二极管应用：整流电路与稳压电路

1、10.2整流电路整流电路10.2.1整流电路的分析方法及其基本参数整流电路的分析方法及其基本参数tU sin22LRU2222U22U优点：使用元件少。优点：使用元件少。缺点：输出波形脉动大；直缺点：输出波形脉动大；直流成分小；变压器利用率低。流成分小；变压器利用率低。图图 10.2.2一、工作原理一、工作原理图图 10.2.1单相半波整流电路单相半波整流电路二、主要参数二、主要参数1.输出电压平均值输出电压平均值 UO( (AV) )输出电压平均值就是负输出电压平均值就是负载电阻上电压的平均值载电阻上电压的平均值)(d2120oO(AV)tuU 2202O(AV)45. 02)(tdsin2

2、1UUtUU 2.负载电流的平均值负载电流的平均值L2LAVOAVORU45. 0RUI）（）（3.脉动系数脉动系数O(AV)O1mUUS 三、二极管的选择三、二极管的选择根据流过二极管电流的平均值和它所承受的最大反向电根据流过二极管电流的平均值和它所承受的最大反向电压来选择二极管的型号。压来选择二极管的型号。二极管的正向电流等于负载电流平均值二极管的正向电流等于负载电流平均值L2AVOAVDRU45. 0II）（）（二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压2maxR2UU对于二极管对于二极管最大整流平均电最大整流平均电流流IF和和最高反

3、向工作电压最高反向工作电压UR均应留均应留10%的余地，以保证的余地，以保证二极管安全工作。二极管安全工作。L2AVOFRU21 . 1I 1 . 1I）（2R21 . 1UU10.2.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路图图 10.2.4单向桥式整流电路单向桥式整流电路图图 10.2.5单向桥式整流电路的习惯画法单向桥式整流电路的习惯画法一、单向桥式整流一、单向桥式整流电路的组成电路的组成在实用电路中，多采用全在实用电路中，多采用全波整流电路，最常用的是波整流电路，最常用的是单向桥式整流电路单向桥式整流电路二、工作原理二、工作原理1. u2 0时，电流由时，电流由+流出，经流出，经D1、RL、

4、D2流入流入-。2. u2 0时，电流由时，电流由-流出，经流出，经D3、RL、D4流入流入+。iD1 iD2iD3 iD4uD3 uD4uD1 uD2图图 10.2.6单相桥式整流电路的波形图单相桥式整流电路的波形图三、输出电压平均值三、输出电压平均值 UO( (AV) ) 和输出电流的平均值和输出电流的平均值IO( (AV) ) 2202O(AV)9 . 022)(tdsin21UUtUU L2LAVOAVORU9 . 0RUI）（）（脉动系数：脉动系数：)4cos1542cos342(22OttUu 67. 02232422O(AV)O1m UUUUS四、二极管的选择四、二极管的选择每只

5、二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只每只二极管的平均电流二极管的平均电流只有负载电阻上电流平均值的一半。只有负载电阻上电流平均值的一半。L2AVOAVDRU45. 02II）（）（二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压2maxR2UU对于二极管对于二极管最大整流平均电最大整流平均电流流IF和和最高反向工作电压最高反向工作电压UR均应留均应留10%的余地，以保证的余地，以保证二极管安全工作。二极管安全工作。L2AVOFRU21 . 12I 1 . 1I）（2R21 . 1

6、UU如何实现正、负电源？如何实现正、负电源？将桥式整流电路变压器副边将桥式整流电路变压器副边中点接地，并将二个负载电中点接地，并将二个负载电阻相连接，且连接点接地。阻相连接，且连接点接地。三相整流电路三相整流电路图图10.2.7利用桥式整流电路实现利用桥式整流电路实现正、负电源正、负电源图图10.2.8三相整流电路三相整流电路uO1 1 为正；为正； uO2 2为负为负变压器副边的三个端均应接变压器副边的三个端均应接二只二极管，一只接阳极，二只二极管，一只接阳极，另一只另一只 接阴极。接阴极。D1 D2 D3轮流导通，阳极电位高轮流导通，阳极电位高的的D先导通；先导通； D4D5D6轮流导通，

7、轮流导通，阴极电位低的阴极电位低的D先导通。先导通。10.4稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路10.4.1稳压管稳压电路的组成稳压管稳压电路的组成整流滤波电路输出电压不稳定的主要原因：整流滤波电路输出电压不稳定的主要原因：负载变化；负载变化； 电网电压波动。电网电压波动。图图10.4.1稳压二极管组成的稳压电路稳压二极管组成的稳压电路两个基本公式两个基本公式UIUR+UOIRIDZ+IL稳压管的伏安特性稳压管的伏安特性图图10.4.2稳压管的伏安特性稳压管的伏安特性在稳压管稳压电路中，只在稳压管稳压电路中，只要使稳压管始终工作在稳要使稳压管始终工作在稳压区，保证稳压管的电流：压区，保证稳压管

8、的电流：IZIDZIZM 输出电压输出电压UO就基本稳定。就基本稳定。10.4.2稳压原理稳压原理1. UI 不变，不变，RL 减小减小2. RL 不变，不变， UI 升高升高UIUOIZURUO=UI UR基本不变基本不变UORLILURUOIZIR=IL+IZ基本不变基本不变UO电网电压波动；电网电压波动；负载变化。负载变化。稳压电路应从以下二个稳压电路应从以下二个方面考察其稳压特性方面考察其稳压特性IL综上所述，在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压管综上所述，在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻所起的电流调节作用，通过限流电阻R上电压或电流的变化

9、上电压或电流的变化进行补偿，来达到稳压的目的。进行补偿，来达到稳压的目的。10.4.3稳压管稳压电路的性能指标稳压管稳压电路的性能指标一、内阻一、内阻 Ro常常数数 IOOoUIUR二、稳压系数二、稳压系数 Sr常常数数常常数数 LLOIIOIIOOr/RRUUUUUUUUS三、电压调整率三、电压调整率四、电流调整率四、电流调整率内阻和稳压系数的估算内阻和稳压系数的估算1. 内阻内阻 RoZZIOo/rRrUUR 2. 稳压系数稳压系数 Sr当当 rZ RL ， rZ ILmaxILminIZM ILmax+ IZ3.限流电阻限流电阻R的选择的选择（1）. 当电网电压最高和负载电流最小时，稳压

10、管当电网电压最高和负载电流最小时，稳压管IZ 的值最大，此时的值最大，此时 IZ 不应超过允许的最大值，即不应超过允许的最大值，即ZmaxLminZImaxIIRUU 或：或：LminZmaxZImaxminIIUUR（2）. 当电网电压最低和负载电流最大时，稳压管当电网电压最低和负载电流最大时，稳压管IZ 的值最小，此时的值最小，此时 IZ 不应低于其允许的最小值，即不应低于其允许的最小值，即ZminLmaxZIminIIRUU 或：或：LmaxZminZIminmaxIIUUR例例10.4.1在在10.4.1所示的电路中，已知所示的电路中，已知UI 15V，负载电，负载电流为流为1020mA；稳压管的稳定电压；稳压管的稳定电压UZ6V，最小稳定电流，最小稳定电流IZ 5A，最大稳定电流，最大稳定电流IZM40A动态电阻动态电阻rZ15 。（1）求解）求解R的取值范围；的取值范围；解解：（：（1）LmaxZminZIminmaxIIUUR360 LminZmaxZImaxminIIU