第 11章 直流电源
11.1 单相整流电路
11.2 滤波电路
11.3 倍压整流 (简介 )
11.4 稳压电路
11.5 集成稳压电路
11.6 开关稳压电路 (简介 )
四六级考试，补课取消
11.1 单相整流电路直流电源组成框图电压调整 交流 →直流 脉动 →平滑 稳定直流一、单相半波整流电路
1.电路工作原理
2.直流电压 Uo和直流电流 Io的计算
22 s i n 0
02
o
U t t
u
t
2
0
1 ()
2ooU u d t
2
0
22
1
2 si n ( )
2
2
0.45
o
o
U U t d t
U U U
ω t
π 2 π 3 π 4 π
u
2
u
o
ω t
π 2 π 3 π 4 π
u
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ω t
π 2 π 3 π 4 π
20,4 5o
oD
LL
UUII
RR
3.脉动系数 S
oim
o
US
U?
u
o
ω t
π 2 π 3 π 4 π
U
o
2
2
2
2
2
1,5 7
22
o im
o im
o
U
U
U
U
S
U
U
设 f(x)是以 2π为周期的函数，且能展开成三角级数，即有
4.选管原则二极管的电流 ID
二极管所承受的最大反向峰值电压 URM
i
D
ω t
π 2 π 3 π 4 π
IF≥ID
IF:二极管的最大整流电流 ;
22R R MU U U
u
D
ω t
π 2 π 3 π 4 π
半波整流电路的优点是结构简单，使用的元件少。但是存在明显的缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大；故半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。
单相全波整流电路
1.电路与工作原理 u
2
ω t
π 2π 3π 4π
u
o
ω t
π 2π 3π 4π
u
2
ω t
π 2π 3π 4π
2.直流电压 Uo和直流电流 Io的计算
22
2
22
0,9
0,9
o
o
o
LL
U U U
UU
I
RR
u
o
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π 2 π 3 π 4 π
3.脉动系数 S 2
2
42
3
42
23
0.67
322
oim
UU
S
U
4.选管原则
1
2DoII?
1
2F D oI I I
222RMUU?
u
o
ω t
π 2 π 3 π 4 π
u
2
ω t
π 2 π 3 π 4 π
全波整流电路优点：电源利用率高，输出电压提高了一倍。每个管子仅提供输出电流 Io的一半。
缺点：要求管子耐压要高，且需要一个具有中心抽头的变压器，工艺复杂，成本高。
单相桥式整流电路
1.电路与工作原理
2
2
2
0,9
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1
0,4 5
2
o
o
L
Do
L
UU
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I
R
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II
R
2,直流电压 Uo和直流电流 Io的计算
2
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3,脉动系数 0.67S?
4,选管原则
2
1
2
2
Fo
R
II
UU
桥式整流具有全波整流的全部优点，而且避免了全波整流的缺点。桥式整流的缺点是需要 4只二极管。目前桥式整流应用最为广泛。
11.2 滤波电路
11.2.1 电容滤波电路
1.空载时情况
2,带电阻负载时的情况
RLC对电容滤波的影响桥式整流、电容滤波电路的输出电压 Uo
2 2 22 0,9U U U
( 3 ~ 5 ) 2L TRC?
当
21,2OUU?
11.2.2 其它形式的滤波电路
Π型滤波器
L,LC滤波电路各种滤波器性能比较
11.3 倍压整流
11.3.1二倍压整流电路正半周时：
u
2
ω t
π 2 π 3 π 4 π
负半周时：
u
C 1
U
2 m
ω t
u
C 2
U
2 m
ω t
2 U
2 m
2 1 2ccu u u
11.3.2多倍压整流电路
11.4 稳压电路
11.4.1 稳压电路的主要指标
1.稳压系数 Sr
/ |
/ L
oo
rR
ii
UUS
UU?
常数反映电网波动对输出电压的影响。
2.稳压电路的输出电阻 ro
|
i
o
oU
o
Ur
I?
常数衡量稳压电路受负载电阻的影响程度。
电压调整率,电网电压 (u2)变化 ± 10%时输出电压的相对变化量；
电流调整率,输出电流 Io从零变到最大时，输出电压的相对变化量；
最大波纹电压,输出端含有 50Hz或 100Hz的交流分量 ;
温度系数温度变化而引起的输出电压漂移
2 10%
|ou
o
U
U
m0I
||
o o a xo I o I
o
UU
U
11.4.2 硅稳压管稳压电路
1.稳压原理
(1)输出电压 Ui保持不变，当负载电阻 RL变化
L L R o z R L z
o
R I I U I I I I
U
L L R o z R L z
o
R I I U I I I I
U
(2)负载电阻 RL不变，当电网电压变化
i o z R R
o
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U
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o
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2.指标计算
//
//
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r
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U U R r U
zi
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/ |
/ L
oo
rR
ii
UUS
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常数
(2) 输出电阻 ro
//o z zr r R r
3.限流电阻 R的选择
m in m axz z zI I I
稳压管的工作状态始终在稳压工作区
(1)当电网电压最高，即为 Uimax，且负载电流最小时,
R
L
R
V
D
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m ax
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m ax
m ax
m ax m ax
i z z
z
L
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L
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U U U
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RR
UU
RR
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(2) 当电网电压最低，即为 Uimin，且负载电流最大时,
m i n
m i n
m i n
m i n
m i n
m i n m i n
i z z
z
L
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U U U
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11.4.3 串联型稳压电路串联型稳压电路的构成常见串联型稳压电路串联型稳压电路工作原理
oU oFU 2BEU 2CI 2CEU 1BEU?
1BI1CEU?oU?
1.输出电压 Uo的计算及调节范围
22
2
1 1 2 2
Bo
RUU
RR
22
22
1 1 2 2
1 1 2 2
22
B BE R R
Ro
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RR
RR
UU
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12
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W
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W
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W
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R R R
UU
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11.5 集成稳压电路一、三端固定式集成稳压器
1、器件型号、外形及其引线排列三端固定式集成稳压器是目前广泛使用的小功率串联型稳压器。
cw7805
2 1 3
23
1
cw7905
1 2 3
13
2
,1”—— 接地（ GND）,2”—— 输入（ UI ）,3”—— 输出（ Uo）
7800系列（正电压输出） 7900系列（负电压输出）
11.5.1 基本应用电路
79XX2 3
1C1 C2C3 C4 RL～
220V
78XX2 3
1C1 C2C3 C4 RL～
220V
11.5.2 扩大输出电流的电路
11.5.3 扩大输出电压的电路
22
1
2
2
1
( 1 )
oQ
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U U R I R
R
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2
1
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11.5.4 输出电压可调的电路
11.6 开关稳压电路
11.1 单相整流电路
11.2 滤波电路
11.3 倍压整流 (简介 )
11.4 稳压电路
11.5 集成稳压电路
11.6 开关稳压电路 (简介 )
四六级考试，补课取消
11.1 单相整流电路直流电源组成框图电压调整 交流 →直流 脉动 →平滑 稳定直流一、单相半波整流电路
1.电路工作原理
2.直流电压 Uo和直流电流 Io的计算
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4.选管原则二极管的电流 ID
二极管所承受的最大反向峰值电压 URM
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IF:二极管的最大整流电流 ;
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半波整流电路的优点是结构简单，使用的元件少。但是存在明显的缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大；故半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。
单相全波整流电路
1.电路与工作原理 u
2
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π 2π 3π 4π
u
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2.直流电压 Uo和直流电流 Io的计算
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全波整流电路优点：电源利用率高，输出电压提高了一倍。每个管子仅提供输出电流 Io的一半。
缺点：要求管子耐压要高，且需要一个具有中心抽头的变压器，工艺复杂，成本高。
单相桥式整流电路
1.电路与工作原理
2
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桥式整流具有全波整流的全部优点，而且避免了全波整流的缺点。桥式整流的缺点是需要 4只二极管。目前桥式整流应用最为广泛。
11.2 滤波电路
11.2.1 电容滤波电路
1.空载时情况
2,带电阻负载时的情况
RLC对电容滤波的影响桥式整流、电容滤波电路的输出电压 Uo
2 2 22 0,9U U U
( 3 ~ 5 ) 2L TRC?
当
21,2OUU?
11.2.2 其它形式的滤波电路
Π型滤波器
L,LC滤波电路各种滤波器性能比较
11.3 倍压整流
11.3.1二倍压整流电路正半周时：
u
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11.4 稳压电路
11.4.1 稳压电路的主要指标
1.稳压系数 Sr
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常数反映电网波动对输出电压的影响。
2.稳压电路的输出电阻 ro
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常数衡量稳压电路受负载电阻的影响程度。
电压调整率,电网电压 (u2)变化 ± 10%时输出电压的相对变化量；
电流调整率,输出电流 Io从零变到最大时，输出电压的相对变化量；
最大波纹电压,输出端含有 50Hz或 100Hz的交流分量 ;
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11.4.2 硅稳压管稳压电路
1.稳压原理
(1)输出电压 Ui保持不变，当负载电阻 RL变化
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(2) 输出电阻 ro
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3.限流电阻 R的选择
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稳压管的工作状态始终在稳压工作区
(1)当电网电压最高，即为 Uimax，且负载电流最小时,
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11.4.3 串联型稳压电路串联型稳压电路的构成常见串联型稳压电路串联型稳压电路工作原理
oU oFU 2BEU 2CI 2CEU 1BEU?
1BI1CEU?oU?
1.输出电压 Uo的计算及调节范围
22
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11.5 集成稳压电路一、三端固定式集成稳压器
1、器件型号、外形及其引线排列三端固定式集成稳压器是目前广泛使用的小功率串联型稳压器。
cw7805
2 1 3
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1 2 3
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,1”—— 接地（ GND）,2”—— 输入（ UI ）,3”—— 输出（ Uo）
7800系列（正电压输出） 7900系列（负电压输出）
11.5.1 基本应用电路
79XX2 3
1C1 C2C3 C4 RL～
220V
78XX2 3
1C1 C2C3 C4 RL～
220V
11.5.2 扩大输出电流的电路
11.5.3 扩大输出电压的电路
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11.5.4 输出电压可调的电路
11.6 开关稳压电路
