串联型开关稳压电路

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）
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。
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）。
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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

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。
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
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2
0.9U2
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流过负载电阻RL的电流平均值为：
Io
1 50

0.02
s
取 RLC

4 T 2
0.04 s
C 0.04s 1 000 F 40
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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。
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桥整流电感 滤波电路
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12.2 稳压二极管稳压电路
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。
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【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。
解得：
Rmax

U Imin U Z I Z min I O max
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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
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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：
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
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：
1．单相半波整流电路
单向半波整流电 路及工作波形
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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：
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
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6
2．单相桥式整流电路
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单向桥式整流 电路工作波形
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当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上得
到正弦波的正半周。
12.1 整流与滤波电路
12.1.1 直流稳压电源的组成
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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。