第8章 直流稳压电源

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(3) 二极管承受的最高反向峰值电压URM。 当u2上 正下负时， VD1 、 VD3导通， VD2、 VD4截止， VD2 、 VD4相当于并联后跨接在u2上， 因此反向最高峰值为
U RM 2U2
（8-9）
单相桥式整流电路只比全波整流电路多用了两个二 极管， 由于二极管的反向耐压值要求较低， 因此电路 的效率较高。
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参数计算如下： (1) 输出平均电压Uo（av）。 这是指输出电压uo在一 个周期中的平均值， 即
U o ( av )
1
2
0
2U2 sintd (t)
2
0.45u2
（8-1）
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(2) 输出电流平均值Io（av）。 输出电流等于流过二 极管的电流， 两者的平均值也相等， 为
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8.1 概述 8.2 整流电路 8.3 滤波电路 8.4 线性稳压电路 8.5 开关稳压电源 8.6 单相可控硅整流电路 小结
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8.1 概 述
一般电子设备所需的直流稳压电源都由电网中的 50 Hz /220 V交流电转化而来。 图8-1为线性直流稳压 电源的结构框图。 可见50 Hz/220 V交流电经变压器变 压后， 被由二极管组成的电路整流成脉动的直流电， 再经滤波网络平滑成有一定纹波的直流电压， 对于性 能要求不高的电子电路， 滤波后的直流电压就可以应 用了， 但对于稳压性能要求较高的电子电路， 滤波后 再加一级集成稳压环节。 这样加到负载上的直流电压 纹波就非常低了。
Uo（av）≈1.2 U2
(8-11)
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例8-1 在单相桥式整流电容滤波电路中， 已知交流 电源的频率f=50 Hz， 要求输出直流电压40 V， 输出电 流40 mA。 试选择整流二极管及滤波电容。
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8.3.2 其他形式的滤波பைடு நூலகம்路
1． RC Π型滤波器
图8-6所示是RCΠ型滤波器。 图中C1电容两端电压 中的直流分量， 有很小一部分降落在R上， 其余部分 加到了负载电阻RL上； 而电压中的交流脉动， 大部分 被滤波电容C2衰减掉， 只有很小的一部分加到负载电 阻RL上。 此种电路的滤波效果虽好一些， 但电阻上要 消耗功率， 所以只适用于负载电流较小的场合。
I o ( av )
I D(av)
U o ( av ) RL
（8-2）
(3) 二极管承受的最高反向峰值电压URM。 u2负半 周时二极管截止， uD=u2， 因此
U RM 2u2
（8-3）
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(4) 脉动系数S。 由于输出是脉动的直流电压， 即 直流分量上还叠加着许多交流分量。 脉动系数S定义 为输出基波幅值UO1M与输出平均电压Uo（av）之比， 即
S UO1M U o ( av )
（8-4）
半波整流电路虽然电路结构简单， 但效率低， 输出 脉动大， 因此很少单独用作直流电源。
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8.2.2 单相全波整流电路 图8-3（a）为电阻性负载单相全波整流电路。 8-3
（b）为电路中电压、 电流波形。 电路中T为带中心抽 头的变压器， VD1、 VD2为整流二极管， RL为负载电阻。
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图8-4 单相桥式整流电路 （a） 电路图; （b） 简化画法; （c） 电压、 电流波形
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图8-4 单相桥式整流电路 （a） 电路图; （b） 简化画法; （c） 电压、 电流波形
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桥式整流电路各参数计算如下： (1) 输出平均电压Uo（av）。 由uo波形可知， 桥式整 流是半波整流的2倍， 即
经上述分析可知， 由于在二极管截止期间电容Ｃ
向负载电阻缓慢放电， 使得输出电压的脉动减小， 结
果平滑了许多。 输出电压平均值也得到了提高。 显然
RLC的值越大， 滤波效果越好， 当负载开路时
（RL=∞）， Uo(av) 2U2
波效果， 一般取
。 为了取得良好的滤
RLC
(3
~
5)
T 2
(8-10)
式中， T为交流电源的周期。 此时的输出电压平均值为
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图8-3 单相全波整流电路 （a） 整流电路图; （b） 电路中电压、 电流波形
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图8-3 单相全波整流电路 （a） 整流电路图; （b） 电路中电压、 电流波形
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按单相半波整流电路的分析方法， 可得输出电压 平均值、 输出电流平均值为单相半波整流的2倍， 二 极管中的平均电流值为
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图8-1 直流稳压电源框图
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8.2 整 流 电 路
8.2.1 单相半波整流电路 图8-2（a）为电阻性负载， 单相半波整流电路。
图8-2（b）为电路中电压、 电流的波形。 电路中T为 电源变压器， VD为整流二极管， RL为负载电阻。
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图8-2 单相半波整流电路 （a） 电路； （b） 工作波形
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8.3 滤 波 电 路
8.3.1 电容滤波电路 在整流电路中， 把一个大电容C并接在负载电阻
两端就构成了电容滤波电路， 其电路和工作波形如图 8-5所示。
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图8-5 桥式整流电容滤波电路及波形 （a） 电路; （b） 电压、 电流工作波形
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U o ( av )
2
2
U
2
0.9u2
（8-7）
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(2) 流过二极管的平均电流ID(av)。 由于VD1 、 VD3 和VD2、 VD4轮流导通， 因此流过每个二极管的平均电 流只有负载电流的一半， 即
I D(av)
1 2
I o ( av )
1 2
U o ( av ) RL
（8-8）
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图8-6 RCΠ型滤波器
I D(av)
1 2
I o ( av )
U o ( av ) 2 RL
二极管承受的最大反相电压为
（8-5）
U RM 2 2U2
（8-6）
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8.2.3 单相桥式整流电路 图8-4（a）为单相桥式整流电路， 图8-4（b）为习
惯画法， 其中VD1～ VD4为四个整流二极管， 也常称 之为整流桥。