第5章、直流稳压电源(维修电工初级理论)

5、整流二极管的使用
自冷
一般塑料封装的小电流整流二极管，靠管脚来散 热，使用时，管脚应保持在规定值以上。 大功率整
流二极管需加相应的散热装置。
冷却方式： 风冷 采用风冷或水冷的整流器件，起始工作时，必须按
先启动冷却装置，再启动整流装置；停止工作时，
先切断整流电路电源，再关闭冷却装置。水冷的整
水冷 流器件还应设有断水保护装置，以免停水时整流器
最大耗散功率PzM ：稳压管正常工作时所能承受的最大的耗散功率。
此外，还有动态电阻和温度系数。它们的参数值越小，稳压性能越好。
V1
V2
-+
+-
-
具有温度补偿作用的稳压管2DW230
二、简单稳压电路
1、电路组成 R
+
~
u2

+
IR
Iz
IL
+ C Ui RLV UL

-
简单稳压电路（又称“并联稳压电路”）
R
+
~
u2

C
Vz
+
RL
UL

简单串联稳压电路
当电网电压升高时，调整R使其增大；反之R减小。 当负载增大时，调整R使其减小；反之R增大。 R为调整元件
+
~
u2

R
+ UCE1 -
-
R1
V1
UBE1
+
C
+
Vz
RL
UL
Vz
Uz

-
简单串稳联压稳电压路电路
例用：一U个L↑工作在U放L↑大→状UB态E1的↓ （三极Uz管不代变替）R→—U—CE—1↑串→联UL稳↓压电路
U U U
L max
2
Ri R3 420RR4 P1(6下 R.)7P(UV)Z
1.2 1.2

300
300 300
0
300

6
18(V)
所以，输出电压的调节范围是：9V≤UL≤18V
+ Ui
-
调整管 +
比较放大电路 基准电路
串联稳压电路的组成框图
取
样
Uo
电
路
-
§5-5 集成稳压器
3、整流二极管的主要参数
（1）反向工作峰值电压URWM 习惯称作“额定电压 ”或“最大反向电压”。一般规定为二极管反向击穿电 压的1/2。 （2）正向平均电流IF（AV） 习惯称作 “额定电流” 或“最大整流电流”。指在规定环境和标准散热条件 下，允许连续通过的工频正弦半波电流的平均值。
4、整流二极管的检测
一、整流二极管 二、硅整流堆
一、整流二极管
1、整流二极管的结构及外形
结构同普通二极管，一般采用硅材料制造，它的反向电流很小， PN结的额定结温高，而且受温度影响小，PN结面积较大，允许通 过较大的电流，一般工作在频率为3KMz以下的电路中。
2、整流二极管的型号
2CZ、2DZ系列管子型号采用统一的国家标准进行命名，ZP 系列型号的意义如下：
概括为： UL↑→UCE1↑ UL↓
反之，概括为：
UL↓→UCE1↓ UL↑
3、输出电压的调节
当忽略V2管的基极电流时
U B2

R4 RP(下） R3 R4 RP
UL
忽略UBE2，上式整理得

R R R 3
4
P
U R R U L
4
P(下)
Z
改变抽头位置，即可调节输出电压UL的大小
-
-
晶体管串联稳压电路 基准电路
1、电路组成：
取样电路
U B2

R4 RP(下） R3 R4 RP
UL
比较放大电路 UBE2 UB2 Uz
基准电路 调整电路
2、稳压原理
当电网电压升高或RL增大时，输出电压有上升的趋势，其稳压过程如下：
UL↑→UB2↑→UBE2↑→IB2↑→UC2（UB1）↓→UCE1↑ （RL↓） UL↓
【例5-6】在带放大环节的串联稳压电路中，已知基准电压UZ=6V，
R1=RP=R2=300Ω，调整管的管压降UCE不小于2V，UBE忽略不计。求： （1）稳压电路输出电压UL的调节范围。 （2）RP滑动触点位于中点时的UL。
（3）为使调整管能正常工作，变压器二次侧电压有效值U2至少应取多少？
解：
（（2（）3）1R）因P滑当为动R三P触滑极点到管位最U于上CE中不端点小时时于，，2输V出，电要压求最稳小压电路输入电压至少为
U RR RR R U UUi=UL LLmmRai12nx3+RUPRC3E4P=2RR404PV4(下U≈) P1Z.2UZ 3201230003030003000330300300000 612(9V(V) )
变当压RP器滑二到次最侧下电端压时的，有输效出值电为压：最大
一、三端集成稳压器的型号和参数
1、三端固定输出集成稳压器
三端固定输出稳压器各管脚的功能
类型
功
管
能
脚
CW78××系列 3
1
11
输2入端
CW79××系列 3
公共端 2
2
塑料封装公共端
3
输出端
金属封输装入端
输出端
固定正压输出集成稳压器，国标型号为CW78--/CW78M--/CW78L-固定负压输出集成稳压器，国标型号为CW79--/CW79M--/CW79L--

V导通时给C 充电, V截止时C 向RL放电； 滤波后uL 的波形变得平缓,平均值提高。
动画
例5-5 在单相桥式电容滤波整流中，若要求直流输出电压6V, 负 载电流为60mA，试选择合适的整流二极管及滤波电容。
解:（1） 选二极管
变压器副边电压：
U2

UL 1.2

流过每只二极管的电流平均值:
6V 1.2
电 但稳路压特性点能：仍反较与之差简，，单U输稳L出压增电电大压路不相可比调，。稳压性能较好，带载能力增强了，
V1为调整管
三、晶体管串联稳调压整管电路
+ UCE1 -
+
-
R1
V1
UBE1
R2
+
V2
Ui
UB1C2（B1）
- UBE2 +
比较放大管
+
Vz
Uz
-
-
取样电路
+
R3
Rp
+ RL
UL
R4 UB2
输入负半周
iL +
2U 2 uL
uL
o

iF=iL
V4
V1
iL
o

u1 u2 V3
V2
+ RLuL

uD1
o
2U2
2 3 t
2 3 t 2 3 t
2 3
t
简化画法
+
~
u2

iL
+ RL uL

习惯画法
§5-2 整流器件的选用
整流器件是整流装置的核心和主体，正确选用整流器 件能够使整流装置在保证可靠运行的前提下降低成本。
2、稳压原理
（小1）结负：载利不用变稳，压管电电网流电的压变变化化，
引从起而U限达i↑→流到电稳UL阻压↑→的R两I目z端↑的→电。I压R↑的→变U化R↑，→UL↓ （2）电网电压不变，负载变化
特点：电路结构简单，设计制作
容易，但稳压性能较差，输出电 压受稳压管自身参数的限制。
RL ↓ →UL ↓ →Iz ↓ →IR ↓ →UR ↓ →UL↑
硅稳压管使用注意事项：
（1）在使用时，稳压管应反接。即稳压管的负极接电源的高电 位，而正极应接电源的低电位。
（2）电源电压高于稳压管的稳压值时，才起稳压作用。
（3）使用时，当一个稳压值不够时，可把多个稳压管串联使用， 但绝不可并联使用。
2、主要参数
稳定电压Uz：稳压管工作时它两端所呈现的电压。 最大稳定电流Izmax ：稳压管正常工作时允许通过的最大电流。 最小稳定电流Izmin ：稳压正常工作时允许通过的最小电流。 稳定电流Iz ：稳压管正常工作时，反向电流的参考数值。它介于 最大稳定电流和最小稳定电流之间。
型号中的××表示该电路输出电压值，分别为±5V，±6V，±9V， ±12V，±15V，±18V，±24V共七种
2、三端可调输出集成稳压器
展示外形 （外形同固 定输出的）
三端可调输出稳压器各管脚的功能
类型
管
功 能
脚
11 2
CW117/CW217/CW317 系列
输入3 端 1 2
调整端
CW137/CW237/CW337系列
第五章 直流稳压电源
电网 电压
电源 变压器
整流 电路
滤波 电路
稳压 负 电路 载
直流稳压电源的方框图 整流：将交流变为直流的过程。
滤波：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
稳压：使直流电源的输出电压稳定，消除由于电网电压波动、负载变 化等对输出电压的影响。
§5-1 整流电路 §5-2 整流器件的选用 §5-3 滤波电路 §5-4 稳压电路 §5-5 集成稳压器 §5-6 开关稳压电源简介
3、硅整流堆的主要参数
（1）额定反向峰值电压 （2）正向平均整流电流
4、硅整流堆的检测 5、硅整流堆的使用
§5-3 滤波电路
一、电容滤波 二、电感滤波 三、复式滤波电路 四、电子滤波电路
一、电容滤波
1. 电路和工作原理
+ V4
~
u2
V3
电容 充电
电容 放电
iL
V1
C
+
RL uL= uc
V2
四、电子滤波电路
RC-π型滤波电路中，R越大，滤波效果越好，+ 但同时在R上产生的电压损失也越大。
解决思路：
ui
当三极管工作在放大状态时，c与e间的直流电 -
阻RCE较小，而交流电阻rce却很大。
若用三极管代替电阻R，可解决电压损失与滤波 的矛盾。——电子滤波电路
R
+V
++
RuPi
C1 C2C2
RLRL uo uo
件温度过高而烧毁。
螺旋式 自冷
平板式 风冷
平板式 水冷
二、硅整流堆
硅整流堆 将硅整流器件按某种整流方式用绝缘瓷、环氧树脂和
外壳封装成一体，习惯上统称为硅堆。
1、硅整流堆的结构及外形
半桥
内部电气原理图 单相桥
三相桥
2、硅整流堆的型号
目前对各种硅整流堆尚无完全统一的命名标准,需参考有关生 产厂产品说明书。 大部分生产厂家按下述方法命名：
3 调整端 输2入端
3 塑料封装
输出端
金属封装 输出端
可调正压输出集成稳压器，国标型号为CW117--/CW117M—CW117LCW217--/CW217M--/CW217L--CW317--/CW317M--/CW317L-
二、 电感滤波
+
~ u2

L RL
整流后的输出电压： 直流分量被电感L 短路 交流分量主要降在L 上
负载电流越大，电感量越大，滤波效果越好
三、复式滤波电路
1.LC-Г型滤波电路
+
~
u2

L
C
RL
2. 型滤波
+
~ຫໍສະໝຸດ Baidu
u2

负载电流小时
L
C1、C2对交流容抗小
C1
C2 RL L 对交流感抗很大
RLC- 型滤波电路
IF
5V
1 2 IL

1 2
60

30m
A
每只二极管承受的最高反向电压：U Rm 2U2 1.414 5 7 V
选二极管应满足: IFM （2 3） IF
URM 2U2
可选: 2CZ82A（IF = 100mA， URM = 25V）
（2） 选滤波电容
电容的耐压： UC 2U2 1.41420 28V 因，IL=60mA 查表， 可选： 200 F, 耐压50 V 的电解电容
4、调整管的选用
（1）管压降UCE应适当，一般取3～8V
（2）极限参数应满足
ICM≥1.5ILM
U（BR）CEO≥Uimax-ULmin
PCM≥1.5ILmax U（BR）CEO
其中， Uimin——最小输入电压，考虑电网电压允许±10%的波动，Uimax=1.1Ui（V） ILM——最大负载电流（A） ULmin——最小输出电压（v）
一、三端集成稳压器的型号和参数 二、三端集成稳压器的应用
把串联稳压电路中的取样、基准、比较放大、调整和保护环节等 集成于一个半导体芯片上，构成集成稳压器。早期的集成稳压器外引 线较多，现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端（或 调整端），称为三端集成稳压器。
集成稳压器具有体积小、质量轻、使用方便、可靠性高等优点， 因而得到广泛应用。
稳压原理：反向电流在
△Uz
很大范围内变化时，其两端
电压却基本保持不变。
A
反向特性
Iz(mA)
正向特性
0
Izmin
uz（V）
V
符号
B
Izmax
为什么普通二极管不允许工作在反向击穿区，而稳 压二极管却工作在该区？
因为，稳压管是采用特殊工艺制造的硅二极管，它的PN结可承 受较大的反向电流和耗散功率，因此可以工作在反向击穿区。
3） 二极管最大反向电压 U Rm 2U 2
iF=iL
o uD
优点：结构简单，使用元件少
缺点：输出电压脉动小，电源利用率低
o

2U 2
2 3 t
2 3 t
2 3
t
2 3
t
2、单相桥式整流电路
（1） 工作原理
输入正半周
u2
2U 2
o
V4 u1 u2
V3
V1
RL
V2
- C1
-
-
RC-π型滤波电路
电子滤波电路
应用：整流电流不很大，但滤波效果 要求高的场合。
§5-4 稳压电路
一、稳压二极管的工作特性和主要参数 二、简单稳压电路 三、晶体管串联稳压电路
整流
滤波
稳压
由于电网电压波动或负载变化，输出直流电压也随之会发生变化。
一、稳压二极管的工作特性和主要参数
1、工作特性
§5-1 整流电路
一、单相整流电路 二、三相整流电路
一、 单相整流电路
1、单相半波整流电路
uD Ｖ
u2 2U 2
o

-
+
uL
~
u22
iF RL
uL –
2U 2
+
o
u2 2U2 sint
1） 整流输出电压平均值 U L 0.45U 2
2） 二极管平均电流
IF

IL

0.45U 2 RL