第十章 直流电源

10.1概述直流电源的作用——将220V的交流市电转换成平稳的直流电，即转换成接近 理想的直流电压源。直流电源的基本组成：直流电源的分类——线性电源和开关电源。线性电源的特点：采用深度负反馈获得稳定的直流电压，性能优良，但效率 较差。开关电源的特点：采用脉冲振荡器将不稳定的直流电转换成脉冲，然后对交 流脉冲进行整流滤波得到所需直流电压，效率很高，但输 出纹波较大。10.2整流电路10.2.1单相全波整流电路正半周电流通路负半周电流通路10.2.1单相全波整流电路10.2整流电路负载两端的电压波形：

平均电压（直流电压）：

流过整流二极管的平均电流：

整流二极管承受的最高反向电压：10.3滤波电路10.3.1电容滤波电路输出电压波形10.3滤波电路讨论：如果整流电路内阻很小，则电容上电压可以达到变压器次级电压的峰值。否则达不到峰值。

负载电阻越大（或者说负载越轻，或者说输出电流越小），则输出电压越平稳，即输出电压波动越小，反之越大。

输出电压的平均值，最小为0.9U2rms，最大为U2p。在满足RC=（3~5）T/2时，Uo(AV)≈1.2U2。其中，T——电网频率。

电解电容的耐压值至少应该大于U2p，如果允许电网电压波动10%，则耐压值应该大于1.1U2p。输出电流越大（即负载电阻越小），则需要滤波电容越大。当输出电流太大时，电容滤波电路不再适用，此时应该采用电感滤波电路。10.3.2双电源整流滤波电路10.3滤波电路10.3.2双电源整流滤波电路10.3滤波电路正半周10.3.2双电源整流滤波电路10.3滤波电路负半周10.4稳压电路10.4.1简单二极管稳压电路从图中可以得到：即：而稳压管的特性曲线可以表示为：两条曲线的交点即为电路的解。10.4稳压电路10.4.1简单二极管稳压电路当输入电压Ui发生波动时，稳压管两端的电压变动很小，并且稳压管的动态电阻越小，其电压变动越小。10.4稳压电路10.4.1简单二极管稳压电路稳压管稳压电路的缺点：

只能用于输出电流比较小（例如几毫安~几十毫安）的场合。如果负载电流比较大且处于变动状态，则稳压管的功耗相当大，效率低下。

稳压管的动态电阻一般可达十几欧姆~几十欧姆，导致其输出纹波不可能更小。输出电压不可调。稳压管稳压电路的电流扩展：10.4稳压电路10.4.2串联负反馈稳压电路利用电压负反馈稳定输出电压，这是串联负反馈稳压电源的基本思想。把电压串联负反馈放大器的输入信号用稳定的直流电压取代，则放大器输出端的电压将稳定不变。如果基准电压发生变动，则输出电压必定发生变动，所以，对基准电压的要求主要有：温度稳定性好、纹波小、噪声小。根据深度负反馈原理，可以得到：无论R1和R2如何取值，输出电压最小不会低于参考电压Uref。10.4稳压电路10.4.2串联负反馈稳压电路采样电路比较放大基准电压调整管10.4稳压电路10.4.2串联负反馈稳压电路问题：——运算放大器的电源供电怎么解决？其它的电路形式10.4.3基准电压对基准电压的要求：

温度稳定性好

噪声小能隙基准电压电路特点：电路具有温度补偿作用，温度系数接近零电路中管子均工作在放大区，PN结没有处于击穿区，故噪声小。基准电压为1.205V。10.4稳压电路10.4.4过流保护电路过流保护电路需要解决：对于输出电流的检测对于输出电流的控制

限流型保护电路当输出电流在额定电流以内，保护电路不起作用。

当输出电流超过额定电流，则保护电路将会使得输出电流限制在一定的值。

减流型（截流型）保护电路当输出电流超过额定电流时，保护电路将会使得输出电流降低到一个比较小的值。10.4.5三端集成稳压器

集成稳压器中采用高增益的放大器作为比较放大，所以能够获得优良的技术指标（电压调整率和负载调整率）。

集成稳压器中采用能隙基准电源作为电压基准，所以能够得到很小的输出噪声和纹波电压。集成稳压器中设置有过流保护，调整管过压过流保护，以及温度保护，故适应性很好，不容易损坏。10.4稳压电路

电压调整率：

电流调整率：

输出电阻：10.4.5三端集成稳压器10.4稳压电路集成稳压器基本知识：

78系列和79系列最大输出电流固定输出电压与可调输出电压输出电压：10.4.5三端集成稳压器10.4稳压电路输入电容和输出电容的作用：*Cinisrequiredifregulatorislocatedanappreciabledis