《模拟电子技术及应用》课件第6章

在我国，电网主要提供的是50Hz的正弦交流电，但很多电气设备需要直流电源供电，例如电解、电镀、蓄电池充电、直流电动机等，都需要直流电源供电；此外，在电子线路和自动控制装置中还需要电压非常稳定的直流电源。比较经济适用的方法是利用电网提供的交流电经过变换，将其变为直流电。小功率的线性直流稳压电源主要由以下四部分组成。

(1)变压环节：利用工频变压器，将电网电压变换为所需要的交流电压。

(2)整流环节：利用二极管或晶闸管的单向导电性，把交流电变为单向脉动的直流电。

(3)滤波环节：将脉动直流电压的脉动成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。

(4)稳压环节：在电网电压波动和负载电流变化时，保持直流输出电压的稳定。

整流就是把大小、方向都随时间变化的交流电变换成脉动直流电，完成这一任务的电路称为整流电路。整流电路按其所使用的电源可分为单相整流电路和三相整流电路。常见的单相整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。单相桥式整流电路用得最为普遍。本节主要介绍单相半波和单相桥式整流电路。6.1整流电路6.1.1单相半波整流电路

1.工作原理

单相半波整流电路如图6-1(a)所示，它是最简单的整流电路，由变压器T、晶体二极管V及负载电阻RL组成。假定负载是纯电阻，二极管为理想二极管(即认为二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，且忽略变压器的内阻。设变压器次级的输出电压为u2＝U2sin

tV，U2为变压器次级电压的有效值。在u2正半周，A点电位高于B点电位，二极管V正向偏置而导通，如果忽略二极管的管压降，按图6-1(b)所示的参考方向，则加在负载电阻RL上的电压uL和流过负载电阻的电流iL分别为

式中，iV为流过二极管的电流。

在u2的负半周时，B点电位高于A点电位，二极管V反向偏置而截止，负载电阻RL中无电流流过，则有

uL＝0，iL＝iV＝0

此时二极管V承受反向电压，其反向电压最大值Um＝U2。

在单相半波整流电路中，流过负载电阻的电压uL以及电流iL的波形如图6-1(b)所示。

图6-1

2.平均电压UL和平均电流IL的计算

经过二极管V整流后，加在负载电阻RL上的电压和流过负载电阻RL的电流是脉动的直流电。设UL是输出电压的瞬时值在一个周期内的平均值，则单相半波整流电压的平均值为

(6-1-1)

整流电流的平均值为

(6-1-2)

3.脉动系数

整流输出电压的脉动系数定义为输出电压的基波最大值Uom与输出直流电压Uo之比，即

式中，Uom可通过半波整流输出电压Uo的傅里叶级数求得：

所以

(6-1-3)

即半波整流的脉动系数为157%，所以，脉动成分很大。

4.选管原则

整流电路所用的二极管，一般要根据流过其电流平均值IV和它在电路中所承受的最高反向峰值电压URM来选择。

(1)二极管的平均电流：

(6-1-4)

(2)二极管的最高反向峰值电压：

(6-1-5)式(6-1-1)表明，对于半波整流，纯电阻负载RL上所得到的直流电压只有变压器次级电压有效值的0.45倍，如果考虑二极管的正向电压降和变压器的损耗，则UL的数值会更低。另外，对于半波整流电路，变压器和二极管只有半个周期工作，所以电源利用率低，输出的直流成分脉动大，这是半波整流电路的缺点。半波整流电路的优点是结构简单。由于上述原因，半波整流电路只用在输出电压要求不高，输出电流较小且对电压平滑程度要求不高的场合。

例6-1

有一单相半波整流电路如图6-1(a)所示。已知负载电阻RL＝750

，变压器次级电压有效值U2＝20V，试求UL、IL及二极管承受的最高反向电压UVM，并选用二极管。

解由式(6-1-1)~式(6-1-5)可得

UL＝0.45U2＝0.45×20＝9V

经查手册，二极管应选用2AP4(16mA，50V)。为了使用安全，二极管的反向峰值电压URM要选得比UVM大一倍左右。6.1.2单相桥式整流电路

单相半波整流电路的缺点是只利用了交流电源的半个周期，且整流电路的输出电压脉动较大。为了克服这些缺点，常采用全波整流电路，其中最常用的是单相桥式整流电路。

1.工作原理

单相桥式整流电路如图6-2(a)所示，图中T为电源变压器，它的作用是将交流电压u1变成整流电路要求的交流电压u2，RL是要求直流供电的负载电阻，4只整流二极管V1～V4接成电桥的形式，故称为桥式整流电路。图6-2(b)是桥式整流电路的另一种画法，图6-2(c)是其简化画法。下面分析桥式整流电路的工作原理。

图6-2设

，在u2的正半周(0≤

t＜

)，A点电位高于B点电位，二极管V1和V3承受正向电压而处于导通状态，而二极管V2和V4因加反向电压而截止，电流i1的路径是：A→V1→RL→V3→B，将二极管看成是理想二极管，则uL＝u2，iL＝i1。在u2的负半周(

≤

t＜2

)，B点电位高于A点电位，二极管V2和V4因加的是正向电压而处于导通状态，而二极管V1和V3因承受反向电压而截止，RL中有电流通过，电流i2的路径是：B→V2→RL→V4→A，则uL＝－u2，iL＝i2。由以上的分析可以看出，无论在u2的正半周还是负半周，负载电阻中始终都有电流流过，且流过负载RL的电流方向始终是相同的。

在单相桥式整流电路中，流过负载电阻RL的电流iL及电压uL的波形如图6-3所示。

图6-3

2.负载上的平均电压UL和平均电流IL的计算

由图6-3可以看出，变压器次级电压u2按正弦规律变化。经过整流后，负载电阻上的电压和流过负载的电流方向不变，但其大小仍作周期性变化，其电压的平均值为

(6-1-6)

电流平均值为

(6-1-7)

3.脉动系数

脉动系数为

S＝0.67

4.整流元件参数的计算

(1)二极管的平均电流。在桥式整流电路中，二极管V1、V3和V2、V4是两两轮流导通的，i1和i2共同构成了负载电流iL，所以流经每只二极管的平均电流为

(2)最大反向电压。二极管在截止时，管子两端承受的最高反向电压就是变压器次级电压u2的最大值，即

5.二极管的选择

(1)二极管的平均电流：IF≥IV＝12IL(6-1-8)(2)最高反向峰值电压：URM≥UVM＝2U2(6-1-9)单相桥式整流电路与单相半波整流电路相比，在输入电压相同时，输出电压提高了一倍，输出电压的脉动程度明显减少，变压器的利用率高，因此这种电路得到了广泛应用。

例6-2

在图6-2(a)所示的单相桥式整流电路中，若变压器次级电压有效值U2＝200V，负载电阻RL＝100

，求整流输出电压的平均值UL，整流输出电流平均值IL以及每个整流元件的平均电流IV和二极管所承受的最大反向电压UVM。

解由式(6-1-6)可知，整流输出电压的平均值为

UL＝0.9U2＝0.9×200＝180V

整流输出电流的平均值为

流过每只整流二极管的平均电流为

每只二极管所承受的最大反向电压为

经过整流电路的输出电压是直流电压，但直流成分里含有较大的脉动成分，这样的直流电压不能保证仪器仪表的正常工作，因此需要降低其输出电压中的脉动成分，同时还要尽量保留其中的直流成分，从而使得输出的电压更加平滑，滤波电路就是实现这种功能的。滤波电路一般由电容、电感、电阻等元件组成。常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、复式滤波等。6.2滤波电路6.2.1电容滤波电路

图6-4为单相桥式整流、电容滤波电路。电容滤波器是根据电容器的端电压在电路状态改变时不能跃变的原理工作的。下面分析其滤波原理。

1.负载RL未接入时的情况

设电容器两端初始电压为零，接入交流电源后，当u2为正半周时，u2通过V1、V3向电容器C充电；u2为负半周时，经V2、V4向电容器C充电，充电时间常数为

tC＝RnC图6-4式中，Rn包括变压器副绕组的电阻和二极管V的正向电阻。由于Rn一般很小，因此电容器很快就充电达到交流电压u2的最大值Um。而电容器无放电回路，故输出电压UL(即电容器C两端的电压UC)保持在Um，输出为一个恒定的直流电压，如图65中

t＜0(即纵坐标左边)部分所示。

2.接入负载RL的情况

设变压器副边电压u2在t＝0时刻从0值开始上升(即正半周开始)时接入负载RL，由于电容器中负载未接入前已充电，故刚接入负载时u2＜uC，二极管受反向电压作用而截止，电容器C经RL放电。电容器放电过程的快慢取决于RL与C的乘积，即放电时间常数td。td越大，放电过程越慢，输出电压越平稳。放电时间一般为

(6-2-1)

式中，T为交流电源电压的周期。

由图6-5可以看出，在二极管导通期间，一方面供电给负载，同时对电容C充电。充电电压uC随着正弦电压u2增大至最大值，而后u2和uC都下降，当u2<uC时，二极管承受反向电压而截止，电容C对负载RL放电，负载中仍有电流通过，负载电压按放电规律下降。在u2的负半周，当|u2|＞uC时，电容C再次被充电至u2的最大值，而后u2下降，C放电。在u2的下一个周期内，重复上述过程。

图6-5

3.输出电压的计算

经电容滤波后，负载RL上电压平均值的大小与负载RL有关。当RL为无穷大时(不接负载)，电容充电到最大值后

，无放电回路，故uL的平均值UL为，而无滤波电容时，uL的平均值UL为0.45U2或0.9U2，由此可得：

半波整流电容滤波的输出电压为

桥式整流电容滤波的输出电压为

实际中，无论是哪种整流形式，经电容滤波后，输出电压uL的平均值UL均按下式计算，即

UL＝(1.0~1.4)U2

若RL较小，则按UL＝1.0U2计算；若RL较大，则按UL＝1.4U2计算，一般情况下，按下式计算：

UL＝1.2U2

(6-2-2)

4.滤波电容的选择

为了获得较好的滤波效果，实际电路中可按式(6-2-1)选择滤波电容的容量。一般电容容量较大，故选择电解电容，其耐压值应大于。

电容滤波电路结构简单，使用方便，但是当要求输出电压的脉动成分非常小时，则要求电容的容量非常大，这样不但不经济，甚至不可能。当要求输出电流较大或输出电流变化较大时，电容滤波也不适用。此时，应考虑其他形式的滤波电路。

例6-3

有一单相桥式整流电容滤波电路如图6-4所示，已知交流电源频率f＝50Hz，负载电阻RL＝200

，要求直流输出电压UL＝30V，试选择整流二极管及滤波电容器。

解

(1)选择整流二极管。

流过二极管的电流为

根据式(6-2-2)，取UL＝1.2U2，则变压器副边电压的有效值为二极管承受的最高反向电压为

因此选用二极管2CP11，其最大整流电流为100mA，反向工作峰值电压为50V。

(2)选择滤波电容器。

根据式(6-2-1)，取

已知RL＝200

，故

因此，可选用C＝250

F，耐压为50V的有极性电容器。6.2.2其他滤波电路

1.电感滤波电路

在桥式整流电路和负载电阻RL之间串接一个电感L，如图6-6所示，就组成了一个电感滤波电路。由于通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中要产生自感电动势阻碍电流的变化，从而使负载电流和负载电压的脉动大为减小。频率愈高，电感愈大，滤波效果愈好。当忽略电感L的电阻时，纯电感负载上输出的电压平均值UL≈0.9U2。电感滤波的特点是整流管的导通角较大，峰值电流很小，输出电压比较平坦。其缺点是体积大，易引起电磁干扰。因此，电感滤波一般只适用于低电压、大电流的场合。

图6-6

2.电感电容滤波器(LC滤波器)

为了进一步减小负载电压中的脉动，在电感L后再接一电容器构成电感电容滤波电路，如图6-7所示。LC滤波器适用于电流较大、要求输出电压脉动很小的场合，用于高频电路更为合适。

图6-7

3.型滤波电路

如果要求输出电压的脉动更小，可以在LC滤波器的前面再并联一个滤波电容C1，如图6-8所示，这样便构成了

型滤波器。它的滤波效果比LC滤波器更好，但整流二极管的冲击电流较大。

图6-8由于电感线圈的体积大而且笨重，成本又高，因此有时候用电阻代替

型滤波器中的电感线圈，这样便构成了

型RC滤波器，如图6-9所示。电阻对于交、直流电流都具有同样的降压作用，但是当它和电容配合之后，使脉动电压的交流分量较多地降落在电阻两端(因为电容C2的交流阻抗很小)，而较少地降落在负载上，从而起到了滤波的作用。R愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R太大，将使直流压降增加，所以这种滤波电路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。

图6-9

经整流和滤波后的电压往往会随交流电源电压的波动和负载的变化而变化。电压的不稳定有时会产生测量和计算的误差，从而引起控制装置的工作不稳定，甚至使其无法正常工作。特别是精密电子测量仪器、自动控制、计算装置及晶闸管的触发电路等都要求有很稳定的直流电源供电。因此，需要一种稳压电路，使输出电压在电网波动或负载变化时基本稳定在某一数值。6.3稳压电路6.3.1稳压电源的质量指标

稳压电源的技术指标分为两大类：特性指标和质量指标。特性指标规定了稳压电源的适用范围，如额定输出电流、额定输出电压(或输出电压调节范围)等。质量指标用来衡量稳压电源的性能优劣，包括稳压系数、输出电阻、温度系数及波纹系数等。

1.稳压系数S

稳压系数S定义为负载一定时，稳压电路输出电压相对变化量与输入电压相对变化量的比值，即

(6-3-1)

式中，Ui是整流滤波后的直流电压。S愈小，输出电压愈稳定。

2.输出电阻Ro

输出电阻Ro定义为输入电压Ui及环境温度不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比，即

(6-3-2)

Ro反映了RL变化时输出电压变化量的大小，其值与电路结构和参数密切相关。

3.温度系数ST

温度系数ST是指Ui和IL都不变的情况下，环境温度T变化所引起的输出电压变化，即

(6-3-3)

显然，ΔUo＝STΔT就是稳压电源随温度的漂移电压。为了减小漂移电压，可选用温度系数小的稳压管，必要时可采取恒温措施。

由于输出直流电压Uo随输入电压Ui、负载电阻RL、负载电流IL和环境温度T的变化而变化，因此，输出电压变化一般表示式为

ΔUo＝SΔUi＋RLΔIL＋STΔT (6-3-4)

4.波纹电压Sr

波纹电压Sr是指输出电压Uo中交流分量的有效值，其大小除与稳压电路的性能有关外，还与稳压系数S有关。6.3.2并联型稳压电路

最简单的直流稳压电路是稳压管稳压电路，如图6-10(a)所示，由稳压管VZ和限流电阻R组成。稳压管在电路中应为反向连接，它与负载电阻RL并联后，再与限流电阻串联，属于并联型稳压电路。下面简单分析该电路的工作原理。

图6-10

1.负载电阻RL不变

当负载电阻不变，电网电压上升时，将使Ui增加，Uo随之增加，由稳压管的伏安特性可知，稳压管的电流IZ就会显著增加，结果使流过电阻R的压降增大，以抵偿Ui的增加，从而使负载电压Uo的数值基本保持不变。

上述稳压过程可表述如下：

同理，如果交流电源电压降低使Ui减小时，电压Uo也减小，因此稳压管的电流IZ显著减小，结果使通过限流电阻R的电流IR减小，IR的减小使R上的压降减小，结果使负载电压Uo数值近似不变。

2.电源电压不变

假设电网电压保持不变，负载电阻RL减小，IL增大时，由于电流在R上的压降升高，因此输出电压Uo将下降。由于稳压管并联在输出端，由伏安特性可看出，当稳压管两端的电压有所下降时，电流IZ将急剧减小，而IR＝IL＋IZ，故IR基本维持不变，R上的电压也就维持不变，从而得到输出电压基本维持不变。

上述稳压过程表述如下：

当负载电阻增大时，稳压过程相反，读者可自行分析。

选择稳压管时，一般可取

(6-3-5)

6.3.3集成稳压电路

随着电子技术的发展，稳压电路也制成了集成器件。当前已经广泛使用的集成器件为单片集成稳压电源。它具有体积小、可靠性高、使用灵活、价格低廉等优点。

单片式三端稳压器有输入端、输出端和公共端(接地)三个接线端子，所需外接元件少，使用方便，工作可靠，所以应用较多。按输出电压是否可调，三端集成稳压器可分为固定式和可调式两种。

1.固定输出的三端稳压器

1)正电压输出稳压器

常用的三端固定正电压稳压器有7800系列，型号中的00两位数表示输出电压的稳定值，分别为5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V。例如，7812的输出电压为12V，7805的输出电压为5V。

按输出电流大小不同，7800系列又分为：CW7800系列，最大输出电流为1~1.5A；CW78M00系列，最大输出电流为0.5A；CW78L00系列，最大输出电流为100mA左右。

7800系列三端稳压器的外部引脚如图6-11(a)所示，1脚为输入端，2脚为输出端，3脚为公共端。

2)负电压输出稳压器

常用的三端固定负电压稳压器有7900系列，型号中的00两位数表示输出电压的稳定值，和7800系列相对应，分别为－5V、－6V、－9V、－12V、－15V、－18V、－24V。

按输出电流不同，和7800系列一样，7900系列也可分为CW7900系列、CW79M00系列和CW79L00系列。7900系列的管脚图如图6-11(b)所示，1脚为公共端，2脚为输出端，3脚为输入端。

图6-11

3)典型应用电路

三端稳压电源的稳压系数约为0.005％～0.02％，纹波抑制比为56～68dB。三端稳压器的接法如图6-12所示(7805和7905的管脚接法不同，请特别注意)。图6-12中C1可以防止由于输入引线较长带来的电感效应所产生的自激，其取值范围在0.1~1

F之间(若接线不长时可不用)。C2用来减小由于负载电流瞬时变化而引起的高频干扰。C3为容量较大的电解电容，用来进一步减小输出脉动和低频干扰。

图6-12当需要正、负两组电源输出时，可采用7800系列和7900系列各一块，按图6-13接线，即可得到正负对称的两组电源。

图6-13

2.可调输出的三端稳压器

前面介绍了7800、7900系列集成稳压电路，这些都是固定输出的稳压电源。实际应用中还需要输出电压可调的直流稳压电源，常见的可调输出三端稳压器有CW117、CW217、CW317、CW337和CW337L系列。如图6-14(a)所示为正可调输出稳压器，图6-14(b)为负可调输出稳压器。三端可调集成稳压器的输出电压为1.25~37V，输出电流可达1.5A。

图6-14使用这种稳压器非常方便，只要在输出端接两个电阻，就可得到所要求的输出电压值，它的应用电路如图6-15所示，是可调输出稳压电源标准电路。

在图6-15标准电路中，因CW117／217／317的基准电压为1.25V，这个电压在输出端3和调整端1之间，故输出电压只能从1.25V上调。输出电压表达式为

(6-3-6)

图6-15式(6-3-6)中的第二项，即50×10－6×R2，表示从CW117／217／317调整端流出的经过电阻R2的电流为50

A。它的变化很小，所以在R2阻值很小时，可忽略第二项，即为

(6-3-7)

线性稳压电源具有稳定性好、波纹小、瞬态响应快、线路简单、工作可靠等优点，但由于其工作在线性放大区，因而管压降大、功耗大、效率低，而且体积大、重量重，不能微小型化。开关稳压电源正是基于上述缺点而发明的新型稳压电源，现已广泛应用于计算机、电视机及其他电子设备中。本节主要讲述开关稳压电源的结构、种类及其工作原理。6.4开关稳压电源6.4.1开关稳压电源概述

1.开关稳压电源的结构

开关稳压电源主要由开关调整管、脉宽调制器、储能滤波电路和取样电路组成，图616为开关稳压电源的原理框图。

图6-16

2.开关稳压电源的优缺点

(1)功耗小、效率高。在开关稳压电源中，晶体管在激励信号的激励下，交替地工作在导通－截止和截止－导通的开关状态，转换频率高，这使得开关晶体管的功耗小，效率高。

(2)体积小、重量轻。在开关稳压电源中，没有采用笨重的工频变压器，而且开关晶体管上的耗散功率大幅度降低以后，又省去了较大的散热片，所以开关稳压电源体积小、重量轻。

(3)稳压范围宽。开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿，这样，在工频电网电压变换较大时，它仍能保证有较稳定的输出电压，所以开关稳压电源的稳压范围很宽，稳压效果很好。

(4)滤波效率高。开关稳压电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz，是线性稳压电源频率的1000倍，这使得整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。

(5)电路形式灵活多样。电路形式有自激式和他激式，调宽型和调频型，单端式和双端式等。

(6)干扰大。这是开关稳压电源的最大缺点，在开关稳压电源中开关晶体管工作在开关状态，它产生的交流电压和电流会通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，若不采取措施进行抑制、消除和屏蔽，就会影响整机的正常工作。

3.开关稳压电源的分类

开关稳压电源从不同角度可做如下分类。

(1)按激励方式不同，开关稳压电源可分为他激式和自激式。

他激式：电路中专设激励信号产生的振荡器。

自激式：开关管兼作振荡器中的振荡管。

(2)按调制方式不同，开关稳压电源可分为脉宽调制型、频率调制型和混合型。

脉宽调制型：振荡频率保持不变，通过改变脉冲宽度来改变和调节输出电压的大小。

频率调制型：占空比保持不变，通过改变振荡器的振荡频率来调节和稳定输出电压的幅度。

混合型：通过调节导通时间的振荡频率来调节和稳定输出电压幅度的目的。

(3)按开关晶体管电流的工作方式不同，开关稳压电源可分为开关型和谐振型。

开关型：用开关晶体管把直流变成高频标准方波。

谐振型：开关晶体管与LC谐振回路将直流变成标准正弦波。

(4)按开关管的类型不同，开关稳压电源可分为晶体管型和可控硅型。

晶体管型：采用晶体管作为开关管。

可控硅型：采用可控硅作为开关管。

(5)按储能电感与负载的连接方式不同，开关稳压电源可分为串联型和并联型。

串联型：储能电感串联在输入与输出电压之间。

并联型：储能电感并联在输入与输出电压之间。

(6)按晶体管的连接方式不同，开关稳压电源可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式。

单端式：使用一个晶体管作为电路中的开关管。

推挽式：使用两个开关晶体管，将其连接成推挽功率放大器的形式。

半桥式：使用两个开关晶体管，将其连接成半桥的形式。

全桥式：使用两个开关晶体管，将其连接成全桥的形式。

(7)按输入与输出电压的大小不同，开关稳压电源可分为升压式和降压式。

升压式：输出电压比输入电压高，实际上就是并联型开关稳压电源。

降压式：输出电压比输入电压低，实际上就是串联型开关稳压电源。

(8)按工作方式不同，开关稳压电源可分为可控整流型、斩波型和隔离型。

可控整流型：采用可控硅整流元件作为调整开关管，交流供电，依靠调节导通的大小，达到调整输出电压和稳定输出电压的目的。

斩波型：直流供电，输入直流电压加到开关电路上，在开关电路的输出端得到单向的脉动直流，经过滤波得到与输入电压不同的直流输出电压。

隔离型：直流供电，在输入回路与逆变电路之间经高频变压器隔离、变压，最后得到电压不同的直流输出电压。

(9)按电路结构不同，开关稳压电源可分为分立元件式和集成电路式。

分立元件式：整个开关稳压电源电路都采用分立元器件组成。

集成电路式：整个开关稳压电源电路或电路的一部分是由集成电路组成的。

以上各式各样的开关稳压电源的品种都是从不同的角度，以开关稳压电源不同的特点命名的。尽管各种电路的激励方法、输出电压的调节手段、储能电感的连接方式、开关管的种类以及串并联结构等各不相同，但它们都可归结为串联型开关稳压电源和并联型开关稳压电源这两大类。下面具体介绍这两类开关稳压电源的结构和工作原理。6.4.2串联型开关稳压电源

1.电路结构

串联型开关稳压电源的原理如图6-17所示。它主要由开关调整管V、储能滤波电路(电感L、电容C和续流二极管VD)组成。

图6-17

2.工作原理

图6-18是串联型开关稳压电源波形图。

设开关晶体管的开关转换周期为T，导通期的时间为ton，截止期的时间为toff，占空比为

＝ton／T。

串联型开关稳压电源的工作原理如下：当开关晶体管V处于导通期间，二极管VD因被反向偏置而截止，输入电压Ui经过滤波电感L加到负载RL两端，电容C充电，储能电感L的两端所加电压为Ui－Uo(这里我们忽略了V的饱和压降)，在V导通期间，储能电感L中的电流将线性上升，其电流变化的最大值为

图6-18

当开关晶体管V处于截止期间，储存在电感L中的电流，在电感L的两端形成与原来电压极性相反的自感电动势，二极管VD被正向偏置而导通，储存在电感L中的能量通过二极管VD输送给负载RL，此时电容C放电。在此期间流过L的电流iL是锯齿波电流的线性下降部分，iL的变化值为只有开关晶体管V导通期间在储能电感L中增加的电流数值等于开关晶体管V截止期间在储能电感L中减少的电流数值时，才能达到动态平衡，才能给负载RL提供一个稳定的输出电压，即

6.4.3并联型开关稳压电源

1.电路结构

并联型开关稳压电源原理如图6-19所示。它主要由开关调整管V、储能滤波电路(电感L、电容C和续流二极管VD)组成，与串联型开关稳压电源不同的是开关管与输入电压和负载是并联的。

图6-19

2.工作原理

设开关晶体管的开关转换周期为T，导通期的时间为ton，截止期的时间为toff，占空比

。

其工作原理如下：当开关晶体管V处于导通期间，输入电压Ui加到储能电感L的两端(这里我们忽略了V的饱和压降)，二极管VD被反向偏置而截止，负载RL依靠电容C放电供给电流。在此期间，流过L的电流iL为近似线性增加的锯齿波电流，并以磁能的形式储存在L中，电流iL的变化值为ΔIL1＝

。

当开关晶体管V处于截止期间，储存在电感L中的电流，在L的两端形成与原来电