線性整流電路

(1)線性整流電路-++∞A2RFR2R3R4D2uoN-++∞A1R1D1uiMA1與D1,D2及電阻R!,R2組成線性半波整流.A2為反相加法電路R1=R2=R4=10K,R3=RF=2R1=20K電路組成:(2)-++∞A1R1D1uiMND2R2工作原理:第一級:輸入電壓正半周ui>0,因?yàn)槭欠聪噍斎?所以UM<0.D1反向偏置截止,D2管的陰極接負(fù),陽極通過R4與A2的虛地相連為零電位,所以D2導(dǎo)通,R1=R2,所以A1是一個反相器uo1=-uiuiuN輸入電壓負(fù)半周,ui<0,uM>0,D1導(dǎo)通將uM鉗制在+UD,D2反向偏置截止,M點(diǎn)與N點(diǎn)間開路uN=0,及在整個負(fù)半周線性半波整流電路輸出為零(3)-++∞A2RFR2R3R4D2uoN-++∞A1R1D1uiMuiuouNA2為反向加法電路在正半周ui>0時:在負(fù)半周ui<0時:uN=0,則uo=-ui(4)濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):電容與負(fù)載RL并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。交流電壓脈動直流電壓整流濾波較平直的直流電壓原理：利用儲能元件電容XC(或電感的XL)隨頻率f變化,濾掉整流電路輸出電壓中的高次諧波分量成份，保留其低次諧波分量和直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。6.3濾波電路(5)以單相橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。一、濾波原理橋式整流電容濾波電路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–1.電容濾波電路(6)1.RL未接入時(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)t1時刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒有電容時的輸出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–(6-7)2.RL接入（且RLC較大）時(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot電容通過RL放電，在整流電路電壓小于電容電壓時，二極管截止，整流電路不為電容充電，uo會逐漸下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–(6-8)u2tuot只有整流電路輸出電壓大于uo時，才有充電電流iD

。因此整流電路的輸出電流是脈沖波。整流電路二極管的電流iDauou2bD4D2D1D3RLSC+–iD可見，采用電容濾波時，整流管的導(dǎo)通角較小。rrRLC充電時間常數(shù)很小放電時間常數(shù)大RL(6-9)u2tuot電容充電時，電容電壓滯后于u2。整流電路二極管電流iDRLC越小，輸出電壓越低。3.RL接入（且RLC較大）時(考慮整流電路內(nèi)阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–(6-10)一般取(T:電源電壓的周期)近似估算:Uo=1.2U2。(2)流過二極管瞬時電流很大。RLC越大Uo越高

負(fù)載電流的平均值越大;

整流管導(dǎo)電時間越短iD的峰值電流越大故一般選管時，取二、電容濾波電路的特點(diǎn)(1)輸出電壓Uo與放電時間常數(shù)RLC有關(guān)。RLC愈大電容器放電愈慢Uo(平均值)愈大(6-11)輸出波形隨負(fù)載電阻RL或C

的變化而改變.如:RL愈小(I0

越大),Uo下降多.結(jié)論：電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流較小且負(fù)載變動不大的場合。(3)輸出特性(外特性)uo電容濾波1.4U20.9U20I0(6-12)電路結(jié)構(gòu):

在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L就構(gòu)成了電感濾波電路。電感濾波電路u2u1RLLuo2.電感濾波(13)一、濾波原理對直流分量:

XL=0相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波分量:

f

越高，XL越大,電壓大部分降在XL上。

因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。Uo=0.9U2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：u2u1RLLuo(6-14)二、電感濾波的特點(diǎn)整流管導(dǎo)電角較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，適用于低電壓大電流(RL較小)的場合。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。u2u1RLLuo(6-15)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路(小功率設(shè)備)以下主要討論線性穩(wěn)壓電路。電路最簡單，但是帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用。效率較高，目前用的也比較多，但因?qū)W時有限，這里不做介紹。6.4穩(wěn)壓電路(6-16)利用UZ的變化引起IZ較大的變化，通過調(diào)節(jié)電阻R起穩(wěn)壓作用。(1)RL不變，Ui波動(2)Ui不變，RL變化一.并聯(lián)穩(wěn)壓電路RUORL+–+–DZUiiRiZi0C(6-17)二.串聯(lián)穩(wěn)壓電路

1.電路組成圖6.10串聯(lián)穩(wěn)壓電路圖6.10所示為串聯(lián)穩(wěn)壓電路串聯(lián)穩(wěn)壓原理電路(6-18)2.工作原理及過程依據(jù)：利用三極管可變電阻的特性，UO若Ui

UCEICIBUBEUO工作過程

：根據(jù)電路原理圖有下式

(1)RL

不變,Ui

波動的穩(wěn)壓過程當(dāng)IBICUCEUBE=UZ－UO

(為負(fù)反饋);

Ui

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

不變，負(fù)載RL

變化的穩(wěn)壓過程

UCEUO若RLUBEIBICUO因三極管調(diào)整了輸出電流范圍，故T稱為調(diào)整管。工作原理：

將輸出電壓UO

與基準(zhǔn)電壓UZ

作比較，利用其差值的變化反饋到調(diào)整管的輸入回路，以調(diào)節(jié)三極管集電極與發(fā)射極間的電阻，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓的目的。(6-20)

三極管T2

與三個電阻組成了一個輸出可調(diào)節(jié)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路。圖中T1

為調(diào)整管；T2為比較電路；R3

、R4

、RP為采樣電路；DZ

為基準(zhǔn)電路。圖6.11輸出可調(diào)串聯(lián)穩(wěn)壓電路3.提高電路的調(diào)節(jié)范圍電路如圖6.11所示采樣電路：將輸出電壓一部分取出，即Uf基準(zhǔn)電壓：由DZ

和R2組成，提供穩(wěn)定電壓UZ

。3)比較放大電路：將采樣電壓與穩(wěn)定電壓比較后進(jìn)行放大，即T2

。調(diào)整管：將經(jīng)過比較放大后的信號送入調(diào)整管，以調(diào)整UCE1

，保證UO

的穩(wěn)定。(6-21)圖6.11串聯(lián)穩(wěn)壓電路包含以下四個基本環(huán)節(jié)1)基準(zhǔn)電壓：由DZ

和R2

組成，提供穩(wěn)定電壓UZ

。2)采樣電路：將輸出電壓一部分取出，即Uf（取樣于UO

）。3)比較放大電路：將采樣電壓與穩(wěn)定電壓比較后進(jìn)行放大，即T2。4)調(diào)整管：將經(jīng)過比較放大后的信號送入調(diào)整管，以調(diào)整UCE1

，保證UO

的穩(wěn)定。(6-22)穩(wěn)壓工作過程：設(shè)RL

不變UO

達(dá)到在Ui

波動、RL變化時，輸出電壓保持不變，起到穩(wěn)壓的作用。若UiUOUfUBE2UCE2VB1IB1UCE1(6-23)隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。(1)三端固定式集成穩(wěn)壓器只有輸入，輸出和公共引出端。常用的W7800系列、W7900系列三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。三.集成穩(wěn)壓電路(6-24)1端:輸入端3端:公共端2端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端3端:輸入端2端:輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形123(6-25)注：型號后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值輸出電壓額定電壓值有:5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負(fù)穩(wěn)壓W79XX集成穩(wěn)壓電源的分類LM317(6-26)

一)、輸出為固定電壓的電路應(yīng)用電路輸出為固定正壓時的接法如圖所示。注意：輸入與輸出端之間的電壓差不得低于2V！W7800系列穩(wěn)壓器基本接線圖+_CoW7800CiUi+_Uo1230.1~1F1μFCi用于防止產(chǎn)生自激振蕩,Co用于瞬間増減負(fù)載電流時不致引起輸出電壓有較大的波動.改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng).(6-27)二)、輸出正負(fù)電壓的電路正負(fù)電壓同時輸出電路W78XXCIUi+_UO123+_CIW79XX12COCO3UO(6-28)COW78XXCiUi+_+_UO123UXXUZRDZUXX:為W78XX固定輸出電壓

UO=UXX+UZ三)、提高輸出電壓的電路(6-29)四)、輸出電壓可調(diào)式電路(1)用三端穩(wěn)壓器也可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，下圖是用W7805組成的7－30V可調(diào)式穩(wěn)壓電源。W7805123R1CiCoUi76234UoR2F0070.3333V10k0.1μ(6-30)(UXX=5V)運(yùn)算放大器作為電壓跟隨器使用,它的電源就借助于穩(wěn)壓器的輸入直流電壓。由于運(yùn)放的輸入阻抗很高,輸出阻抗很低，可以克服穩(wěn)壓器受輸出電流變化的影響。132R1CiCoUi76234UoR2F0070.3333V10k0.1μW7805Uo1(6-