电工电子技术_认识二极管整流电路PPT课件

即正稳压器和负稳压器，分别为CW7800系
列和CW7900系列。
•
如图5.36所示，三端集成稳压器只
有3个引脚，分别为输入端、输出端和公共
端。
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•
CW7800系列的管脚排列是1脚为输入
端，2脚为输出端，3脚为公共端；CW7900系
列的管脚排列是1脚为公共端，2脚为输出端，
3脚为输入端。
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5.3.3 分析并验证二极管桥式整 流电路的规律
1．电路工作原理
变压器的初级接上交流电源u1后，在次级感应 出交流电压u2，其瞬时值为
u2 2U2sint
式中：u2—瞬时值； U2—交流电压有效值； ω—角频率；
ωt—相位角。
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u1 u2
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7
•
如图5.24（a）所示，设u2在正半周时，A
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3．倍压整流电路
• 市场上出售的灭蚊灯、灭蝇灯，它们是把 220V交流电经过倍压整流获得1 000V以上的 直流电来电击虫子。
• 倍压整流的目的，不仅要将交流电转换成 直流电（整流），而且要在一定的变压器 次级电压（U2）之下，得到高出若干倍的 直流电压（倍压）。
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• 实现倍压整流的方法，是利用二极管的整 流和导引作用，将较低的直流电压分别存 在多个电容器上，然后将它们按照相同的 极性串接起来，从而得到较高的输出直流 电压。
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2．稳压原理
• 当输入电压UI升高或负载RL阻值变大时，都 会造成输出电压UL随之增大。
• 那么稳压管的反向电压UZ也会上升，从而 引起稳压管电流IZ的急剧加大，导致R上的 压降UR增大，从而抵消了输出电压UL的变 化。
• 其稳压过程的符号式表示为
• UI↑或RL↑→UL↑→IZ↑→IR↑→UR↑→UL↓
•
三端固定式稳压器的型号由5部分组
成，其意义如下：
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•
三端固定式稳压器输出电压系列
如表5.9所示。
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表5.9 三端固定式稳压器输出电压系列
7800系 列
7805 7806 7808 7809 7812 7815 7818 7824 5V 6V 8V 9V 12V 15V 18V 24V
电压输出和负电压输出两种，其外形和管脚的
编号与三端固定式稳压器相同。
•
CW317为三端可调式正压输出稳压器，
其1脚为调整端，2脚为输入端，3脚为输出端。
•
CW337为三端可调负压输出稳压器，
其1脚为调整端，2脚为输出端，3脚为输入端。
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•
CW317和CW337的基本应用电路
如图5.39所示。
• 图5.27所示为变压器中心抽头式全波整流电 路。
• 全波整流电路实际上是由两个半波整流电 路组成的。
• 电源变压器T的次级线圈具有中心抽头，可 得到两个大小相等而相位相反的交流电压 u2a和u2b。
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图5.27 变压器中心抽头式全波整流电路
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• 全波整流电路负载RL上的电压、电流大小与 桥式整流电路一样，即UL = 0.9U2，IL = U L 。
7800系列
7900系列
78H00
7906
78M0 0
78L00 79H00
7900
79M00
79L0 0
最大输出
5A
电流
1.5A
0.5A
0.1A
5A
1.5A
0.5A
0.1A
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•
三端固定式稳压器的典型接线图
如图5.37所示。
•
电路中的C1、C2不能忽略，C1的
作用是减小纹波电压，防止高频自激振荡，
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2．电路的定量关系—负载上、二极管上 的电压和电流
• 在负载上得到的脉动直流电，经理论推导， 其平均值为 • UL = 0.9U2
IL
UL RL
0.9U2 RL
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• 在整流二极管上只有一股电流（i1或i2）通 过，是负载电阻上电流的一半，即
1 ID 2 IL • 每个二极管在截止时承受的反向峰值电压 是u2的峰值，即
C2的作用是改善负载的瞬态响应。
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图5.37 三端固定式稳压器接线图
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•
图5.38所示为集成稳压器在黑白
电视机直流电源部分的应用。
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图5.38 CW7812集成稳压器应用电路
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2．三端可调式集成稳压器
•
该集成稳压器输出电压可调，也有正
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5.4.4 测试简单直流电源电路各点波 形
• 直流稳压电源由5大部分组成，即变压器、 整流器、滤波器、稳压器和负载。
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• 拓展与延伸 集成稳压器
•
简单直流稳压电源输出电流小，
稳压效果也较差。
•
为了克服其缺点，人们利用集成
电路技术制造出集成稳压器。
•
集成稳压器具有体积小、外围元
•
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这样，在u2的整个周期内，都有方向不 变的电流流过RL，i1和i2叠加形成iL。 这是一个脉动直流电，波形如图5.25所 示。
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图5.25 桥式整流电路工作波形图
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测量
U2= V， RL=100Ω
UL
IL
测量值
计算值
计算值和测量值是否一样？
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• 其原因有两个方面，一方面其含有交流成 分，另一方面其平均值会随电网电压u1而 变化。
• 为了得到平滑、稳定的直流电，对脉动直 流电要进行滤波和稳压，稳压电源由此产 生。
• 直流稳压电源结构方编辑版框pppt图如图5.30所示。 26
图5.30 稳压电源结构方框图
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5.4.1 了解稳压二极管的特性
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• 经过科学计算，负载上的直流电压平均值为
UL = 0.45U2。
• •
根二极据管欧上姆的定电律流，与负负载载上的的一电样流I，L 二URLL极 0管.4R5L承U。2受的反
向电压的峰值为 2 U 2 。
半波整流电路电源利用率低，输出电压脉动性大。
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2．变压器中心抽头式全波整流电路
联。
• 它是利用通过电感的电流不能突变的特性 来工作的。
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• 电感滤波原理
• 电感具有“阻交流，通直流”的特性， 而经过整流得到的脉动直流电具有直流 和交流成分。
• 这样交流成分不能通过电感器，而直流 成分可通过电感器流动，从而在负载RL上 得到平滑的直流电压。
• 电感滤波适用于负载电流较大且经常变 化的场合。
•
反之亦然。
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3．电路特点
• 该稳压电路结构简单，元件少，调试方便， 但输出电流较小（几十毫安），输出电压 不能调节，稳压性能也较差，只适用于要 求不高的小型电子设备。
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•
我国规定正常的电网电压可以浮
动±10%，正常时为242V。
电容滤波原理
•电容器具有“隔直流，通交流”的特性， 而经过整流得到的脉动直流电具有直流和 交流成分。
•这样交流成分通过电容器流动，直流成分 通过负载流动，从而在负载RL上得到平滑 的直流电压。
•电容滤波只适用于负载电流较小且基本不 变的场合。
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• 电感滤波器 • 电感滤波器电路是把电感器与负载电阻RL串
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5.3.2 测试二极管桥式整流电路波
u2
形
uL
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• 直流电是方向不变的电压或电流，包 括稳恒直流电和脉动直流电两大类。
大小也不变化的直流电称为稳恒直流电； 大小变化的直流电是脉动直流电，它含有直 流成分和交流成分。
• 图5.23所示电路，在RL上得到的是脉动直 流电压。
• 稳压二极管的符号如图5.31（c）所示。
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5.4.2 认识电容和电感的滤波特 性
电容滤波器
•电容滤波器是在负载电阻的两端并联一个电 容器而构成的，它是根据电容器两端电压在 电路状态改变时不能突变的原理工作的。
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图5.32 桥式整流电容滤波电路
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• 图5.28所示为倍压整流电路，由于每个电容 器上均充有 2 U2的电压，5个电容器正向串 联就可得到5倍的 2 U2电压。
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图5.28 倍压整流电路
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5.4 认识简单直流电源电路
• 交流电经过整流后得到的脉动直流电质量 不高，不能直接供电子设备使用。
U R M
U R M 2U 2
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拓展与延伸 其他常用整流电路
常用整流电路除桥式全波整流电路 外，还有半波整流、变压器中心抽头式 全波整流和倍压整流电路。
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1．半波整流电路
半波整流电路由整流二极管、电源变压器和负 载电阻构成，如图5.26所示。
图5.26 单相半波整流电路
图5.31 稳压二极管
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1．稳压二极管的稳压特性
• 从稳压二极管伏安特性曲线中看出，稳压二极 管的正向特性与普通二极管相同，反向特性曲 线在击穿区比普通二极管更陡直。
• 稳压二极管就是工作在击穿区，击穿后，通过 管子的电流变化（ΔIZ）很大，而管子两端电压 变化（ΔUZ）很小，这种特性称为稳压二极管的 稳压特性（见图5.31（b））。
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• 直流稳压电源的组成和工作原理
• 1．电路组成
• 图5.34所示为硅稳压管直流稳压电源。
• 虚线内的为稳压电路，稳压管VDz反向并 联在RL两端。
• 电阻R起限流和调压作用。
• 稳压电路的输入电压UI来自整流、滤波的 输出电压。
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图5.34 硅稳压管直流稳压电源
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2．稳压二极管的主要参数
• （1）稳定电压（UZ）：每个稳压管只有一 个稳定电压，一般可在半导体器件手册上 查到。
• （2）稳定电流（IZ）：指稳压管在稳定 • 电压下的工作电流。
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• （3）最大稳定电流（IZmax）：稳压管允许 长期通过的最大反向电流。
• （4）动态电阻（rz）：稳压管两端电压变化 量与通过电流变化量之比值，即rZ = ΔUZ/ΔIZ动 态电阻小的稳压管稳压性能好。
7900系 列
7905 7906 7908 7909 7912 7915 7918 7924
−5V
−6V
−8V
−9V
−12 V
−15 V
−18 V
−24 V
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•
根据输出电流的大小不同又可细
分，三端固定式稳压器最大输出电流系列
如表5.10所示。
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表5.10 三端固定式稳压器最大输出电流系列
电工电子技术8
认识二极管整流电路 认识简单直流电源电路
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5.3 认识二极管整流电路
利用二极管的单向导电性可将交流电转 换为直流电，这一过程称为整流。常见的整 流电路有半波整流电路、全波整流电路等。
本节介绍桥式全波整流电路。
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5.3.1 安装二极管桥式整流电路
图5.23 桥式整流电路
•
输入电压范围是3～40V，输出可
调电压范围是1.25～37V，器件最大输出电
流为1.5A。
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图5.39 三端可调式稳压器应用电路
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作业：
端电位高于B端，二极管VD1和VD3导通，VD2
和VD4截止，电流i1自A端流过VD1、RL、VD3到
B端，它是自上而下流过RL。
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• 如图5.24（b）所示，在u2的负半周时，B 端电位高于A端，二极管VD2、VD4导通，VD1、 VD3截止，电流i2自B端流出，经过VD2、RL、 VD4到A端，它也是自上而下流过RL。
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• 注意
•
滤波电容必须与负载并联，而滤
波电感则必须与负载串联。
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5.4.3 安装简单直流电源电路
• 稳压二极管工作在反向击穿区时，流过稳 压管的电流在相当大的范围内变化，其两 端的电压基本不变。
• 利用稳压二极管的这一特性可做成简单直 流稳压电源。
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RL
• 二极管上的平均电流也为负载电流的一半，
而二极管承受的反向峰值电压是变压器的
次级绕组总电压的峰值，即ID = = 2 2 U2。
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IL，U R M
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• 变压器中心抽头式全波整流电路用两只二 极管，每个二极管承受的反压比桥式整流
电路高，且变压器的次级绕组需要中心抽 头。
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件少、性能稳定可靠、使用调整方便和价
廉等优点。
•
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•
集成稳压器管脚有多端式和三端
式，输出电压有固定式和可调式之分。
•
下面介绍最常用的三端固定式和
可调式集成稳压器。
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图5.36 集成稳压器
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1．三端固定式集成稳压器
•
三端固定式集成稳压器有两种类型，