二極管應(yīng)用：整流電路與穩(wěn)壓電路

1、10.2整流電路整流電路10.2.1整流電路的分析方法及其基本參數(shù)整流電路的分析方法及其基本參數(shù)tU sin22LRU2222U22U優(yōu)點(diǎn)：使用元件少。優(yōu)點(diǎn)：使用元件少。缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大；直缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大；直流成分小；變壓器利用率低。流成分??；變壓器利用率低。圖圖 10.2.2一、工作原理一、工作原理圖圖 10.2.1單相半波整流電路單相半波整流電路二、主要參數(shù)二、主要參數(shù)1.輸出電壓平均值輸出電壓平均值 UO( (AV) )輸出電壓平均值就是負(fù)輸出電壓平均值就是負(fù)載電阻上電壓的平均值載電阻上電壓的平均值)(d2120oO(AV)tuU 2202O(AV)45. 02)(tdsin2

2、1UUtUU 2.負(fù)載電流的平均值負(fù)載電流的平均值L2LAVOAVORU45. 0RUI）（）（3.脈動(dòng)系數(shù)脈動(dòng)系數(shù)O(AV)O1mUUS 三、二極管的選擇三、二極管的選擇根據(jù)流過(guò)二極管電流的平均值和它所承受的最大反向電根據(jù)流過(guò)二極管電流的平均值和它所承受的最大反向電壓來(lái)選擇二極管的型號(hào)。壓來(lái)選擇二極管的型號(hào)。二極管的正向電流等于負(fù)載電流平均值二極管的正向電流等于負(fù)載電流平均值L2AVOAVDRU45. 0II）（）（二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓2maxR2UU對(duì)于二極管對(duì)于二極管最大整流平均電最大整流平均電流流IF和和最高反

3、向工作電壓最高反向工作電壓UR均應(yīng)留均應(yīng)留10%的余地，以保證的余地，以保證二極管安全工作。二極管安全工作。L2AVOFRU21 . 1I 1 . 1I）（2R21 . 1UU10.2.2單相橋式整流電路單相橋式整流電路圖圖 10.2.4單向橋式整流電路單向橋式整流電路圖圖 10.2.5單向橋式整流電路的習(xí)慣畫法單向橋式整流電路的習(xí)慣畫法一、單向橋式整流一、單向橋式整流電路的組成電路的組成在實(shí)用電路中，多采用全在實(shí)用電路中，多采用全波整流電路，最常用的是波整流電路，最常用的是單向橋式整流電路單向橋式整流電路二、工作原理二、工作原理1. u2 0時(shí)，電流由時(shí)，電流由+流出，經(jīng)流出，經(jīng)D1、RL、

4、D2流入流入-。2. u2 0時(shí)，電流由時(shí)，電流由-流出，經(jīng)流出，經(jīng)D3、RL、D4流入流入+。iD1 iD2iD3 iD4uD3 uD4uD1 uD2圖圖 10.2.6單相橋式整流電路的波形圖單相橋式整流電路的波形圖三、輸出電壓平均值三、輸出電壓平均值 UO( (AV) ) 和輸出電流的平均值和輸出電流的平均值IO( (AV) ) 2202O(AV)9 . 022)(tdsin21UUtUU L2LAVOAVORU9 . 0RUI）（）（脈動(dòng)系數(shù)：脈動(dòng)系數(shù)：)4cos1542cos342(22OttUu 67. 02232422O(AV)O1m UUUUS四、二極管的選擇四、二極管的選擇每只

5、二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過(guò)電流，所以每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過(guò)電流，所以每只每只二極管的平均電流二極管的平均電流只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半。只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半。L2AVOAVDRU45. 02II）（）（二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓2maxR2UU對(duì)于二極管對(duì)于二極管最大整流平均電最大整流平均電流流IF和和最高反向工作電壓最高反向工作電壓UR均應(yīng)留均應(yīng)留10%的余地，以保證的余地，以保證二極管安全工作。二極管安全工作。L2AVOFRU21 . 12I 1 . 1I）（2R21 . 1

6、UU如何實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源？如何實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源？將橋式整流電路變壓器副邊將橋式整流電路變壓器副邊中點(diǎn)接地，并將二個(gè)負(fù)載電中點(diǎn)接地，并將二個(gè)負(fù)載電阻相連接，且連接點(diǎn)接地。阻相連接，且連接點(diǎn)接地。三相整流電路三相整流電路圖圖10.2.7利用橋式整流電路實(shí)現(xiàn)利用橋式整流電路實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電源正、負(fù)電源圖圖10.2.8三相整流電路三相整流電路uO1 1 為正；為正； uO2 2為負(fù)為負(fù)變壓器副邊的三個(gè)端均應(yīng)接變壓器副邊的三個(gè)端均應(yīng)接二只二極管，一只接陽(yáng)極，二只二極管，一只接陽(yáng)極，另一只另一只 接陰極。接陰極。D1 D2 D3輪流導(dǎo)通，陽(yáng)極電位高輪流導(dǎo)通，陽(yáng)極電位高的的D先導(dǎo)通；先導(dǎo)通； D4D5D6輪流導(dǎo)通，

7、輪流導(dǎo)通，陰極電位低的陰極電位低的D先導(dǎo)通。先導(dǎo)通。10.4穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路10.4.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組成穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組成整流濾波電路輸出電壓不穩(wěn)定的主要原因：整流濾波電路輸出電壓不穩(wěn)定的主要原因：負(fù)載變化；負(fù)載變化； 電網(wǎng)電壓波動(dòng)。電網(wǎng)電壓波動(dòng)。圖圖10.4.1穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路兩個(gè)基本公式兩個(gè)基本公式UIUR+UOIRIDZ+IL穩(wěn)壓管的伏安特性穩(wěn)壓管的伏安特性圖圖10.4.2穩(wěn)壓管的伏安特性穩(wěn)壓管的伏安特性在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，只在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，只要使穩(wěn)壓管始終工作在穩(wěn)要使穩(wěn)壓管始終工作在穩(wěn)壓區(qū)，保證穩(wěn)壓管的電流：壓區(qū)，保證穩(wěn)壓管

8、的電流：IZIDZIZM 輸出電壓輸出電壓UO就基本穩(wěn)定。就基本穩(wěn)定。10.4.2穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理1. UI 不變，不變，RL 減小減小2. RL 不變，不變， UI 升高升高UIUOIZURUO=UI UR基本不變基本不變UORLILURUOIZIR=IL+IZ基本不變基本不變UO電網(wǎng)電壓波動(dòng)；電網(wǎng)電壓波動(dòng)；負(fù)載變化。負(fù)載變化。穩(wěn)壓電路應(yīng)從以下二個(gè)穩(wěn)壓電路應(yīng)從以下二個(gè)方面考察其穩(wěn)壓特性方面考察其穩(wěn)壓特性IL綜上所述，在穩(wěn)壓二極管所組成的穩(wěn)壓電路中，利用穩(wěn)壓管綜上所述，在穩(wěn)壓二極管所組成的穩(wěn)壓電路中，利用穩(wěn)壓管所起的電流調(diào)節(jié)作用，通過(guò)限流電阻所起的電流調(diào)節(jié)作用，通過(guò)限流電阻R上電壓或電流的變化

9、上電壓或電流的變化進(jìn)行補(bǔ)償，來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。進(jìn)行補(bǔ)償，來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。10.4.3穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)一、內(nèi)阻一、內(nèi)阻 Ro常常數(shù)數(shù) IOOoUIUR二、穩(wěn)壓系數(shù)二、穩(wěn)壓系數(shù) Sr常常數(shù)數(shù)常常數(shù)數(shù) LLOIIOIIOOr/RRUUUUUUUUS三、電壓調(diào)整率三、電壓調(diào)整率四、電流調(diào)整率四、電流調(diào)整率內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算1. 內(nèi)阻內(nèi)阻 RoZZIOo/rRrUUR 2. 穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù) Sr當(dāng)當(dāng) rZ RL ， rZ ILmaxILminIZM ILmax+ IZ3.限流電阻限流電阻R的選擇的選擇（1）. 當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓

10、管當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管IZ 的值最大，此時(shí)的值最大，此時(shí) IZ 不應(yīng)超過(guò)允許的最大值，即不應(yīng)超過(guò)允許的最大值，即ZmaxLminZImaxIIRUU 或：或：LminZmaxZImaxminIIUUR（2）. 當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管IZ 的值最小，此時(shí)的值最小，此時(shí) IZ 不應(yīng)低于其允許的最小值，即不應(yīng)低于其允許的最小值，即ZminLmaxZIminIIRUU 或：或：LmaxZminZIminmaxIIUUR例例10.4.1在在10.4.1所示的電路中，已知所示的電路中，已知UI 15V，負(fù)載電，負(fù)載電流為流為1020mA；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，最小穩(wěn)定電流，最小穩(wěn)定電流IZ 5A，最大穩(wěn)定電流，最大穩(wěn)定電流IZM40A動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rZ15 。（1）求解）求解R的取值范圍；的取值范圍；解解：（：（1）LmaxZminZIminmaxIIUUR360 LminZmaxZImaxminIIU