2 恒压源由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。
UZ
RF
R2
R1
+
–
+ +
–?
RL
+
–
UZ
R
DZ
+U
UO
RF
R2
R1
+ +
–?
+
–RL
R
DZ +
–
UZ
+U
反相输入恒压源 同相输入恒压源
Z
F
O
1
URRU
Z
F
O )(1
1
URRU
改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。
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Ui
T
R2UZ
RL UO
+
–
R3+ +
–
–
+
UB
+
– DZ
+
–
Uf
+
–
R1
1R?
1R?
19.3.3 串联型稳压电路
1,电路结构串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。
调整元件比较放大基准电压取样电路下一页总目录 章目录 返回 上一页当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压 UO升高时，有如下稳压过程：
2,稳压过程
O21
21
f URR
RRUU
ZUU
由电路图可知
)( fZuoB UUAU
UO? Uf? UB?
UO?
IC? UCE?
由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路。
UI
T
R2UZ
RL UO
+
–
R3+ +
–
–
+
UB
+
– DZ
+
–
Uf
+
–
R1
1R?
1R?
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3,输出电压及调节范围
Z
21
1
BO
)(1 U
RR
R
UU
输出电压
Ui
T
R2UZ
RL UO
+
–
R3+ +
–
–
+
UB
+
– DZ
+
–
Uf
+
–
R1
1R?
1R?
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19.3.4 集成稳压电源单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。
最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。
1,分类
XX两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出正电压
78XX
输出负电压
79XX
（ 1,25 ~ 37 V 连续可调）
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2,外形及引脚功能
W7800系列稳压器外形
1—输入端
3 —公共端
2 —输出端
W7900系列稳压器外形
1 — 公共端
3—输入端
2 —输出端塑料封装下一页总目录 章目录 返回 上一页
3,性能特点 （ 7800,7900系列）
输出电流超过 1,5 A（加散热器）
不需要外接元件
内部有过热保护
内部有过流保护
调整管设有安全工作区保护
输出电压容差为 4%
输出电压额定值有,
5V,6V,9V,12V,15V,18V,24V等 。
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4,主要参数
(1) 电压调整率 SU(稳压系数 )
反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压波动对稳压电路的影响。
0
0 o 1 00
oo
T
I
I
U % U
UU
S
Δ
Δ
(2) 电流调整率 SI
反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载能力。
0
0
o
o
I
%100
I
T
UU
U
S
Δ
Δ
Δ
0.005~0.02%
0.1~1.0
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(3) 输出电压 UO
(6) 最大输入电压 UiM
(7) 最大功耗 PM
OMOIMM )( IUUP
(4) 最大输出电流 IOM
(5) 最小输入、输出电压差 (Ui -UO ) min
下一页总目录 章目录 返回 上一页输出为固定正电压时的接法如图所示。
(1) 输出为固定电压的电路输入与输出之间的电压不得低于 3V！
5,三端固定输出集成稳压器的应用
CO
W7805
CiUi
+
_
+
_
UO
1 2
3
0.1~1?F 1?F
为了瞬时增减负载电流时，不致引起输出电压有较大的波动。即用来改善负载的瞬态响应。
用来抵消输入端接线较长时的电感效应，
防止产生自激振荡。
即用以改善波形。
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(2)同时输出正、负电压的电路
23
220V
24V +C
24V
+C
W7815
Ci
+15V1 2
3
Ci
W7915
1
CO
CO
– 15V
1?F
1?F
0.33?F
0.33?F
1000?F
1000?F
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UXX,为 W78XX
固定输出电压
UO= UXX + UZ
（ 3） 提高输出电压的电路
CO
W78XX
CiUI
+
_
+
_
UO
1 2
3 UXX
UZ
R
DZ
+
_
+
_
IO= I2 + IC（ 4） 提高输出电流的电路当 IO较小时,UR
较小,T截止,IC=0。
CO
W78XX
CiUI
+
_
+
_UO
1 2
3
R
UR
IC
I2
IO
T
+ – 当 IO > IOM时，
UR较大,T导通,
IO=IOM + IC
R 可由功率管 T的 UBE和稳压器的 IOM确定,即 R? UBE /IOM 。
下一页总目录 章目录 返回 上一页
6,三端可调输出集成稳压器的应用
)V1(251
1
2
O R
R.U
流过调整端电流 <100 μA，在要求不高的场合它在 R2上的压降可以忽略
2,1两端电压为
1.25V — 基准电压
CO
CW117
CiUi
+
_
+
_
UO
3 2
1 Adj R1
R2
240?
1μF0.1μF
