整流电路

1. 整流电路 D a Tr u ~ uo R + b u t io uo t 整流电路: 将交流电压变换为单向脉动电压的电路。整流元件是具有单向导电能力的二极管或晶闸管。 一、单相半波整流电路 i D 电路如图：设变压器副边电压为 根据二极管的单向导电性，在二极管加正向电压时导通，负载两端有输出电压；而在加反向电压时二极管截止，负载得不到输出电压。负载的电压波形及电流波形见右下曲线图。

2. u Uo t 0 T 整流电压的平均值 二极管只在半个周期能够导电，而负载上得到的电压是单一方向，大小随时间而变的(单向脉动电压)。 对这种整流的输出电压，常用一个周期的平均值来表示它的大小。其平均值为 如果电路负载已知，则整流输出电流的平均值为

3. i D a D uo Tr b u ~ R 二极管所承受的最大反向电压： 有一单相整流电路,负载电阻为 750,变压器副边电压为20V， 例 试求Uo，Io及UDRM,并选用二极管。 解 查二极管参数，选用2AP4(16mA,50V)。为了使用安全此项参数选择应比计算值大一倍左右。

4. a Tr u u ~ uo ~ uo RL RL b u ~ uo ~ uo RL RL 二、单相桥式整流电路 单相半波整流电路只利用了电源的半个周期，并且整流电压的脉动较大。为此常采用全波整流电路，最常见的就是单相桥式整流电路。

5. 桥式整流电路的工作情况 a Tr D1 D4 u ~ uo RL u D3 D2 b a Tr t D4 0 u T ~ uo RL D2 Uo b 在变压器副边电压u为正半周时，二极管D1、D3导通，而二极管D2、D4截止； 当副边电压u为负半周时，二极管D2、D4导通，而二极管D1、D3截止。

6. 单相桥式整流电路的输出电压： 负载电阻中通过的输出电流： 每只二极管中通过的电流仅为输出电流一半： 每只二极管承受的最高反向电压：

7. 常见的几种整流电路 Io Io U Io U U Uo Uo Uo U uo uo uo t 0 t t 0 0 电 路 整流电压波形 整流电压平均值 二极管平均电流 二极管反向电压 副边电流有效值

8. 滤波器 D a Tr ~ C RL uC =uo b 整流电路仅将交流电转换成单向脉动的直流电压。这种电压对许多电子设备远达不到要求，往往再加接滤波器以改善电压的脉动程度。 u 一、电容滤波器(C滤波器) t 0 D导通 D截止 D导通 u t 0 D截止 D导通 电容滤波器的作用

9. Uo 1.4U 电容滤波 无电容滤波 0.45U Io 0 电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善，但带负载能力较差。 在负载不同的情况下，取用输出电流Io愈大输出平均电压Uo愈小。其外特性曲线如右图： 采用电容滤波时，输出电压 的脉动程与电容器的放电时间常数RLC有关，其值愈大则脉动程度就愈小。一般认为 或 即可达到要求，此时输出电压Uo由下式估算： (半波) (全波)

10. 电容滤波电路中元件的选择： 由于二极管的导通时间较短，因此通过二极管的的电流峰值较大，应避免电流冲击损坏二极管； 由于滤波电容保持有电压输出，应注意二极管截止时所承受的最高反向电压UDRM有所不同，带电容滤波的半波整流电路 带电容滤波的桥式整流电路UDRM不变； 常用电容器一般在101~103微法，视负载电流大小而定。其耐压值应大于输出电压的最大值，一般大容量电容具有极性。

11. L Tr ~ u C RL 二、电感电容滤波器(LC滤波器) 要进一步减小输出电压的脉动程度，可在滤波电容之前串入铁心电感线圈L——即LC滤波器。 由于电感线圈对整流电流的交流分量具有阻抗，L比RL大得愈多则滤波效果就愈好。 电感电容滤波电路 一般需要线圈的电感量较大，但其直流电阻也较大，因而会造成输出电压的下降。 LC滤波器适于电流较大、输出电压脉动很小的场合，更适合与高频滤波。

12. L u C2 C1 RL R u C2 C1 RL 三、形滤波器 如果需要输出电压的脉动更小，可以再加一个滤波电容。 形LC滤波器的效果跟好，但整流二极管的冲击电流较大。 形LC滤波电路 由于线圈体大且重，有些情况可用电阻代替电感线圈以构成 形RC滤波器。R愈大滤波效果愈好，但将使输出电压下降，所以适用于负载电流较小、电压脉动很小的场合。 形RC滤波电路

13. N2 2CZ124 .047F C2 FU2 N1 N3 -24V 3A C1 2000F 50V FU1 1A 交流 直流 24V ~220V 实际电源举例 如图电源输出电压为24V，电流为1.8A。变压器副绕组N3的电压约为20V，C2起抑制高频干扰作用；副绕组N2的电压为5.5V，供照明指示灯用。 直流24V电池的极性可任意接入。

14. 稳压管稳压电路 Io IZ R ~ DZ Ui Uo C RL 经整流和滤波后，虽脉动程度有了最大改善，但直流电压幅度还会随着电网的波动或负载的变化而变化。 稳压管稳压电路 最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。 如图采用桥式整流和电容滤波，得到直流电压Ui，再经过限流电阻R和稳压管DZ ，使负载得到一个比较稳定的直流电压。

15. Io IZ R ~ DZ Ui Uo C RL 电压的稳定过程 当电源电压升高时 u↑→ Ui↑→ Uo↑ → IZ↑ → UR↑ →保持负载电压Uo近似不变。 稳压管稳压电路 当负载增加时 Io↑→ UR↑→ Uo↓ → IZ↓ → UR↓ →保持负载电压Uo近似不变。 选择稳压管一般规律： UZ=Uo式 IZmax=(1~5)Iomax Ui=(2~3)Uo

16. 串联型晶体管稳压电路 Io T1 R1 R4 R3 R1 T2 UO ~ R2 U1 RL C UZ R2 DZ 调整环节： 由工作于放大状态的功率管T1构成。其基极电流受放大环节控制，并由射极输出直流电压。 基准电压： 由稳压管DZ和R3构成，稳压管两端的直流电压UZ是稳定性较高的直流电压。作为调整和比较的标准。 放大环节： 由晶体管T2构成的直流放大电路，其输入电压是采样电压与基准电压之差，放大后控制调整管。 R4是其负载电阻。 利用变压器将电网电压变换成所需幅度的交流电压； 桥式整流电路将交流电变成直流电； 电容式滤波使直流电的脉动成分进一步减小。 采样环节： 由R1、R2及Rp组成的电阻分压器，将输出电压的一部分 送到放大环节。电位器可调节输出电压。 基准电压： 由稳压管DZ和R3构成，稳压管两端的直流电压UZ是稳定性较高的直流电压。作为调整和比较的标准。 稳压管稳压电路结构虽简单，但稳压效果不够理想，一般只适用于负载较小的情况。为提高稳压效果常采用代放大环节的串联型晶体管稳压电路。 变 压 滤 波 整 流 调整环节 基准电压 放大环节 采样环节

17. Io T1 R1 R4 R3 R1 T2 UO ~ R2 U1 RL C UZ R2 DZ 串联型稳压电源自动调节电压过程： Uo↑→ UBE2↑ →IB2 ↑→ IC2↑→ UCE2↓ Uo↓← UCE1↑← IC1↓← IB1↓← UBE1↓ 从调整过程看，串联型稳压电源是一种串联电压负反馈电路。

18. Io T R1 R3  – UO + + U1 RL UZ R2 DZ R1 R2 用运算放大器做比较放大环节的串联型稳压电源：

19.   – – +U RF +U RF + + + + R R R1 R1 UZ DZ UO UO R2 RL R2 RL UZ DZ 集成稳压电路 稳压电源的应用场合相当广泛，但分立件串联型稳压电源及由运放构成的稳压电源结构比较复杂，还要注意加接保护电路。因此，单片集成稳压电源应运而生并且得到广泛应用。基本可以做到免调试，且体积小、可靠性高、使用灵活、价格低廉。 一、简单的集成稳压电源

20. 型 号 W7805 W7809 W7812 W7815 Uo (V) 5 9 12 15 UiMax(V) 35 W7815 ΔUMin 9824 2~3 1 2 Iom (A) 2.2 Ro (Ω) 0.03~0.15 3 3 2 1 二、单片集成稳压电源 目前最普遍应用的单片稳压电源是W7800系列和W7900系列。其内部电路是在串联型晶体管稳压电路的基础上构成的。只有三个引出端：输入端1、输出端 2 和公共端 3 (俗称三端集成稳压器)。 1. 外形图和主要参数

21. + + 1 2 W7800 3 + + Uo Ui Ci Co – – 3 2 – – W7900 1 Co Uo Ui Ci + + + + 2. 典型应用电路 W7800系列为正电源输出，典型应用只需在输入端和输出端与地之间各并联一个电容即可。前者抵消较长输入线的电感效应，防止产生自激振荡。后者用于吸收负载突变所产生的电压抖动杂波。 W7900系列为负电压输出，除功能电极位置有差异外与W7800系列的应用电路一致。

22. 1 2 +15V 24V W7815 3 Ci Co C + + + 0.33F 1000F 1F 220V ~ Co 1000F + + 0.33F + 1 Ci 1F 24V W7915 2 3 –15V 3. 正负电源的实用电路

23. + + 1 2 IC W78 R I2 R IB Ci 3 U + + W78 Uo Ui Co UZ IR I1 Ui DZ Uo Ci Co – – 4. 三端稳压起的扩展应用电路 提高输出电压的应用电路 扩大输出电流的电路 输出电压为 一般I3很小，则