第五章直流稳压电源(王)

第五章

直流稳压电源直流稳压电源5-15-35-45-5整流电路滤波电路集成稳压器稳压电路本章要求掌握整流电路和滤波电路的工作原理及参数的计算。熟悉并联型稳压电路和串联型稳压电路的工作原理。了解集成稳压电路的性能及应用。直流稳压电源概述任何一种电路都需要电源，电源是电子电路工作的“能源”和“动力”。除了广泛地使用交流电之外，在很多地方还必须使用直流电源，如电解、电镀、直流电动机供电、电子设备和自动控制装置中需要的工作电源等。常用的直流电源除电池之外，还采用将电网提供的交流电直接变换为直流电压的电源。在很多电子设备和电路中，需要一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出直流电基本保持不变的电源，我们将这种电源称为直流稳压电源。小功率直流稳压电源的组成u4uou3u2u1交流电源负载变压器整流电路滤波电路稳压电路问：我们现在使用的手机锂电池的低压直流电能是从哪里得来？答：手机充电器供给的。问：充电器直接引入的是市电220V，50HZ的交流电能，而手机锂电池需要存储的是低压直流电能，那么请同学们思考下充电器是如何给锂电池充电的呢？

答：先降压后变换。

u4uou3u2u1交流电源负载变压器整流电路滤波电路稳压电路整流：将交流变为直流的过程。滤波：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。稳压：使直流电源的输出电压稳定，消除由于电网电压波动、负载变化等对输出电压的影响。小功率直流稳压电源的各部分功能小功率直流稳压电源的各部分功能变压器的功能：变压器将常规的输入交流电压(220V、380V)变为整流电路所要求的交流电压值。u2交流电源负载变压器整流电路滤波电路稳压电路u1整流电路的功能：整流电路由整流器件组成，它将交流电变换成方向不变但大小随时间变化的脉动直流电。u3u2交流电源负载变压器整流电路滤波电路稳压电路u1将交流电变换为直流电的过程叫做整流。小功率直流稳压电源的各部分功能滤波电路的功能：滤波电路再将单方向脉动直流电中所含的大部分交流成分滤掉，得到一个较平滑的直流电。u4u3u2交流电源负载变压器整流电路滤波电路稳压电路小功率直流稳压电源的各部分功能u1稳压电路的功能：稳压电路用来消除由于电网电压波动、负载改变对其产生的影响，从而使输出电压稳定。u4uou3u2交流电源负载变压器整流电路滤波电路稳压电路小功率直流稳压电源的各部分功能u1整流电路：将交流电变成脉动直流电的电路。单相半波整流电路1单相桥式整流电路2三相半波整流电路3三相桥式整流电路4单相整流三相整流

单相半波整流电路15-1整流电路：将交流电变成脉动直流电的电路。电路如所示。它是最简单的整流电路，由整流变压器、整流二极管V及负载电阻RL组成。其中U1

、U2分别为整流变压器的原边和副边交流电压。若二极管的正向管压降为零，当U2>0时，V导通，输出电压UL=U2;当U2<0时，V截止，iL=0，UL=0；to23u2to23uLto23iF=iL~+uL–ＶRLu2iF-u2+u2to23uDuD

单相半波整流电路15-1整流电路：将交流电变成脉动直流电的电路。to23u2to23uLto23iF=iLto23uD~+uL–ＶRLu2iF-u2+u2uD可见，交流电变化一周，有半周二极管导通，而另外半周截止，负载RL上输出的电压波形为方向不随时间变化，大小随时间变化的脉动直流电。因为输入电压变化一周而负载上仅有半周输出，故称为半波整流。

单相半波整流电路主要参数计算公式（P89）电路参数计算公式输出电压的平均值UL=0.45U2输出电流的平均值IL=UL/RL通过二极管的平均电流IF=IL二极管承受的最大反向电压URm=U22OULOttiLOt1.单相半波整流电路

单相半波整流电路主要参数计算公式（P89）电路参数计算公式输出电压的平均值UL=0.45U2输出电流的平均值IL=UL/RL通过二极管的平均电流IF=IL二极管承受的最大反向电压URm=U221.单相半波整流电路例5-1某一直流负载，电阻值为1.5kΩ

，要求工作电流为10mA,如果采用半波整流电路，试求电源变压二次侧的电压，并选择适当的整流二极管。练一练整流二极管（小电流整流二极管）整流二极管一般采用硅材料制造，常称为硅整流器件。它的反向电流很小，PN结的额定结温高，而且受温度影响小，PN结面积较大，允许通过较大的电流，一般工作在3kHz以下的电路中。整流二极管（大电流整流二极管）整流二极管的主要参数有（1）反向工作峰值电压URWM，习惯称作“额定电压”或“最大反向电压”。（2）正向平均电流IF，习惯称作“额定电路”或“最大整流电流”。指在规定环境和标准散热条件下，允许连续通过的正弦半波电流的平均值。单相半波整流电路特点电路结构简单，使用器件少，但输出电压脉动大，且电压利用率低，一般应用在一些简单的充电电路中。1.单相半波整流电路2.单相桥式整流电路（电路组成及工作原理）RLiLV4V3V2V1u2u1输入正半周输入负半周V3RLV4V2V1u1u2（1）工作原理to23u2to23uLto23iF=iLto23uD1iL+uL+uL单相桥式整流电路的组成及工作原理(1)V2＞0的情况(2)V2＜0的情况可见,单相桥式整流电路在输入交流电压的正负半周,都有同一方向的电流流过RL四只二极管两两轮流导通,通过负载的电流iL=iL1+iL2,在负载上得到全波脉动的直流电压和电流,这种整流电路属于全波整流电路。简化画法+uLRLiL~+u2习惯画法2.单相桥式整流电路（电路组成及工作原理）

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+_RLD2D4

D1D3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

π2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo2.单相桥式整流电路（电路组成及工作原理）

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+_RLD2D4

D1

D32.单相桥式整流电路（电路组成及工作原理）

单相桥式整流电路主要参数计算公式（P91）

电路参数计算公式输出电压的平均值UL=0.9U2输出电流的平均值IL=UL/RL通过二极管的平均电流IF=1/2IL二极管承受的最大反向电压URm=U22例5-2有一直流负载需直流电压6V，直流电流0.4A,若采用单相桥式整流电路，求电源变压二次侧的电压，并选择适当的整流二极管。2.单相桥式整流电路（电路组成及工作原理）练一练常见的桥堆外形桥式整流电路目前已做成模块（整流桥），有半桥和全桥两种整流桥，使用一个全桥或连接两个半桥就可以代替四只整流二极管与电源变压器相连，组成桥式整流电路，使用非常方便。单相桥式整流电路特点与单相半波整流电路相比，二极管的数量较多，当变压器二级侧电压U2相同时，对二极管的参数要求一样，单输出电压较高、脉动较小，变压器利用率高等，普遍用于小功率整流电路中。2.单相桥式整流电路（电路组成及工作原理）三相整流电路单相整流电路输出功率不大，一般不会超过几千瓦，如果负载功率太大，必将会使三相电网不平衡，因此需要大功率直流电源时，一般采用三相整流电路。三相整流电路输出功率大，输出电压脉动小，变压器利用率高，更主要的是不影响三相电网的平衡，所以在电气设备中被广泛应用。三相整流电路有多种类型，主要有最基本的三相半波整流电路和应用最广的三相桥式整流电路两种。当输出功率较大时，若采用单相整流电路必然会造成三相电网的不平衡采用三相整流电路（1）电路组成和工作原理V4V5V6UVWNKRL+-TL1L2L3UV1V2V3VWNKRLTL1L2L3共阴极接法共阳极接法t1t2t3t4uL二次相电压有效值为，其表达式为：

U相V相W相在t1～t2时间内iL+-uLU相电位最高，V1导通uL=uU在t2～t3时间内V相电位最高，V2导通uL=uV在t3～t4时间内W相电位最高，V3导通uL=uWT一个周期出现三个波头t1t2t3t4为自然换相点3.三相半波整流电路在每三份之一周期内，相电压总有一个是最高的，哪只正极电位最高，哪只二极管优先导通。

三相半波整流电路主要参数计算公式（P94）电路参数计算公式输出电压的平均值UL=1.17U2输出电流的平均值IL=UL/RL通过二极管的平均电流IF=1/3IL二极管承受的最大反向电压URm=2.45U2例5-3某工厂需一台直流电源，要求输出电压为12V，输出电流为100A，试计算用三相半波整流电路时，变压器二次绕组的相电压和整流二极管的有关参数。3.三相半波整流电路例5-3某工厂需一台直流电源，要求输出电压为12V，输出电流为100A，试计算用三相半波整流电路时，变压器二次相电压和整流二极管的有关参数。解:变压器二次侧绕组的相电压流过二极管的平均电流整流二极管承受的最大反向电压URm=2.45U2＝2.45×10.3≈25V练一练3.三相半波整流电路三相半波整流电路特点电路比较简单，但输出电压仍有一定的脉动，一次、二次绕组每相只工作三分之一周期，变压器利用率不高，而且通过二次绕组的直流会使变压器铁心趋于磁饱和，因此在应用上受到一定的限制。3.三相半波整流电路三相变压器原绕组接成三角形，副绕组接成星形。4.三相桥式整流电路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

V1RLuLV6

V2V3V5V4iL

WVUu++––

o共阳极组共阴极组（1）电路组成和工作原理RLUV1V2V3VWTL1L2L3V4V5V6由两组三相半波整流电路（一个共阴极电路和一个共阳极电路）串联而成t1t2t3t4t5t6t7+-uL在t1～t2时间内U相电位最高，V相电位最低，V1、V5导通uL=uUV共阴极电路的自然换相点共阳极电路的自然换相点iL在t2～t3时间内U相电位最高，W相电位最低，V1、V6导通uL=uUW在t3～t4时间内V相电位最高，W相电位最低，V2、V6导通uL=uVW其他依次类推uL=uVUuL=uWUuL=uWVT一个周期出现六个波头三相桥式整流电路4.三相桥式整流电路共阴极组共阳极组（1）电路组成和工作原理RLUV1V2V3VWTL1L2L3V4V5V6t1t2t3t4t5t6t7+-uLiLT一个周期出现六个波头三相桥式整流电路4.三相桥式整流电路共阴极组共阳极组结论：

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°）。负载两端的电压为线电压。

三相桥式整流电路主要参数计算公式（P95）电路参数计算公式输出电压的平均值UL=2.34U2输出电流的平均值IL=UL/RL通过二极管的平均电流IF=1/3IL二极管承受的最大反向电压URm=2.45U2例5-4一直流电源，采用三相桥式整流电路，负载电压和电流分别为60V和450A，整流二极管实际工作电流和最高反向工作电压各为多少？4.三相桥式整流电路例5-4一直流电源，采用三相桥式整流电路，负载电压和电流分别为60V和450A，整流二极管实际工作电流和反向工作电压各为多少？解:整流二极管的工作电流整流二极管承受的最高反向工作电压URm=2.45U2＝2.45×25.6≈62.72V特点：变压利用率较高，输出电压脉动小，应用非常广泛。变压器二次绕组的相电压4.三相桥式整流电路练一练三相桥式整流电路特点变压器利用率高，输出电压比三相半波整流电路高一倍，且脉动小，广泛应用于要求输出电压高、脉动小的电器设备中。目前已做成整流桥，应用非常方便。

V1RLuLV6

V2V3V5V4iL

WVUu++––

o4.三相桥式整流电路问题解答小结1、直流稳压电路的组成包括哪几部分？答：变压、整流、滤波、稳压四部分。2、整流电路的功能是什么？答：将交流电变换成方向不变但大小随时间变化的脉动直流电。3、整流电路后面接什么电路？答：接滤波电路。小结4、整流电路的类型有哪些？答：5、哪种整流方式效果最好？答：三相桥式整流电路，输出电压高、脉动小，广泛应用。问题解答整流电路单相半波单相桥式三相半波三相桥式输出电压的平均值ULUL=0.45U2UL=0.9U2UL=1.17U2UL=2.34U2输出电流的平均值ILIL=UL/RLIL=UL/RLIL=UL/RLIL=UL/RL通过二极管的平均电流IFIF=ILIF=1/2ILIF=1/3ILIF=1/3IL二极管承受的最大反向电压URMURm=U2URm=U2URm=2.45U2URm=2.45U222

四种整流电路的主要参数计算公式（P119）小结5-2整流器件的选用整流二极管硅整流堆型号及参数2结构1检测3使用（冷却方式）4整流器件是整流装置的核心和主体，正确选用整流器件能够使整流装置在保证可靠运行的前提下降低成本。整流二极管（小电流整流二极管）整流二极管一般采用硅材料制造，常称为硅整流器件。它的反向电流很小，PN结的额定结温高，而且受温度影响小，PN结面积较大，允许通过较大的电流，一般工作在3kHz以下的电路中。结构1带色环端为二极管的负极整流二极管（200A以上的整流二极管）整流二极管的型号大多数按半导体型号命名标准命名，基本上是2CZ和2DE系列，此外还有ZP系列。ZP系列整流二极管广泛用于大电流整流。型号及参数2整流二极管（200A以上的整流二极管）型号及参数2

2CZ、2DZ系列管子型号采用统一的国家标准进行命名，ZP系列型号的意义如下：整流二极管的型号如ZP200/0.5F表示：额定电流为200A；最高可承受50V反向峰值电压；正向平均压降为F组，即0.8-0.9V的专业整流二极管。书P219查表整流二极管的主要参数有：（1）反向工作峰值电压URWM，习惯称作“额定电压”或“最大反向电压”。一般规定为二极管反向击穿电压的1/2。（2）正向平均电流IF，习惯称作“额定电路”或“最大整流电流”。指在规定环境和标准散热条件下，允许连续通过的正弦半波电流的平均值。型号及参数2整流二极管整流二极管检测3一般同普通二极管的测试方法，用万用表通过测量二极管的正、反向电阻来判断其好坏。一般用R×100档或R×1k档进行检测。但对额定电压在几百毫安以上的整流管，测正向电阻时用R×1档，测反向电阻时用R×10k档。带色环端为二极管的负极整流二极管使用（冷却方式）4大功率整流二极管工作时，往往通过的电流比较大，PN结温度高，为使其不超过额定值，必须按产品说明书中有关散热、冷却要求使用。其冷却方式有：自冷、风冷和水冷。冷却方式自冷风冷水冷

一般塑料封装的小电流整流二极管，靠管脚来散热，使用时，管脚长度应保持在规定值以上。大功率整流二极管需加相应的散热装置。采用风冷或水冷的整流器件，起始工作时，必须按先启动冷却装置，再启动整流装置；停止工作时，先切断整流电路电源，再关闭冷却装置。水冷的整流器件还应设有断水保护装置，以免停水时整流器件温度过高而烧毁。螺旋式自冷平板式风冷平板式水冷整流二极管使用（冷却方式）4硅整流堆结构1将硅整流器件按某种整流方式用绝缘瓷、环氧树脂和外壳封装成一体，习惯上统称为硅堆。它们具有可靠性高、使用方便的优点。硅整流堆结构1内部电气原理图半桥单相桥三相桥常见的桥堆外形桥式整流电路目前已做成模块（整流桥），有半桥和全桥两种整流桥，使用一个全桥或连接两个半桥就可以代替四只整流二极管与电源变压器相连，组成桥式整流电路，使用非常方便。硅整流堆型号及参数2目前对各种硅整流堆尚无完全统一的命名标准,需参考有关生产厂产品说明书。大部分生产厂家按下述方法命名：硅整流堆的主要参数有：（1）额定反向峰值电压（2）正向平均整流电流硅整流堆检测3和整流二极管一样，主要是通过测试正、反向电阻来判断其好坏。单相、三相桥堆一般用R×100档或R×1k档进行检测。

交流电源端：直流输出端：正、反向电阻均很大正向电阻比单只二极管略大，反向电阻很大。中间图为高压硅整流堆，由于它串联二极管较多，一般万用表不易测量其电阻，可通过与兆欧表配合检查其管脚极性和判断其好坏。硅整流堆检测3凡是整流组件在使用时，都不允许用户自行拆开检查，当发现整流组件损坏时，一般都要整组拆卸更换。硅整流堆使用（冷却方式）4练一练习题册P42一、填空题2、整流二极管的冷却方式有

、

和

。二、判断题（）1、整流组件在使用时，允许用户自行拆开检查。自冷风冷水冷×不允许问题解答1、直流稳压电路的组成包括哪几部分？答：变压、整流、滤波、稳压四部分。2、整流电路的功能是什么？答：将交流电变换成方向不变但大小随时间变化的脉动直流电。3、整流电路后面接什么电路？答：接滤波电路。复习提问4、整流电路的类型有哪些？答：5、哪种整流方式效果最好？答：三相桥式整流电路，输出电压高、脉动小，广泛应用。复习提问问题解答整流电路单相半波单相桥式三相半波三相桥式输出电压的平均值ULUL=0.45U2UL=0.9U2UL=1.17U2UL=2.34U2输出电流的平均值ILIL=UL/RLIL=UL/RLIL=UL/RLIL=UL/RL通过二极管的平均电流IFIF=ILIF=1/2ILIF=1/3ILIF=1/3IL二极管承受的最大反向电压URMURm=U2URm=U2=2.45U2URm=2.45U222

四种整流电路的主要参数计算公式（P119）复习提问2URm=U23问题解答1、整流二极管的冷却方式有

、

和

。2、整流组件在使用时，

用户自行拆开检查。自冷风冷水冷不允许复习提问整流器件的选用直流稳压电源稳压变压滤波整流滤波电路的功能：滤波电路再将单方向脉动直流电中所含的大部分交流成分滤掉，得到一个较平滑的直流电。u4u3u2交流电源负载变压器整流电路滤波电路稳压电路小功率直流稳压电源的各部分功能u1uo电容滤波电路1电感滤波电路2复式滤波电路3电子滤波电路（了解）45-3滤波电路：将脉动直流电中的交流成分滤掉，转变为平滑的直流电。

交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，不能适应大多数电子电路和设备的需要。

滤波原理：滤波电路利用电容或电感在电路中的储能作用，当电源电压(或电流)增加时，电容(或电感)把能量储存在电场(或磁场)中；当电源电压(或电流)减小时，又将储存的能量逐渐释放出来，从而减小了输出电压(或电流)中的脉动成分。得到比较平滑的直流电压。实用滤波电路的形式很多，如电容滤波、电感滤波、复式滤波电路(包括倒L型、RC—π型、LC—π型滤波)等。

方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。5-3滤波电路：将脉动直流电中的交流成分滤掉，转变为平滑的直流电。5-3滤波电路：将脉动直流电中的交流成分滤掉，转变为平滑的直流电。1.电容滤波电路工作原理

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

。+Cici

–++–aDuoubRLio=uC

工作波形uoutOtO1.单相半波整流电容滤波电路动画电路结构V导通时给C

充电,V截止时C向RL放电；2、

电路的工作原理滤波后uL

的波形变得平缓,平均值提高。电容充电电容放电RLV1V4V3V2iLC~

+uL=uc+u2单相桥式整流电容滤波1.电容滤波电路整流电路形式输入交流电压（有效值）电容滤波电路输出电压UL整流器件上电压、电流负载开路时电压带负载时的电压（估算值）最大反向电压URM通过的电流IF半波整流U2U2U22U2IL桥式整流U2U21.2U2U2½IL22221.电容滤波电路单相整流电容滤波电路电压和电流的估算公式例5-5

在单相桥式电容滤波整流中，若要求直流输出电压6V,负载电流为60mA，试选择合适的整流二极管及滤波电容。解:（1）选二极管选二极管应满足:IFM（23）

IF可选:

2CZ82A（IF=100mA，URM=25V）流过每只二极管的电流平均值:每只二极管承受的最高反向电压：（2）选滤波电容可选：

200F,耐压50V的电解电容电容的耐压：因，IL=60mA查表，变压器副边电压：1.电容滤波电路1.电容滤波电路（P105）+Cici

–++–aDuoubRLio=uC

4.电容滤波电路的特点(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。3.工作波形uoutOtO（2）电容具有“隔直通交”作用，对于整流输出脉动直流电中的直流成分，电容相当于开路，因此其直流成分都加在负载两端，而脉动直流电中的交流成分，大部分经过电容旁路，因此负载中的交流成分很小，负载电压变得平滑。+Cici

–++–aDuoubRLio=uC

4.电容滤波电路的特点3.工作波形uoutOtO（3）接入滤波电路后，二极管的导通时间变短了，工作电流较大，特别是在接通电压瞬间会产生很多的浪涌电流。（4）经电容滤波后，输出波形变得平滑，输出电压的平均值升高。（5）电容滤波电路适用于负载电流较小的场合。1.电容滤波电路（P105）2.电感滤波电路1.电路结构L

uRLuo++––~

当一些电器设备需要脉动小、输出电流大的直流电源时，若采用电容滤波电路，则电容容量必须很大，二极管的冲击电流也很多，这就使得二极管和电容的选择很困难，在此情况下，往往采用电感滤波电路。由于通过电感的电流不能突变，电感与负载串联，流过负载的电流不能突变，所以输出电流波形平滑，输出电压的波形也平滑。电感与负载串联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。L

uRLuo++––~2.电感滤波电路3.复式滤波电路形LC滤波器

滤波效果比RC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

uRLuo++––~+C2+C1形RC滤波器R

uRLuo++––~+C2+C1

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。L

uRLuo++––~+C2+C1R

uRLuo++––~+C2+C1LC-r型滤波电路LC-型滤波电路RC-型滤波电路3.复式滤波电路L

uRLuo++––~CRC-π型滤波电路中，R越大，滤波效果越好，但同时在R上产生的电压损失也越大。当三极管工作在放大状态时，c与e间的直流电阻RCE较小，而交流电阻rce却很大。若用三极管代替电阻R，可解决电压损失与滤波的矛盾。——电子滤波电路解决思路：uo+-+-uiC2C1RLVRP电子滤波电路应用：整流电流不很大，但滤波效果要求高的场合。ui++--uoC1C2RLRRC-π型滤波电路4.电子滤波电路练一练习题册P42二、判断题3、4、5三、选择题1~63、×4、×5、√1.B2.BC3.B4.D5.B6.A整流电路形式输入交流电压（有效值）电容滤波电路输出电压UL整流器件上电压、电流负载开路时电压带负载时的电压（估算值）最大反向电压URM通过的电流IF半波整流U2U2U22U2IL桥式整流U2U21.2U2U2½IL2222问题解答小结1、滤波电路的功能是什么？答：将脉动直流电中的交流成分滤掉，转变为平滑的直流电。2、滤波电路的类型有哪些？答：3、滤波电路后面接什么电路？答：接稳压电路。4、复式滤波电路的形式有几种，分别是什么？小结问题解答L

uRLuo++––~+C2+C1R

uRLuo++––~+C2+C1LC-r型滤波电路LC-型滤波电路RC-型滤波电路L

uRLuo++––~C5-4稳压电路交流电经整流、滤波后已经变成比较平滑的直流电，但还不够稳定，如果电源电压波动或负载发生变化时，输出直流电压也随着变化。例如电网电压升高时，输出的直流电压必然增大；又如负载增加，负载电流减小，负载上的电压相应减小。

为了获得稳定性好的直流电源，在整流滤波之后还要接入稳压电路。一、稳压二极管的工作特性和主要参数1、工作特性uz（V）Iz(mA)0正向特性反向特性△UzABIzminIzmax稳压原理：反向电流在很大范围内变化时，其两端电压却基本保持不变。V符号为什么普通二极管不允许工作在反向击穿区，而稳压二极管却工作在该区？答：因为稳压管是采用特殊工艺制造的硅二极管，它的PN结可承受较大的反向电流和耗散功率，因此可以工作在反向击穿区。一、稳压二极管的工作特性和主要参数1、工作特性2、主要参数稳定电压Uz：稳压管工作时它两端所呈现的电压。最大稳定电流Izmax

：稳压管正常工作时允许通过的最大电流。最小稳定电流Izmin

：稳压正常工作时允许通过的最小电流。稳定电流Iz

：稳压管正常工作时，反向电流的参考数值。它介于最大稳定电流和最小稳定电流之间。最大耗散功率PzM

：稳压管正常工作时所能承受的最大的耗散功率。此外，还有动态电阻和温度系数。它们的参数值越小，稳压性能越好。++-V1V2--具有温度补偿作用的稳压管2DW230一、稳压二极管的工作特性和主要参数1、电路组成ILRL+UL~+u2CVR简单稳压电路（又称“并联稳压电路”）2、稳压原理IR（1）负载不变，电网电压变化+-UiUi↑→UL↑→Iz↑→IR↑→UR↑→UL↓（2）电网电压不变，负载变化IzRL↓

→UL↓

→Iz↓

→IR↓

→UR↓

→UL↑二.稳压电路（简单稳压电路）1、电路组成IL~+u2C2、稳压原理IR+-UiIz小结：利用稳压管电流的变化，引起限流电阻R两端电压的变化，从而达到稳压的目的。特点：电路结构简单，设计制作容易，但稳压性能较差，输出电压受稳压管自身参数的限制。二、稳压电路（简单稳压电路）VRRL+UL硅稳压管使用注意事项：（1）在使用时，稳压管应反接。即稳压管的负极接电源的高电位，而正极应接电源的低电位。（2）电源电压高于稳压管的稳压值时，才起稳压作用。（3）使用时，当一个稳压值不够时，可把多个稳压管串联使用，但绝不可并联使用。二、稳压电路（简单稳压电路）~+u2C+ULRLVzRR为调整元件当电网电压升高时，调整R使其增大；反之R减小。当负载增大时，调整R使其减小；反之R增大。简单串联稳压电路二、稳压电路（简单稳压电路）RL+UL~+u2C简单稳压电路用一个工作在放大状态的三极管代替R———串联稳压电路VzR串联稳压电路V1为调整管UL↑→UBE1↓

（Uz不变）

→UCE1↑→UL↓

例：UL↑反之，UL增大+-Uz-UBE1+-UCE1电路特点：与简单稳压电路相比，稳压性能较好，带载能力增强了，但稳压性能仍较差，输出电压不可调。V1R1Vz二、稳压电路（简单稳压电路）+-++++----+--+ULUzUBE2UBE1UCE1V2R1R2R3R4RpRLV1VzC2（B1）Ui晶体管串联稳压电路UB2取样电路1、电路组成：基准电路比较放大电路调整电路UB1取样电路基准电路比较放大管调整管二、稳压电路（晶体管串联稳压电路）UL↑→UB2↑→UBE2↑→IB2↑→UC2（UB1）↓→UCE1↑（RL↓）UL↓2、稳压原理概括为：UL↓→UCE1↓UL↑UL↑→UCE1↑UL↓反之，概括为：当电网电压升高或RL增大时，输出电压有上升的趋势，其稳压过程如下：二、稳压电路（晶体管串联稳压电路）3、输出电压的调节当忽略V2管的基极电流时忽略UBE2，上式整理得改变抽头位置，即可调节输出电压UL的大小4、调整管的选用（1）管压降UCE应适当，一般取3～8V

（2）极限参数应满足ICM≥1.5ILM

U（BR）CEO≥Uimax-ULmin

PCM≥1.5ILmaxU（BR）CEO其中，

Uimin——最小输入电压，考虑电网电压允许±10%的波动，Uimax=1.1Ui（V）ILM——最大负载电流（A）

ULmin——最小输出电压（v）二、稳压电路（晶体管串联稳压电路）【例5-6】在带放大环节的串联稳压电路中，已知基准电压UZ=6V，R1=RP=R2=300Ω，调整管的管压降UCE不小于2V，UBE忽略不计。求：（1）稳压电路输出电压UL的调节范围。解：（1）当RP滑到最上端时，输出电压最小当RP滑到最下端时，输出电压最大所以，输出电压的调节范围是：9V≤UL≤18V（2）RP滑动触点位于中点时的UL。（3）为使调整管能正常工作，变压器二次侧电压有效值U2至少应取多少？（2）RP滑动触点位于中点时，（3）因为三极管UCE不小于2V，要求稳压电路输入电压至少为变压器二次侧电压的有效值为：

Ui=ULmax+UCE=20V≈1.2U2二、稳压电路（晶体管串联稳压电路）串联稳压电路的组成框图调整管比较放大电路基准电路取样电路+-+-UiUo二、稳压电路（晶体管串联稳压电路）5-5集成稳压器把串联稳压电路中的取样、基准、比较放大、调整和保护环节等集成于一个半导体芯片上，构成集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端（或调整端），称为三端集成稳压器。集成稳压器具有体积小、质量轻、使用方便、可靠性高等优点，因而得到广泛应用。一、