串联型开关稳压电路
《模拟电子技术基础》第四版 习题答案10
第十章 直流电源自 测 题一、判断下列说法是否正确，用“√”“×”表示判断结果填入空内。
（1） 直流电源是一种将正弦信号转换为直流信号的波形变换电路。
（ ）（2） 直流电源是一种能量转换电路，它将交流能量转换为直流能量。
（ ）（3）在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。
（ ）因此，它们的整流管的平均电流比值为2:1。
（ ）（4）若U 2为电源变压器副边电压的有效值，则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为22U 。
（ ）（5）当输入电压U I 和负载电流I L 变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。
（ ）（6）一般情况下，开关型稳压电路比线性稳压电路效率高。
（ ） 解：（1）× （2）√ （3）√ × （4）√ （5）×（6）√二、在图10.3.1（a ）中，已知变压器副边电压有效值U 2为10V ，23T C L ≥R （T 为电网电压的周期）。
测得输出电压平均值U O （AV ）可能的数值为A. 14VB. 12VC. 9VD. 4.5V选择合适答案填入空内。
（1）正常情况U O （AV ）≈ ；（2）电容虚焊时U O （AV ）≈ ；（3）负载电阻开路时U O （AV ）≈ ；（4）一只整流管和滤波电容同时开路，U O （AV ）≈ 。
解：（1）B （2）C （3）A （4）D三、填空：图T10.3在图T10.3所示电路中，调整管为 ，采样电路由 组成，基准电压电路由 组成， 比较放大电路由 组成， 保护电路由 组成；输出电压最小值的表达式为 ，最大值的表达式为 。
解：T 1，R 1、R 2、R 3，R 、D Z ，T 2、R c ，R 0、T 3；)( )(BE2Z 3321BE2Z 32321U U R R R R U U R R R R R +++++++，。
第十章 直流电源答案
科目:模拟电子技术题型:填空题章节:第十章 直流电源难度:全部-----------------------------------------------------------------------1. 稳压电路的主要作用是 稳定输出电压 。
2. 在直流电源中，在变压器副边电压相同的条件下，若希望二极管承受的反向电压较小,而输出直流电压较高，则应采用 倍压 整流电路。
3. 在直流电源中，负载电流若为200mA ，则宜采用 电容 滤波电路。
4. 在负载电流较小的电子设备中，为了得到稳定的但不需要调节的直流输出电压，则可采用 硅稳压或硅二极管 稳压电路或集成稳压电路。
5. 为了适应电网电压和负载电流变化较大的情况，且要求输出电压可以调节，则可采用 串联 晶体管稳压电路或可调的集成稳压器电路。
6. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电感 滤波选用大电流负载。
7. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电容 滤波的直流输出电压高。
8. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，调整管处于 放大 工作状态。
9. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，若要求输出电压为18V ，调整管压降为6V ，整流电路采用电容滤波，则电源变压器次级电压有效值应为 20 V 。
10. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，则输出电压的平均值 U 0 = 0.9 U 2 。
11. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，加入电容滤波器后，则输出电压的平均值 U 0 = 1.2U 2 。
12. 小功率直流电源一般由电源变压器、 整流 、滤波、稳压四部分组成。
13. 直流电源能将电量变为直流电量，实质上是一种 能量 转换电路。
14. 单相半波整流电路和桥式整流电路相比，在变压器次级电压相同条件下， 桥式整流 电路的输出电压平均值高了一倍。
15. 若变压器次级电压有效值为U 2，每个整流管的反向峰值电压记作U RM ，则半波整流电路的U RM = 22U 。
串联可调稳压电源课件
变压器绕组
分为初级绕组和次级绕组 ，初级绕组接输入电压， 次级绕组接输出电压。
整流电路
整流电路
将交流电转换为直流电， 为后续电路提供直流电源 。
整流二极管
利用二极管的单向导电性 实现整流功能。
整流电路类型
半波整流、全波整流、桥 式整流等。
滤波电路
滤波电路
电感滤波
将整流后的脉动直流电转换为平滑的 直流电。
绿色能源的整合
串联可调稳压电源应积极整合绿色能源，如太阳能、风能等，以实现能源的可持续发展和环境保护。
Байду номын сангаас5
串联可调稳压电源的实际应用案 例
在电子设备中的应用
串联可调稳压电源在电子设备中主要用于提供稳定的直流电压，以确保电子设备 正常工作。
例如，在电脑、手机、电视等电子产品中，串联可调稳压电源能够确保主板、显 示屏等部件得到稳定的电压供应，从而保证产品的性能和稳定性。
2. 在长时间不使用时，应关闭电源 以节省能源。
3. 注意保持设备清洁，定期除尘，确 保散热良好。
常见故障与排除方法
常见故障 1. 无输出电压。 2. 输出电压不稳定。
常见故障与排除方法
排除方法 2. 检查电位器是否正常，如有故障需更换。
1. 检查电源线是否完好，如有破坏需更换。 3. 检查内部电路是否正常，如有故障需维修或更换。
串联可调稳压电源的优缺点
优点
结构简单、价格便宜、调节方便、稳定性较好。
缺点
效率较低、有较大的热量产生、对电网有较大的谐波干扰。
02
串联可调稳压电源的组成与电路 分析
电源变压器
01
02
03
电源变压器
将电网电压转换为所需电 压等级，为整个稳压电源 提供输入电压。
开关式稳压电路
第七章 *输出电压Uo的确定 输出电压为：
Uo（1R7） 5.（ 1 V） R8
分析时，注意的是R8上端接的是11脚，然后看原理 图，分析这是的压降。
第七章
7.5.3并联开关电源
一.基本构成
并联开关电源换能电路如图7.21， 储能电感，负载和输入电压是并联 的VT。饱和导通时，UI给电感L储能，同 时L自感电动势使VD截止。VT截止时， L自感使自感电动势极性立即改变， VD导通，L通过VD释放能量向C2充 电，并同时向负载供电。当VT再次饱 和导通时，L储能，VD反向截止，电 容C2向负载供电，负载上获得连续能 量。既VT导通期间，L储能，电容C2 向负载供电；VT截止时，L释放能量 对C2充电，同时向负载供电；L，C2 同时具备滤波作用，使得输出波形平 滑。
LC(C0 C) CC0 C
fp
C C1C2 C1 C2
由于
C C0C
f0 21LCfs
第六章
2.串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于 fS 时， 晶体阻抗最小，且为纯电 阻，此时正反馈最强，相 移为零，电路满足自激振 荡条件。
振荡频率 f0 fs
图 6.1.30 串联型石英晶 体振荡电路
4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在 测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。
第六章 一、 电压比较器的传输特性
1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系
u f(u)
O
I
2.阈值电压： UT
当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所 对应的输入电压。
3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。
串联型稳压电路
滤波电路
T饱和导通， D截止， uE≈ UI；L 储能，C 充电。
T截止， D导通， uE≈ － UD ；L 释放能量，C 放电。
15
② 波形分析及输出电压平均值
调整管 续流 滤波电路 二极管
UO
Ton T
UI
Toff T
(UD )
UI
关键技术：大功率高频管，高质量磁性材料
6
7
（2）基本应用
将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负 载电阻，构成串类型稳压电路。
使Co不通过 稳压器放电
消除高频噪声 抵销长线电感效应， 消除自激振荡
8
（3）输出电流扩展电路
为使负载电流大于三端稳压器的输出电流，可采 用射极输出器进行电流放大。
IL (1 )(IO IR )
稳压原理：若某种原因使输出电压升高，则应减小占空比。
16
③ 稳压原理
脉冲宽度调制式：PWM电路作用： UO↑→ Ton↓→ δ↓→ UO ↓
其它控制方式： 脉冲频率调制式： UO↑→ T↑（脉宽不变）→ δ↓→ UO ↓ 混合调制式： UO↑→ T↑ Ton ↓→ δ↓→ UO ↓
在串联开关型稳压电路中 UO < UI，故为降压型电路。
U
' O
UO
R1
R2 R1
R3
U
' O
电路复杂
10
2. 基准电压源三端稳压器 W117
输出电压UREF＝1.25V，调整端电流只有几微安。
保护 稳压器
UO
(1
R2 R1
) U REF
减小纹波电压
串联型稳压直流电源课程设计实验报告
串联型直流稳压电源的设计报告一. 题目: 串联型直流稳压电源的设计。
二. 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出；2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv；三. 电路原理分析与方案设计采用变压器、二极管、集成运放，电阻、稳压管、三极管等元件器件。
220V的交流电经变压器变压后变成电压值较少的交流，再经过桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串流型稳压电路。
比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也可以调节；同时，为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。
1.方案比较：方案一.用晶体管和集成运放组成基本串联型直流稳压电源方案二.用晶体管和集成运放组成的具有保护换届的串联型直流稳压电源.方案三：用晶体管和集成运放组成的实用串联型直流稳压电压可行性分析：上面三种方案中，方案一最简单，但功能也最少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。
方案三功能最强大，但是由于实验室条件和经济成本的限制，我们也抛弃方案三，因为它牺牲了成本来换取方便。
所以从简单、合理、可靠、经济从简单而且便于购买的前提出发，我选择方案二未我们最终的设计方案。
2.结合设计的要求，电路框图如下3.单元电路设计与元器件选择（1）变压器的选择直流电的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对电流电压处理。
电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。
本次课程设计的要求是输出正负9伏和正负6负的双电压电源，输出电压较低，而一般的调整管的饱和管压降在2-3伏左右，由Omin Imax CE U U U -=，CE U 为饱和管压降，而Im ax U =9V 为输出最大电压，Om in U 为最小的输入电压，以饱和管压降CE U =3伏计算，为了使调整管工作在放大区，输入电压最小不能小于12V ，为保险起见，可以选择220V-15V 的变压器，再由P=UI 可知，变压器的功率应该为0.5A ×9V=4.5w ，所以变压器的功率绝对不能低于4.5w ，并且串联稳压电源工作时产生的热量较大，效率不高，所以变压器功率需要选择相对大些的变压器。
串联型直流稳压电源.课件
输出电压不稳定可能是由于电源内部稳压电路故障、输出电容容量减小 或漏电等原因。应检查电源的稳压电路和输出电容，排除故障。
03
过热
电源过热可能是由于散热不良、负载过大或电源内部电路故障等原因。
应加强散热措施、减小负载或检查电源的内部电路，排除故障。
维护与保养
定期清洁
定期清洁电源外壳表面，保持清洁卫生。
高稳定性
随着电子设备在各个领域的广泛应用，对电源的稳定性要求也越来越高。串联型直流稳压 电源的高稳定性能够保证电子设备的稳定运行，提高设备的使用寿命和可靠性。
高可靠性
在许多关键领域，如医疗、航空航天、军事等，设备的可靠性至关重要。串联型直流稳压 电源的高可靠性能够保证在这些领域中设备的正常运行，避免因电源故障而引起的安全事 故。
检查保险丝
定期检查并更换电源的保险丝，确保电源的正常运行。
定期维护
定期对电源进行全面维护，包括清洁内部灰尘、检查连接线是否松 动或破坏、检查元件是否老化或破坏等。
串联型直流稳压电源的发展
06
趋势与展望
高效率、高稳定性、高可靠性
高效率
随着能源危机的加剧，节能减排成为全球共同关注的问题。串联型直流稳压电源的高效率 能够减少能源浪费，降低碳排放，符合绿色环保的发展趋势。
分类与用途
分类
根据输出电压的调节方式，串联型直流稳压电源可分为模拟式和开关式两类。模拟式稳压电源 通过连续改变调整管的导通程度来稳定输出电压，而开关式稳压电源则是通过改变调整管的开 关状态来调节输出电压。
用途
串联型直流稳压电源广泛应用于各种电子设备和仪器中，如通讯设备、测量仪器、计算机、医 疗器械等，为这些设备提供稳定的直流电源，保证其正常工作。
电子技术1
为了稳定输出电压，应按电压负反馈方式引入反馈，设输出电压
增加，FUo增加，比较放大器的输出UF减小，比较器方波输出toff增加，
调整管导通时间减小，输出电压下降，起到了稳压作用。稳定过程如下：
一、电容滤波电路
1．电路组成
电路由单相桥式整流电路、大容量电容C和负载RL组成，电路如图1.19 所示。
2．工作原理
（1）不接RL的情况。如图1.19所示桥式整流电容滤波电路中，开关S打开。
（2）接负载RL的情况。如图1.19所示桥式整流电容滤波电路中，开关S闭合。
（3）特点。电容滤波电路虽然简单,但输出直流电压的平滑程度与负载有关。
3．主要参数
（1）输出电压平均值Uo。经过滤波后的输出电压平均值Uo得到提高。工程上，一般按下式估算Uo与U2的关系：Uo=1.2U2
（2）二极管的选择。由于电容在开始充电瞬间，电流很大，所以二极管在接通电源瞬间流过较大的冲击尖峰电流，所以在实际应用 中要求：
二极管的额定电流为：
二极管的最高反向电压为：
在u2的负半周（～2）期间，变压器副边绕组的极性变为上“”下“+”，二
极管V承受反向电压截止，此时电流io≈0，负载上的电压uo≈0，变压器上的电 压u2以反向全部加到二极管上。 第二个周期开始又重复上述过程。
3．指标参数计算
4．特点
单相半波整流电路简单，元件少，但输出电流脉动很大，变压器利用率 低。因此半波整流仅适用于要求不高的场合。
四、串联型稳压电路
1. 电路结构
串联型稳压电路包括四大环节，其组成框图如图1.26所示。
2．稳压原理分析
输入3~10v输出恒定的5vdcdc输出电路-电路设计
DCDC电路设计一．题目设计一个PWM开关稳压电源。
要求：输入电压 1-2 V 升压 5-20V二．设计方案方案1：实验原理开关稳压电源原理如图和串联反馈式稳压电路相比，电路增加了LC滤波电路以及产生固定频率的三角波电压发生器和比较其组成的控制电路。
Vi为整流滤波电路输出电压，Vb 为比较器输出电压。
Vb>0时，三极管饱和导通，二极管D截止，电感储能，电容充电，。
而Vb<0时，三极管截止，滤波电感产生自感电势，二极管导通，于是电感中储存的能量向负载释放。
输出电压Vo位Vo=qV1,q为脉冲波形的占空比，故称脉宽调制开关稳压电源。
当Vf>Vref时，比较放大器输出电压Va为负值，Va与固定频率三角波电压Vt 相比较，得到Vb的的方波波型，其占孔比q<50%,使输出电压下降到预定的稳压值。
同理，V1下降，Vo也下降，Vf<Vref,Va为正值，Vb的占空比<50%，输出电压上升到预定值。
具体实验电路三角波发生器电路为方案2：DC/DC变换器的基本类型开关电源是进行交流/直流、直流/直流，直流/交流的功率变换的电源，其核心部分就是DC/DC变换器。
其工作原理：控制通/断电时间比可以改变的电子开关元件，将直流电能变换为脉冲状交流电能，然后通过储能元件或变压器对脉冲交流电能的幅度按人们的要求做必要的变换，再经平滑滤波器变为直流。
升压型变换器如图表1，当开关管VT导通时，电流经电感L和开关管入地，电感上的电压降左端为正，右端为负，随着电流的增大，储存于电感中的磁能增大；当开关管截止时，电感上的电压调转极性，左端为负，右端为正，二极管导通，电流对电容C充电。
可见，输出电压UO高于输入电压UI。
在VT导通，VD截止期，负载上的电流是有电容放电维持的。
在开关管和二极管导通时的电压降远比输入的电压小时，则在VT导通期间ILMAX=ILMIN+UI/L*ton在VT截止期间ILMIN=ILMAX－（UO－UI）/L*toff由以上二式可得UO=UI(ton-toff)/toff=1/(1-D)*UI图表 1a．b两点为输出电压u。
串联型稳压电路
当 R2 的滑动端调至最上端时，
UO 为最小值
U Omin
当 R2 的滑动端调至最下端时，
UO 为最大值，
U Omax
R1
R2 R2 R3 R3U NhomakorabeaZ
R1
R2 R3
R3
UZ
4.调整管的选择
一、集电极最大允许电流 ICM
I CM ≥
I Lm ax
二、集电极和发射极之间的最大允许电压 U(BR)CEO
如W7805 ，输出+5V；W7809 ，输出+9V 输出电流有三个等级：1.5A、0.5A（M）和0.1A（L）。
如W7805 ，输出+5V；最大输出电流为1.5A； W78M05 ，输出+5V；最大输出电流为0.5A； W78L05 ，输出+5V；最大输出电流为0.1A。
W79XX系列 —— 稳定负电压
过热保护
比较放大
10.5.3 集成稳压器电路
从外形上看，集成串联型稳压电路有三个引脚， 分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三 端稳压器。
固定式稳压电路：W78XX、W79XX。
可调式稳压电路：W117、W217、W317。
一、W78XX三端稳压器—— 稳定正电压
输出电压有七个等级：5V、6V、9V、12V、15V、 18V和24V。
)
REF
BE 3
R
I
3
2
U
UR T2
ln(
R 2
)
BE 3
R
R
3
1
＝U
T
UR T2
ln(
R 2
)
go
R
R
3
1
串联直流稳压稳压电路
2.1制作串联型稳压电源的目的要求
2.1.1基本要求
1、依据性能指标和器件状况，设计稳压电源电子电路，并计算器件参数确定选择器件。（含散热设计）；
2、以本工程训练为实例先学习Altium Designer基本知识，并运用其绘制电源原理图和PCB图；
3、掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作；
流程图如下：
方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电源
流程图如下：
1.2方案决定：
上面两种方案中，方案一功能最强大，但是由于制作繁琐和实验室条件和经济成本的限制，我们放弃方案一，因为它牺牲了成本来换取方便。所以从简单、合理、可靠、经济从简单而且便于购买的前提出发，我们选择方案二为我们最终的设计方案。
副边功率 P/vA
6. 元件清单............................................................17
7. 总结.......................................................18
8. 参考文献.......................................................19
Key word:Power supply,voltage regulator,rectifier,filter,protection
摘要.........................................................................1
目录.........................................................................3
第八章 直流稳压电源
4． 三端固定稳压器的功能扩展。 Ａ、扩流电路 把两个参数完全相同的 CW7800 系列的集成块并联，则最大输出电流 可扩展为 1.5 A 2。
Ｂ、输出电压可调电路 设稳压器输出电压 VX，即 VBA = VX，而 VA= VO VX 得 R2 R2 VO VX VO 解得 VO (1 )VX R1 R2 R1 可见，调节 R2 之值，即可调 VO 的值 。
解 设 VBE2 = 0.7 V，根据
VOmin R1 RP R2 (VBE2 VZ ) RP R2
则
VO min
R1 RP R2 1 0.2 0.68 (VBE2 VZ ) (0.7 7)V 16.5 V RP R2 0.2 0.68
VO K VO 电网电压不变 一般常用稳压系数 sr 和输出电阻 ro 这两个主要指标。其 数值越小，电路稳压性能越好。
[例题] 稳压电路，设额定输出电压 VO = 12 V，当负载 不变时，电网电压波动 10%，其输出电压变化量 VO = 45 mV ；若电网电压不变，负载电流由零变到最大值，其输出电 压变化量 VO = 108 mV。求稳压电源的电压调整率 KV 和电流 调整率 KI。
复习巩固——稳压二极管
1、稳压二极管又叫齐纳二极管。 2、文字符号：V 3、图形符号： 4、伏安特性曲线： 与普通二极管相似， 在反向击穿区，曲线 更陡峭！ 5、稳压二极管主要参数
开关电源基础知识介绍
开关电源基础知识介绍开关电源基础知识介绍现在电器化中常用的稳压电源有两大类：线性稳压电源和形状型稳压电源。
线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源。
它的优点是成本较低、稳压性能好、输出纹波小，它的缺点是工作效率较低，在中小功率应用场合用得较多。
形状型稳压电源是指开关电源中的调整管工作在截止区和饱和区。
它的工作状态就象普通机械开关一样，当调整管截止时相当开关断开，而调整管饱和导通时相当于开关接通。
这种起着开关作用的三极管我们就把它称为开关管，用开关管来稳定输出电源，我们就把它称为开关型稳压电源。
开关型稳压电源具有体积小、抗干扰能力强、损耗小、效率高、具有保护能力等优点。
计算机及其外部设备中，如计算机、打印机和显示器等都使用开关型稳压电源。
开关电源就其与负载联接的形式不同，可分为并联型和串联型两种。
并联型开关电源与串联型开关电源工作原理基本相同，电压调整范围也差不多。
它们主要区别在于：并联型开关电源，其电压输出端与电网间有开关变压器进行电路上的隔离，因此，机板上除与开关变压器初级相连的部分电路外，其余均不与市电相连，因此并联型号开关电源安全性好，容易与外界接口；而串联型号开关电源由于没有隔离变压器，整机的“地“有可能与电网火线相连，致使整机安全性差，不利于与外界接口。
并联型开关电源电路复杂，对开关管要求高，而串联型开关电源电路相对简单得多，成本也低。
开关电源就其开关管的被激励方式的不同，可分为自激式和他激式两种。
自激式开关电源由开关管、启动电路、反馈电路、稳压电路等组成，这种方式电路简单，稳压精度不高。
他激式开关电源中的开关管的工作状态是通过脉宽调制组件来完成的，这种方式虽然电路复杂，但具有稳压精度高、负载能力强等许多优点，现在电器设备中大多使用它源程序式开关电源。
在他激式开关电源中又可分为电压驱动型和电流驱动型两种。
电压驱动型是指通过电压驱动型脉宽调制组件驱动晶体开关管工作。
电流驱动型芯片有TL494、MC494等，在计算机电源中多使用电压驱动型脉宽调制组件。
稳压电路计算公式
稳压电路计算公式一、线性稳压电路（以串联型稳压电路为例）1. 输出电压计算。
- 在基本的串联型稳压电路中，输出电压U_o的计算公式为U_o=U_REF(1 +frac{R_2}{R_1})。
其中U_REF是基准电压源的电压，R_1和R_2是取样电阻。
- 例如，已知U_REF = 2.5V，R_1=1kΩ，R_2=1kΩ，则U_o=2.5×(1+(1kΩ)/(1kΩ)) = 2.5×2 = 5V。
2. 调整管的功耗计算。
- 调整管的功耗P_T等于管压降U_CE与流过调整管的电流I_C的乘积，即P_T=U_CEI_C。
在串联型稳压电路中，U_CE=U_i-U_o，I_C≈ I_L（负载电流）。
- 假设输入电压U_i=10V，输出电压U_o = 5V，负载电流I_L=1A，则U_CE=10 - 5=5V，P_T=5V×1A = 5W。
二、开关稳压电路（以降压型（Buck）开关稳压电路为例）1. 输出电压计算。
- 对于降压型开关稳压电路，输出电压U_o与输入电压U_i、开关管的导通时间T_on和开关周期T有关，其计算公式为U_o=U_ifrac{T_on}{T}。
这里frac{T_on}{T}也称为占空比D，所以U_o=U_iD。
- 例如，输入电压U_i=12V，占空比D = 0.5，则U_o=12×0.5 = 6V。
2. 电感电流计算（连续导通模式下）- 在连续导通模式下，电感电流的平均值I_L等于输出电流I_o。
电感电流的纹波Δ I_L可由公式Δ I_L=frac{U_o(1 - D)}{L f}计算，其中L为电感值，f=(1)/(T)为开关频率。
- 假设U_o=5V，D = 0.4，L = 100μ H，开关频率f = 100kHz，则Δ I_L=(5×(1 - 0.4))/(100×10^- 6)×100×10^{3}=(5×0.6)/(10)=0.3A。
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1 50
0.02
s
取 RLC
4 T 2
0.04 s
C 0.04s 1 000 F 40
18 2020/1/28
2．电感滤波电路
电感滤波适用于负载电流较大的场合。它的缺点是制 做复杂、体积大、笨重且存在电磁干扰。
2020/1/28
桥整流电感 滤波电路
19
12.2 稳压二极管稳压电路
当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得
到正弦波的负半周。
在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一
个方向的单向脉动电压。
单相全波整流电压的平均值为：
Uo
1
0
2U2 sin td(t) 2
2
U
2
0.9U2
9 2020/1/28
流过负载电阻RL的电流平均值为：
Io
ID
Io
0.45 U 2 RL
二极管截止时承受的最高反向电压为u2的最大值为：
U RM U 2M 2U 2
2020/1/28
6
2．单相桥式整流电路
7 2020/1/28
2020/1/28
单向桥式整流 电路工作波形
8
当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上单向半波整流电 路及工作波形
4 2020/1/28
输出整流电压的平均值为：
1
Uo 2 0
2U2 sin td(t)
2
U2 0.45U2
流过负载电阻RL的电流平均值为：
Io
Uo RL
0.45 U 2 RL
流经二极管的电流平均值与负载电流平均值相等为：
解得：
Rmax
U Imin U Z I Z min I O max
24 2020/1/28
又：
I Z min
U Im ax U z Rmin
I O min
（Izmax发生在输入电压最大、限流电阻最小和输 出电流最小时）
解得：
Rmin
U Imax U Z I Z max IOmin
2.限流电阻的选择 稳压管稳压限流电阻是不可少的。 选择限流电阻主要考虑稳压管工作电流的允许 范围Izmin ≤ Iz ≤ Izmax
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由于:
IZ
IR
IO
Ui
Uz R Io
所以: I Z min
U Imin U z Rmax
I O max
（Izmin发生在输入电压最小、限流电阻最大和输 出电流最大时）
I2
U2 RL
1.11U 2 RL
1.11Io
由以上计算，可以选择整流二极管和变压器。
11 2020/1/28
【注意】整流电路中的二极管是作为开关运用的， 整流电路既有交流量，又有直流量
输入（交流）——用有效值或最大值； 输出（交直流）——用平均值； 整流管正向电流——用平均值； 整流管反向电压——用最大值。
12.1 整流与滤波电路
12.1.1 直流稳压电源的组成
1 2020/1/28
整流：是将工频交流电转换为脉动直流电。 滤波：将脉动直流中的交流成分滤除，减少 交流成分，增加直流成分。 稳压：采用负反馈技术，对整流后的直流电 压进一步进行稳定。
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12.1.2 整流电路 【整流】利用具有单向导电性能的整流元件，将交流 电转换成单向脉动直流电的电路的过程称为整流。 【整流分类】 整流电路按输入电源相数：分为单相整流电路和三 相整流电路 整流电路按输出波形：分为半波整流电路和全波整流 电路。 目前广泛使用的是桥式整流电路。
变化对输出电压的影响
Ro
Uo Ui
Si
Uo 100% Uo
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o U _+ R o I Z I R I Z _ U R R U + _+
12.2.2 稳压二极管稳压原理 1.稳压原理
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稳压二极管工作在击穿状态，电流变化范围大 而电压几乎不变。通过负反馈用电阻R上的压降来 调整输出电压，使其达到稳定作用。输出电压Uo = Uz（稳压管的稳压值）。
一般选择Rmin ≤ R ≤ Rmax
12.3串联稳压电路
12.3.1 线性稳压电路概述
引起输出电压变化的原因是负载电流的变化和输 入电压的变化，将不稳定的直流电压变换成稳定 且可调的直流电压的电路称为直流稳压电路。直 流稳压电路按调整器件的工作状态可分为线性稳 压电路和开关稳压电路两大类。
16 2020/1/28
解：选二极管：
U2
UO 1.2
20 1.2
17
V
电流平均值：
ID
1 2 IO
1 UO 2 RL
1 2
20 40
0.25 A
承受最高反压：
U RM 2U 2 24 V
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选二极管应满足：IF= (2 -- 3) ID
T
1
f
Uo U2
全波：
U o 1.2U 2
为了获得较平滑的输出电压，一般要求：
RLC
(3 ~ 5) T 2
RL
(10
~
15)
1 C
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单相半波整流、电容滤波电路中，二极管承受的反 向电压为：
uDR uC u2
当负载开路时，承受的反向电压为最高。 【例1】 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40 Ω ，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择整流二极管及滤波电容。
12 2020/1/28
12.1.3 滤波电路 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的
不同，实现滤波，得到平稳的直流电源。滤波
通常是利用电容或电感的能量存储功能来实现
的。
1．电容滤波电路
电容滤波电路 及工作波形
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—般常用如下经验公式估算电容滤波时的输出 电压平均值：
半波：
Uo RL
0.9 U 2 RL
流经每个二极管的电流平均值为负载电流的一半：
ID
1 2
Io
0.45 U 2 RL
每个二极管在截止时承受的最高反向电压为u2的最大值：
URM U2M 2U2
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整流变压器副边电压有效值为：
U2
Uo 0.9
1.11U o
整流变压器副边电流有效值为：
12.2.1稳压电路的性能指标
1.输入调整系数Siu和电压调整率Su 输出电流和环境温度不变时，稳压电路输入电压变化 △Ui对输出电压的影响
Uo Siu Ui 100%
Su
Uo 100% Ui Uo
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2. 输出电阻Ro和电流调整率
输入电压和环境温度不变时，稳压电路由于负载