电子技术知识小结：第七章 直流稳压电源

7.1直流稳压电源的组成和功能

u1 u2 整流电路 U3 滤 波 U4 稳 电源变压器：将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 整流电路：将交流电压u2变为脉动的直流电压U3。

滤波电路：将脉动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4。

稳压电路：清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压Uo的稳定。

7.2单相整流电路

整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。

为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。

7.2.1单相半波整流电路的工作原理

T

D

压 Uo 电路电路 a u2 u1 RL uo

b

u2>0时，二极管导通。忽略二极管正向压降：uo=u2

T

a D

u1 u2 RL uo

b

u2<0时，二极管截止,输出电流为0。uo=0 (1)输出电压波形：

- 1 -

uo

t

(2)二极管上的平均电流：ID=IL (3)二极管上承受的最高电压：URM12π2U2

(4)输出电压平均值（Uo）：Uouodt2U20.45U2

2π0π7.2.2单相全波整流电路的工作原理

T

D1

a ui1 L u2 RL u2 uo b D2

(1)输出电压波形：

(2)二极管上承受的最高电压：URM22U2 (3)二极管上的平均电流：I1D2IL

(4)uo平均值Uo：Uo=0.9U2 7.2.3单相桥式整流电路的工作原理

A D4 RL u2 D1 uDo 3 D2 B

- 2 -

u2>0时 u2<0时 D1,D3导通 D2,D4导通 D2,D4截止 D1,D3截止 电流通路: 电流通路: AD1 BD2 RLD3BRLD4A 输出是脉动的直流电压 7.2.4整流电路的主要参数 一、整流输出电压的平均值 1.整流输出电压平均值（Uo）：Uo负载上的(平均)电流：IL0.9U2RL12π2π0uodt0.9U2

二、平均电流与反向峰值电压

1、在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流 ID是负载平均电流的一半。ID12Io0.45U2RL

2、二极管截止时两端承受的最大反向电压：URM

2U2

7.3滤波电路

滤波电路的结构特点：电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。

原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。 7.3.1电容滤波电路

1、RL未接入时(忽略整流电路内阻)

u2 设t1时刻接通电源 uo 整流电路为电容充电 t1 充电结束 没有电容时的输出波形 t t

2、RL接入（且RLC较大）时(忽略整流电路内阻)

- 3 -

u2

t uo

t

a.电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。

b.只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流iD。因此整流电路的输出电流是脉冲波。 c.电容充电时，电容电压滞后于u2。 d.RLC越小，输出电压越低。 二、电容滤波电路的特点

(1)输出电压Uo与放电时间常数RLC有关。 RLC愈大电容器放电愈慢Uo(平均值)愈大 一般取τdRLC(35)T2，近似估算:Uo=1.2U2。

(2)流过二极管瞬时电流很大。

RLC越大Uo越高负载电流的平均值越大；整流管导电时间越短iD的峰值电流越大 故一般选管时，取：IDF(2~3)(3)输出特性(外特性)

uo 1.4U2

IL2(2~3)1Uo2RL

电容滤波 0.9U2

纯电阻负载 IL 0

RL愈小(IL越大)，Uo下降多，S增大

结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。 7.3.2电感滤波

电路结构：在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。

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L

u1 u2 RL uo

一、滤波原理

对直流分量：XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上。

对谐波分量：f越高，XL越大，电压大部分降在XL上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：Uo=0.9U2 二、电感滤波的特点

整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。

7.5稳压电路

7.5.1串联反馈式稳压电路 一、稳压管稳压电路 1、电路结构的一般形式：

二、具有放大环节的串联型稳压电路

串联式稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。

调整元件T：与负载串联，通过全部负载电流。可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。

比较放大器：可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。

基准电压：可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压UO的一部分和基准电压相比较。

因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。

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+ R3 T1 R RW1 T2 RW2 UZ UB2 R2 RW RL R1 + UO

UI _ _

二、稳压原理

当UI增加或输出电流减小使Uo升高时 Uo Uo

三、输出电压的确定和调节范围

UOR1R2RWRW2R2UB2 UBE2(=UB2-UZ） UC2

UZUBE2

UOmaxR1R2RWR2R1R2RWRWR2UZUZUBE2

UOminUBE2

四、影响稳压特性的主要因素

1.电路对电网电压的波动抑制能力较差。例：UIVC2Uo

2.流过稳压管的电压随UI波动，使UZ不稳定，降低了稳压精度。

3.温度变化时，T2组成的放大电路产生零点漂移，使输出电压的稳定度变差。 五、改进措施

1.选用差动放大器或运放构成的放大器代替T2管构成的放大器，可以解决零点漂移的问题。

T R UI UZ UF R1 RW R2 RL

Uo

A - + V串联反馈式稳压电路

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UzR2RWR1R2RW''UO，UOR1R2RWR2R''WUz

2.采用辅助电源(比较放大部分的电源)。

3.用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。 4.调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。

7.6集成稳压电源（自：应该不考）

W7800：1端：输入端；2端：公共端；3端：输出端。 W7900：1端：公共端；2端：输入端；3端：输出端。 7.6.2集成稳压电源的分类

三端集成稳压器：可调式、固定式

固定式：负稳压W79XX、正稳压W78XX，注：型号后XX两位数字代表输出电压值 输出电压额定电压值有：5V、9V、12V、18V、24V等 。 7.6.2应用电路

一、输出为固定电压的电路

1 W7800 2 3 + UI _ CI 0.1~1F Co 1µF + _ Uo

W7800系列稳压器 基本接线图

注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！ 二、输出正负电压的电路

+ U I _ 1 W78XX 2 CI CO 3 + UO

CI 1 CO 3 _

UO

W79XX 2 正负电压同时输出电路

三、提高输出电压的电路

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1 + U I CI W78XX 3 UXX R CO UZ DZ 2 + _

UO

_ UXX：为W78XX固定输出电压，UO= UXX+UZ 四、输出电压可调式电路（略）

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