线性整流电路

(1)线性整流电路-++∞A2RFR2R3R4D2uoN-++∞A1R1D1uiMA1与D1,D2及电阻R!,R2组成线性半波整流.A2为反相加法电路R1=R2=R4=10K,R3=RF=2R1=20K电路组成:(2)-++∞A1R1D1uiMND2R2工作原理:第一级:输入电压正半周ui>0,因为是反相输入,所以UM<0.D1反向偏置截止,D2管的阴极接负,阳极通过R4与A2的虚地相连为零电位,所以D2导通,R1=R2,所以A1是一个反相器uo1=-uiuiuN输入电压负半周,ui<0,uM>0,D1导通将uM钳制在+UD,D2反向偏置截止,M点与N点间开路uN=0,及在整个负半周线性半波整流电路输出为零(3)-++∞A2RFR2R3R4D2uoN-++∞A1R1D1uiMuiuouNA2为反向加法电路在正半周ui>0时:在负半周ui<0时:uN=0,则uo=-ui(4)滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。交流电压脉动直流电压整流滤波较平直的直流电压原理：利用储能元件电容XC(或电感的XL)随频率f变化,滤掉整流电路输出电压中的高次谐波分量成份，保留其低次谐波分量和直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。6.3滤波电路(5)以单相桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。一、滤波原理桥式整流电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–1.电容滤波电路(6)1.RL未接入时(忽略整流电路内阻)u2tuot设t1时刻接通电源t1整流电路为电容充电充电结束没有电容时的输出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–(6-7)2.RL接入（且RLC较大）时(忽略整流电路内阻)u2tuot电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–(6-8)u2tuot只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流iD

。因此整流电路的输出电流是脉冲波。整流电路二极管的电流iDauou2bD4D2D1D3RLSC+–iD可见，采用电容滤波时，整流管的导通角较小。rrRLC充电时间常数很小放电时间常数大RL(6-9)u2tuot电容充电时，电容电压滞后于u2。整流电路二极管电流iDRLC越小，输出电压越低。3.RL接入（且RLC较大）时(考虑整流电路内阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–(6-10)一般取(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=1.2U2。(2)流过二极管瞬时电流很大。RLC越大Uo越高

负载电流的平均值越大;

整流管导电时间越短iD的峰值电流越大故一般选管时，取二、电容滤波电路的特点(1)输出电压Uo与放电时间常数RLC有关。RLC愈大电容器放电愈慢Uo(平均值)愈大(6-11)输出波形随负载电阻RL或C

的变化而改变.如:RL愈小(I0

越大),Uo下降多.结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。(3)输出特性(外特性)uo电容滤波1.4U20.9U20I0(6-12)电路结构:

在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。电感滤波电路u2u1RLLuo2.电感滤波(13)一、滤波原理对直流分量:

XL=0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XL上。

因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：u2u1RLLuo(6-14)二、电感滤波的特点整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。u2u1RLLuo(6-15)稳压管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备)以下主要讨论线性稳压电路。电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。6.4稳压电路(6-16)利用UZ的变化引起IZ较大的变化，通过调节电阻R起稳压作用。(1)RL不变，Ui波动(2)Ui不变，RL变化一.并联稳压电路RUORL+–+–DZUiiRiZi0C(6-17)二.串联稳压电路

1.电路组成图6.10串联稳压电路图6.10所示为串联稳压电路串联稳压原理电路(6-18)2.工作原理及过程依据：利用三极管可变电阻的特性，UO若Ui

UCEICIBUBEUO工作过程

：根据电路原理图有下式

(1)RL

不变,Ui

波动的稳压过程当IBICUCEUBE=UZ－UO

(为负反馈);

Ui

=UCE+UO(6-19)(2)Ui

不变，负载RL

变化的稳压过程

UCEUO若RLUBEIBICUO因三极管调整了输出电流范围，故T称为调整管。工作原理：

将输出电压UO

与基准电压UZ

作比较，利用其差值的变化反馈到调整管的输入回路，以调节三极管集电极与发射极间的电阻，从而实现稳定输出电压的目的。(6-20)

三极管T2

与三个电阻组成了一个输出可调节的串联稳压电路。图中T1

为调整管；T2为比较电路；R3

、R4

、RP为采样电路；DZ

为基准电路。图6.11输出可调串联稳压电路3.提高电路的调节范围电路如图6.11所示采样电路：将输出电压一部分取出，即Uf基准电压：由DZ

和R2组成，提供稳定电压UZ

。3)比较放大电路：将采样电压与稳定电压比较后进行放大，即T2

。调整管：将经过比较放大后的信号送入调整管，以调整UCE1

，保证UO

的稳定。(6-21)图6.11串联稳压电路包含以下四个基本环节1)基准电压：由DZ

和R2

组成，提供稳定电压UZ

。2)采样电路：将输出电压一部分取出，即Uf（取样于UO

）。3)比较放大电路：将采样电压与稳定电压比较后进行放大，即T2。4)调整管：将经过比较放大后的信号送入调整管，以调整UCE1

，保证UO

的稳定。(6-22)稳压工作过程：设RL

不变UO

达到在Ui

波动、RL变化时，输出电压保持不变，起到稳压的作用。若UiUOUfUBE2UCE2VB1IB1UCE1(6-23)随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。(1)三端固定式集成稳压器只有输入，输出和公共引出端。常用的W7800系列、W7900系列三端集成稳压器，其内部是串联型晶体管稳压电路。该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。三.集成稳压电路(6-24)1端:输入端3端:公共端2端:输出端W7800系列稳压器外形1231端:公共端3端:输入端2端:输出端W7900系列稳压器外形123(6-25)注：型号后XX两位数字代表输出电压值输出电压额定电压值有:5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。三端集成稳压器固定式可调式正稳压W78XX负稳压W79XX集成稳压电源的分类LM317(6-26)

一)、输出为固定电压的电路应用电路输出为固定正压时的接法如图所示。注意：输入与输出端之间的电压差不得低于2V！W7800系列稳压器基本接线图+_CoW7800CiUi+_Uo1230.1~1F1µFCi用于防止产生自激振荡,Co用于瞬间増减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动.改善负载的瞬态响应.(6-27)二)、输出正负电压的电路正负电压同时输出电路W78XXCIUi+_UO123+_CIW79XX12COCO3UO(6-28)COW78XXCiUi+_+_UO123UXXUZRDZUXX:为W78XX固定输出电压

UO=UXX+UZ三)、提高输出电压的电路(6-29)四)、输出电压可调式电路(1)用三端稳压器也可以实现输出电压可调，下图是用W7805组成的7－30V可调式稳压电源。W7805123R1CiCoUi76234UoR2F0070.3333V10k0.1µ(6-30)(UXX=5V)运算放大器作为电压跟随器使用,它的电源就借助于稳压器的输入直流电压。由于运放的输入阻抗很高,输出阻抗很低，可以克服稳压器受输出电流变化的影响。132R1CiCoUi76234UoR2F0070.3333V10k0.1µW7805Uo1(6-