第4章 直流穩(wěn)壓電源ppt課件

1、 直流穩(wěn)壓電源第第4章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源u1 u2 u3 u4 u5t t t t t 變壓 整流 濾波 穩(wěn)壓u1 u2 u3 u4 u50 0 0 0 0 直流穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路 ( (小功率設(shè)備小功率設(shè)備) )穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 線(xiàn)性線(xiàn)性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 開(kāi)關(guān)型開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 并聯(lián)型并聯(lián)型串聯(lián)型串聯(lián)型+Ui+UoRLDZ+UZR+ UR IoIZI工作原理：工作原理： 輸入電壓輸入電壓Ui波動(dòng)時(shí)會(huì)引起輸出電壓波動(dòng)時(shí)會(huì)引起輸出電壓Uo波動(dòng)。如波動(dòng)。如Ui升高將引起升高將引起U0隨之升高，導(dǎo)致穩(wěn)壓管隨之升高，導(dǎo)致穩(wěn)壓管的電流的電流IZ急劇增

2、加，使得急劇增加，使得電阻電阻R上的電流上的電流I和電壓和電壓UR迅速增大，迅速增大， 從而使Uo基本上保持不變。反之，當(dāng)Ui減小時(shí)，UR相應(yīng)減小，仍可保持Uo基本不變。 當(dāng)負(fù)載電流Io發(fā)生變化引起輸出電壓Uo發(fā)生變化時(shí)，同樣會(huì)引起IZ的相應(yīng)變化，使得Uo保持基本穩(wěn)定。如當(dāng)Io增大時(shí)，I和UR均會(huì)隨之增大使得Uo下降，這將導(dǎo)致IZ急劇減小，使I仍維持原有數(shù)值保持UR不變，使得Uo得到穩(wěn)定。1. 1. 電路結(jié)構(gòu)的一般形式電路結(jié)構(gòu)的一般形式 因調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)，故稱(chēng)為串聯(lián)型穩(wěn)壓因調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)，故稱(chēng)為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。電路。UoRLUIR調(diào)整元件調(diào)整元件 串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較串

3、聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整管四部分組成。放大、取樣電路和調(diào)整管四部分組成。返回返回LLUiUoRRR（改變（改變R可以影響可以影響U0） 串聯(lián)型穩(wěn)壓電源實(shí)際上利用射極跟隨器的輸出阻抗低，帶負(fù)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，如圖，把圖方向調(diào)整一下，就成通用的圖形交流）。T+UI+_+_Uo比較放大比較放大基基 準(zhǔn)準(zhǔn)取取 樣樣URFUo+C2RL調(diào)整元件調(diào)整元件調(diào)整元件調(diào)整元件T與負(fù)載串聯(lián)，通過(guò)全部負(fù)載電流。與負(fù)載串聯(lián)，通過(guò)全部負(fù)載電流。比較放大器可以是單管放大電路，差動(dòng)放大電比較放大器可以是單管放大電路，差動(dòng)放大電路，集成運(yùn)算放大器。調(diào)整元件可以是單個(gè)功路，集成運(yùn)算放大器。調(diào)整元件可

4、以是單個(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)?；鶞?zhǔn)電壓率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)?；鶞?zhǔn)電壓可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取出輸出可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取出輸出電壓電壓Uo的一部分和基準(zhǔn)電壓相比較。的一部分和基準(zhǔn)電壓相比較。 + Ui Io R3 RL Ra R4 Rb R1 R2 RP UBE2 V1 V2 UBE1 + Uo Uvs + + + + UF （1取樣環(huán)節(jié)。由取樣環(huán)節(jié)。由R3、RP、R4組成的分壓電路構(gòu)成，組成的分壓電路構(gòu)成，它將輸出電壓它將輸出電壓Uo分出一部分作為取樣電壓分出一部分作為取樣電壓UF，送到比較，送到比較放大環(huán)節(jié)。放大環(huán)節(jié)。（2基準(zhǔn)電壓。由穩(wěn)壓二極管基

5、準(zhǔn)電壓。由穩(wěn)壓二極管VS和電阻和電阻R2構(gòu)成的穩(wěn)壓電構(gòu)成的穩(wěn)壓電路組成，它為電路提供一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓路組成，它為電路提供一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓Uvs，作為調(diào)，作為調(diào)整、比較的標(biāo)準(zhǔn)。整、比較的標(biāo)準(zhǔn)。（3比較放大環(huán)節(jié)。由比較放大環(huán)節(jié)。由V2和和R1構(gòu)成的直流放大器組成，構(gòu)成的直流放大器組成，其作用是將取樣電壓其作用是將取樣電壓UF與基準(zhǔn)電壓與基準(zhǔn)電壓Uvs之差放大后去控制之差放大后去控制調(diào)整管調(diào)整管V1。（4調(diào)整環(huán)節(jié)。由工作在線(xiàn)性放大區(qū)的功率管調(diào)整環(huán)節(jié)。由工作在線(xiàn)性放大區(qū)的功率管VTl組成組成，VTl的基極電流的基極電流IB1受比較放大電路輸出的控制，它的受比較放大電路輸出的控制，它的改變又可使集電

6、極電流改變又可使集電極電流IC1和集、射電壓和集、射電壓UCEl改變，從而改變，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)整穩(wěn)定輸出電壓的目的。達(dá)到自動(dòng)調(diào)整穩(wěn)定輸出電壓的目的。 當(dāng)輸入電壓Ui或輸出電流Il變化引起輸出電壓Uo增加時(shí)，取樣電壓UF(UB2)相應(yīng)增大，使VT2管的基極電流IB2和集電極電流IC2隨之增加，VT2管的集電極電位UC2(UB1)下降，因此VTl管的基極電流IB1下降，使得IC1下降，UCE1增加，Uo(UI-UCE1)下降，使Uo保持基本穩(wěn)定。UoUFIB2IC2UC2IB1UCE1Uo 同理，當(dāng)Ui或Io變化使Uo降低時(shí)，調(diào)整過(guò)程相反，UCE1將減小使Uo保持基本不變。 從上述調(diào)整過(guò)程可以看出

7、，該電路是依靠電壓負(fù)反饋來(lái)穩(wěn)定輸出電壓的。電位器電位器RP可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。忽略可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。忽略IB2，那么，那么 取樣分圧比取樣分圧比通常通常UvsUBE2， U0Uvs/ 當(dāng)當(dāng)RP調(diào)到最下端：調(diào)到最下端：當(dāng)當(dāng)RP調(diào)到最上端：調(diào)到最上端：一般一般U0Uvs。4200234PBBEPRRUUUUUvsRRR下340max4340min4()()PbePbePRRRUUvs URRRRUUvs URR+UiIoR1RLR2R3RPV+UoUZ+ +UF + + 其電路組成部分、工作原理及輸出電壓的計(jì)算與前述電路完全相同，唯一不同之處是放大環(huán)節(jié)采用集成運(yùn)算放大器而不是晶體管。U0

8、1 集成運(yùn)放在這里起比較放大作用，反饋信號(hào)集成運(yùn)放在這里起比較放大作用，反饋信號(hào)UF由由U01輸出，經(jīng)輸出，經(jīng)UBE1、R1、在、在R2及及RP抽頭上產(chǎn)生一個(gè)抽頭上產(chǎn)生一個(gè)電壓加到電壓加到U-端；由端；由VZ提供一個(gè)穩(wěn)定的輸入電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的輸入電壓UVS加加到到U+端，與反饋信號(hào)相比較，形成一個(gè)同相比例放大端，與反饋信號(hào)相比較，形成一個(gè)同相比例放大電路。電路。U0=U01-UBEU0=U01-UBE，UBEUBE比較小，可忽略，即比較小，可忽略，即U01U01穩(wěn)定，穩(wěn)定，U0U0穩(wěn)定。或者說(shuō)穩(wěn)定?；蛘哒f(shuō)001101bebUiUUUUIIcUceU11101222(1)(1)(1)RRRUU

9、iUUvsRRR 例例4-1 知知 Uvs=6V，R1=R2=RP=300，那么，那么 R1+R2+RP=900 R1+ RP最大為最大為600，R1最小為最小為300。由此可知輸出電壓由此可知輸出電壓Uo在在918V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。10max410min2(1)36183(1)692RRpUUvsVRRUUvsVRRp4.2 穩(wěn)壓電路的質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電路的質(zhì)量指標(biāo) 穩(wěn)壓電路的指標(biāo)分特性指標(biāo)大小、功能），如輸入、輸出電壓及電流等；質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)劣、可靠度如穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)等。1、穩(wěn)壓系數(shù)Sr 電壓調(diào)整特性：在負(fù)載不變條件下，穩(wěn)壓電源的輸出電壓相對(duì)變化量與輸入電壓的相對(duì)變化量之比。

10、Sr= RL=常量反映了電網(wǎng)電壓的波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓電源輸出電壓的影響。一般Sr為10-210-4。 如電網(wǎng)電壓變化10%，那么UI/UI也變化10%，此時(shí)引起輸出電壓的相對(duì)變化量UO/UO叫電壓調(diào)整率。/U oU oU iU i2、負(fù)載調(diào)整特性、負(fù)載調(diào)整特性SI 穩(wěn)壓電源在輸入電壓穩(wěn)壓電源在輸入電壓UI不變，輸出電壓的相對(duì)變化量不變，輸出電壓的相對(duì)變化量UO/UO與負(fù)載電流的變化量與負(fù)載電流的變化量IO之比之比 UI=常數(shù)常數(shù) 反映了負(fù)載變化對(duì)輸出電壓穩(wěn)定性的影響。反映了負(fù)載變化對(duì)輸出電壓穩(wěn)定性的影響。3、輸出電阻、輸出電阻RO 輸入電壓輸入電壓UI不變，輸出電壓的變化量不變，輸出電壓的變化量UO與

11、負(fù)載電與負(fù)載電流的變化量流的變化量IO之比。之比。 UI=常量常量 4、最大紋波電壓、最大紋波電壓 穩(wěn)壓電源輸出直流電壓上的波動(dòng)電壓，一般是穩(wěn)壓電源輸出直流電壓上的波動(dòng)電壓，一般是100HZ全波整流或全波整流或50HZ半波整流交流份量。常用有效半波整流交流份量。常用有效值或峰值表示。值或峰值表示。/Uo UoSiIoU oR oIo 集成穩(wěn)壓電路是將穩(wěn)壓電路的主要元件甚至全部元件制作在一塊硅基片上的集成電路，因而具有體積小、使用方便、工作可靠等特點(diǎn)。 集成穩(wěn)壓器的種類(lèi)很多，作為小功率的直流穩(wěn)壓電源，應(yīng)用最為普遍的是3端式串聯(lián)型集成穩(wěn)壓器。3端式是指穩(wěn)壓器僅有輸入端、輸出端和公共端3個(gè)接線(xiàn)端子。

12、如W78和W79系列穩(wěn)壓器。W78系列輸出正電壓有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等多種，若要獲得負(fù)輸出電壓選W79系列即可。例如W7805輸出+5 V電壓，W7905則輸出5 V電壓。這類(lèi)端穩(wěn)壓器在加裝散熱器的情況下，輸出電流可達(dá)1.52.2A，最高輸入電壓為35V，最小輸入、輸出電壓差為23V，輸出電壓變化率為0.10.2。 1. 分類(lèi)正穩(wěn)壓W78XX負(fù)穩(wěn)壓W79XX固定式1.2537V連續(xù)可調(diào)可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器型號(hào)后型號(hào)后XX兩位數(shù)字兩位數(shù)字代表輸出電壓值代表輸出電壓值輸出電壓額定值有輸出電壓額定值有: 5V、 6V、9V、12V 、 15V、 18V、

13、24V等等 。2. 外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1 輸入端輸入端3 公共端公共端2 輸出端輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1 公共端公共端3 輸入端輸入端2 輸出端輸出端塑料封裝塑料封裝 型號(hào)組成及其意義 XXL78(79)WC用數(shù)字表示輸出電壓值最大輸出電流：L 為 0.1 A ,M 為0.5 A ,無(wú)字母表示1.5 A(帶散熱片)78: 輸出固定正電壓79: 輸出固定負(fù)電壓國(guó)標(biāo)穩(wěn)壓器W 78 C1C2+Ui+Uo123W 79 C1C2Ui+Uo+321（1固定輸出電路。固定輸出電路。 上圖為固定電壓輸出電路，輸出電壓為三端穩(wěn)壓電源輸出電壓。C1的作用是

14、消除自激振蕩，C2起濾波作用。 W79端口不一樣，輸出為負(fù)電壓。（2提高輸出電壓的電路。提高輸出電壓的電路。W78C1C2+Ui+Uo123+UZDZ+UR輸出電壓輸出電壓Uo=U+UZ（3可變輸出電壓電路可變輸出電壓電路 可變輸出一般由取樣電路、電壓跟隨器集成運(yùn)放或串加一個(gè)可變電阻組成。 U01是三端集成穩(wěn)壓器的固定輸出電壓 U02是跟隨電壓，U02=U+，U0=U01+U02 U02隨可變電阻RP的滑動(dòng)而改變，U0隨同改變。當(dāng)RP的滑動(dòng)到最上端時(shí)當(dāng)RP的滑動(dòng)到最下端時(shí)可變輸出電壓范圍選U01=12V，R1=R2=RP=200，電壓輸出范圍為1836V。1201112011121201011

15、1maxmin0RRPRUoURRRPRUoURRPRRPRRRPRUUURRPR（4能同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路。能同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路。 W 7815 1 2 3 W 7915 3 2 1 24V 24V + + +15V 15V 220V 1000 F 1000 F 0.33 F 0.33 F 1 F 1 F RL W 78 C1 C2 + Ui + Uo 1 2 3 R IR IC IB I1 I I01 Io （5擴(kuò)大輸出電流的電路擴(kuò)大輸出電流的電路圖中 I3為穩(wěn)壓器公共端電流，其值很小，可以忽略不計(jì)，所以21II ，則可得：RUIIIIIIIIIBE2R12B2C2o)1 ()(

16、式中為三極管的電流放大系數(shù)。設(shè)10，3 . 0BEUV，5 . 0R，12IA，則可計(jì)算出5oIA，可見(jiàn) Io比 I2擴(kuò)大了。電阻 R的作用是使功率管在輸出電流較大時(shí)才能導(dǎo)通。 當(dāng)負(fù)載較重，IO大于1.5A以上時(shí)，可采用接功率管的辦法。I01為穩(wěn)壓器輸出電流，IR為電阻R上的電流。 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的調(diào)整管工作在線(xiàn)性放大狀態(tài)要消耗較大的功率，效率一般在只有30%左右。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源則可利用開(kāi)和關(guān)的時(shí)間比較調(diào)整濾波后得到直流電壓。調(diào)整管在截止時(shí)電流ICEO近于零，飽和時(shí)管壓降UCES近于零，開(kāi)關(guān)速度較快時(shí)，經(jīng)過(guò)放大區(qū)的過(guò)渡時(shí)間很短，故調(diào)整管的功耗就小，電源的效率可達(dá)6080%以上。雖電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成

17、本較大，但由于近年的技術(shù)發(fā)展，集成電路的工藝和成本大大改善，所以得到廣泛使用。 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源是利用從取樣電路取出的信號(hào)加到運(yùn)算放大器，使輸出的正、負(fù)脈沖信號(hào)的脈沖寬度不同，從而去控制調(diào)整管的輸出，當(dāng)開(kāi)關(guān)控制電路輸出高電平時(shí)，調(diào)整管導(dǎo)通，輸出VE近似等于VI，當(dāng)開(kāi)關(guān)控制電路輸出低電平時(shí)，調(diào)整管截止。調(diào)整管輸出信號(hào)經(jīng)LC濾波后輸出穩(wěn)定直流。這種通過(guò)改變控制脈沖信號(hào)寬度實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方式又叫脈寬調(diào)整式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)框圖開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)框圖開(kāi)關(guān)調(diào)整管：它采用大功率管，在開(kāi)關(guān)脈沖的開(kāi)關(guān)調(diào)整管：它采用大功率管，在開(kāi)關(guān)脈沖的作用下，使調(diào)整管工作在飽和或截止?fàn)顟B(tài)，輸作用下，使調(diào)整管工作在飽和或截止?fàn)?/p>

18、態(tài)，輸出斷續(xù)的脈沖電壓，如下圖。出斷續(xù)的脈沖電壓，如下圖。由圖可知：負(fù)載上得到的電壓為：由圖可知：負(fù)載上得到的電壓為： UO = UO =（UIUIon+0on+0ToffToff）/(Ton+Toff)/(Ton+Toff) = =（Ton/TTon/T）UIUI 上式中上式中Ton/TTon/T稱(chēng)占空比。改變占空比的大小亦可改稱(chēng)占空比。改變占空比的大小亦可改變輸出電壓變輸出電壓UoUo的大小。的大小。 濾波器：把矩形脈沖變成連續(xù)的平滑直流電壓濾波器：把矩形脈沖變成連續(xù)的平滑直流電壓UoUo。 開(kāi)關(guān)時(shí)間控制器：控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短，從而開(kāi)關(guān)時(shí)間控制器：控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短，從而改變輸出電壓高

19、低。改變輸出電壓高低。 開(kāi)關(guān)型串聯(lián)穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)型串聯(lián)穩(wěn)壓電源一一. 電路組成電路組成 三極管VT為開(kāi)關(guān)調(diào)整管，L、C、VD組成濾波電路R1、R2組成取樣電路，由運(yùn)算放大器N、UR、R1、R2組成滯回電壓比較器即開(kāi)關(guān)控制電路）。二二. 工作過(guò)程工作過(guò)程 1、在tON調(diào)整管導(dǎo)通期間 設(shè)開(kāi)關(guān)控制電路輸出為高電平，調(diào)整管飽和導(dǎo)通，調(diào)整管飽和壓降UCES近似于零，則Ue=Ui，二極管VD反向截止，電感電壓UL=UE-UO=UI-UO，電感上的電流IL線(xiàn)性增長(zhǎng)，L儲(chǔ)存能量。在t=0t1期間，il從ilmin增加，電容C的放電電流大于il向電容C的充電電流，ilIo，UO仍在下降階段，經(jīng)R1、R2分壓后的u

20、-（UO下降，當(dāng)tt1后，ilIO，電容C上充電電流大于放電電流，則uc和UO （即u-）開(kāi)始上升。通過(guò)R1和R2分壓，取樣電壓為：u- = UO = UO 212RRRVT飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通， uE =UI，因此，因此u-達(dá)到上限參考電壓達(dá)到上限參考電壓+ UT1 u- UT13434IRURURRR 使運(yùn)算放大器輸出翻轉(zhuǎn)；uA為低電平，調(diào)整管VT截止。iL達(dá)到最大值。2、在調(diào)整管截止toff期間：調(diào)整管VT由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，電感L上的uL的極性左負(fù)右正，經(jīng)C、VD和RL、UR、R3、R4形成兩個(gè)放電電路，VD導(dǎo)通，使uE=-UVD=-0.7v。在LC濾波作用下，UO平滑輸出。由于放電時(shí)間常數(shù)

21、較大， iL從最大值線(xiàn)性下降， iL下降到零而u- 升為最大， iL繼續(xù)下降而u- 也（ UO ）下降。當(dāng)t=t4時(shí)， u-下降到下限UT2，即：u- UT13443434VDRRURU RU RRRRR使運(yùn)算放大器翻轉(zhuǎn)，使運(yùn)算放大器翻轉(zhuǎn)，UA又為高電平，如此往復(fù)。調(diào)整又為高電平，如此往復(fù)。調(diào)整管始終處于開(kāi)關(guān)工作狀況。管始終處于開(kāi)關(guān)工作狀況。可見(jiàn)，由于可見(jiàn)，由于UI或或RL變化，使變化，使UO變化，取樣后的變化，取樣后的u-也也變化影響變化影響ton和和toff的長(zhǎng)短。從而使的長(zhǎng)短。從而使UO穩(wěn)定。穩(wěn)定。 UoUFUATonUE 脈寬脈寬 Uo3、輸出電壓計(jì)算、輸出電壓計(jì)算適當(dāng)選取適當(dāng)選取UR

22、、R3、R4，使比較電壓的回差電壓，使比較電壓的回差電壓UH=UT1-UT2小，當(dāng)小，當(dāng)UH為毫伏時(shí)，為毫伏時(shí)，UO很穩(wěn)。很穩(wěn)。 UO可從可從平均值求：平均值求： 化簡(jiǎn)后化簡(jiǎn)后開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的開(kāi)關(guān)頻率，一般取暖開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的開(kāi)關(guān)頻率，一般取暖10HZ100kHZ為宜。為宜。121()2TTUoUU3434212IRU RU RUoRR341RRRUoU本章講解主要到這里結(jié)束。5.1 整流電路整流電路tu20234t0234uo+u2+u1D(a) 電路 (b) 波形+uoRLtu20234t0234uo+u2+u1D(a) 電路 (b) 波形+uoRL當(dāng)u2為正半周時(shí)，二極管D承受正向電壓而

23、導(dǎo)通，此時(shí)有電流流過(guò)負(fù)載，并且和二極管上的電流相等，即io= id。忽略二極管的電壓降，則負(fù)載兩端的輸出電壓等于變壓器副邊電壓，即uo=u2 ，輸出電壓uo的波形與u2相同。當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，二極管D承受反向電壓而截止。此時(shí)負(fù)載上無(wú)電流流過(guò)，輸出電壓uo=0，變壓器副邊電壓u2全部加在二極管D上。tu20234t0234uo+u2+u1D(a) 電路 (b) 波形+uoRL單相半波整流電壓的平均值為：0222o45. 02)(sin221UUttdUU流過(guò)負(fù)載電阻 RL的電流平均值為：L2Loo45. 0RURUI流經(jīng)二極管的電流平均值與負(fù)載電流平均值相等，即：L2oD45. 0RUII二極管

24、截止時(shí)承受的最高反向電壓為 u2的最大值，即：22MRM2UUU例例 有一單相半波整流電路，如圖 5-2（a）所示。已知負(fù)載電阻 750LR，變壓器副邊電壓V 202U，試求 Uo、Io，并選用二極管。解解V)( 92045.045.02oUU(mA) 12(A) 012.07509LooRUI(mA) 12oD II(V) 2 .2820222DRMUU查半導(dǎo)體手冊(cè)，二極管可選用 2AP4，其最大整流電流為16mA，最高反向工作電壓為 50V。為了使用安全，二極管的反向工作峰值電壓要選得比 UDRM大一倍左右。+u1+u2D4D3D1D2RL+uo(a) 原理電路ab+u1+u2RL+uo(

25、b) 簡(jiǎn)化畫(huà)法u2為正半周時(shí)，a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，二極管D1、D3承受正向電壓而導(dǎo)通，D2、D4承受反向電壓而截止。此時(shí)電流的路徑為：aD1RLD3b。abVD3+u1+u2VD1RL+uoab+u1+u2VD4VD2RL+uou2為負(fù)半周時(shí)，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位，二極管D2、D4承受正向電壓而導(dǎo)通，D1、D3承受反向電壓而截止。此時(shí)電流的路徑為：bD2RLD4a。tu20234tiD10234tiD20234tuo0234單相全波整流電壓的平均值為：0222o9 . 022)(sin21UUttdUU流過(guò)負(fù)載電阻 RL的電流平均值為：L2Loo9 . 0RURUI流經(jīng)每個(gè)二極管的電流平均值

26、為負(fù)載電流的一半，即：L2oD45. 021RUII每個(gè)二極管在截止時(shí)承受的最高反向電壓為 u2的最大值，即：22MRM2UUU整流變壓器副邊電壓有效值為：oo211. 10.9UUU整流變壓器副邊電流有效值為：o22211. 111. 1IRURUILL由以上計(jì)算，可以選擇整流二極管和整流變壓器。 例：例：試設(shè)計(jì)一臺(tái)輸出電壓為 24V，輸出電流為 lA 的直流電源，電路形式可采用半波整流或全波整流，試確定兩種電路形式的變壓器副邊繞組的電壓有效值，并選定相應(yīng)的整流二極管。解：解：（1）當(dāng)采用半波整流電路時(shí)，變壓器副邊繞組電壓有效值為：3 .5345. 0240.45o2UUV整流二極管承受的最

27、高反向電壓為：2 .753 .5341. 122RMUUV流過(guò)整流二極管的平均電流為：1oD IIA因此可選用 2CZ12B整流二極管，其最大整流電流為 3 A，最高反向工作電壓為 200V。（2）當(dāng)采用橋式整流電路時(shí)，變壓器副邊繞組電壓有效值為：7 .269 . 0240.9o2UUV整流二極管承受的最高反向電壓為：6 .377 .2641. 122RMUUV流過(guò)整流二極管的平均電流為：5 . 021oDIIA因此可選用四只 2CZ11A 整流二極管，其最大整流電流為 1 A，最高反向工作電壓為 100V。5.2 濾波電路濾波電路tu20234t0234uo+u2+uo+u1D(a) 電路 (b) 波形CRL+假設(shè)電路接通時(shí)恰恰在 u2由負(fù)到正過(guò)零的時(shí)刻，這時(shí)二極管 D 開(kāi)始導(dǎo)通，電源 u2在向負(fù)載 RL供電的同時(shí)又對(duì)電容 C充電。如果忽略二極管正向壓降，電容電壓 uC緊隨輸入電壓u2按正弦規(guī)律上升至 u2的最大值。然后 u2繼續(xù)按正弦規(guī)律下降，且C2uu，使二極管 D 截止，而電容 C 則對(duì)負(fù)載電阻RL按指數(shù)規(guī)律放電。uC降至 u2大于 uC時(shí)，二極管又導(dǎo)通，電容 C 再次充電。這樣循環(huán)下去，u2周期性變化，電容 C周而復(fù)始地進(jìn)行充電和放電，使輸出電壓脈動(dòng)減小，如圖 9-4（b）所示。電容 C 放電的快慢取決于時(shí)間常數(shù)（CRL）的大小，