模电直流稳压电源资料
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模拟电子技术基础第十一章直流稳压电源资料
VO
VL
1 π
π
0
2V2
sin
td(
t)
22 π
V2
0.9V2
流过负载的平均电流为
Io
IL
2 π
2V2 RL
0.9V2 RL
二极管所承受的最大反向电压 VRmax 2 2V2
单相桥式整流电路的变压器中只有交流电
流流过，而半波和全波整流电路中均有直流分 量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率 较高，在同样的功率容量条件下，体积可以小 一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相 半波和全波整流电路，故广泛应用于直流电源 之中。
D3 D2
iL vL
iD2、4
R1
－
v2
2 V2
Tr
a ～220V
50Hz
电网 v1
v2
电压
b
D4 D1 D3 D2
＋ iL vL
R1
π
2π 3π 4π
O
ωt
iL iD1 iD3 iD2 iD4 iD1 iD3 iD2 iD4
Tr
～ D1～D4
～220V
50Hz
-
+
v1
v2
～
－ O
vL
2 V2
0.9V2
11 直流稳压电源
11.1 小功率整流滤波电路 11.2 线性稳压电路 11.3 开关式稳压电路
11.1 小功率整流滤波电路
11.1.1 单相桥式整流电路 11.1.2 滤波电路 *11.1.3 倍压整流电路
交流电网电压转换为直流电压的一般过程
电源变压器 整流电路
滤波电路
稳压电路
v1
～220V 50Hz
模电课程设计直流稳压电源
直流稳压电源设计1. 引言直流稳压电源是一种用于提供恒定直流电压输出的电子设备，广泛应用于各个领域的电子设备中。
本文将详细介绍直流稳压电源的设计过程，包括理论基础、电路设计、实验步骤和结果分析等。
2. 理论基础2.1 直流稳压原理直流稳压电源的基本原理是通过负反馈控制技术，使得输出端的电压保持在一个稳定值。
在负载变化或输入电源波动时，通过调节控制信号，使得输出端的电压不受影响。
2.2 稳压管稳压管是直流稳压电源中常用的元件，它能够根据输入端的变化自动调整其导通状态以保持输出端的恒定电压。
常见的稳压管有Zener二极管和三端稳压器。
2.3 变压器变压器是直流稳压电源中用于降低或升高交流输入电源的元件。
通过变换输入端的交流电压，可以得到所需的直流输出电压。
3. 电路设计3.1 输入端设计输入端设计包括交流输入电源的接入和滤波。
将交流输入电源通过变压器降压至所需的电压等级。
使用滤波电路对输入信号进行滤波，去除交流成分，得到纯净的直流信号。
3.2 稳压管设计稳压管是直流稳压电源中最关键的元件之一。
根据所需的输出电压和额定电流，选择合适的稳压管进行设计。
在稳压管前后分别加上适当的限流电阻和维护电阻，以保证稳定工作。
3.3 输出端设计输出端设计主要包括负载调节和过载保护。
通过连接合适的负载电阻，并在输出端加上过载保护元件，可以实现对输出端电流和功率的控制和保护。
4. 实验步骤4.1 确定需求和参数首先需要明确直流稳压电源的需求和参数，包括输出电压、额定电流、负载范围等。
4.2 选取元件和计算参数根据需求确定所需的元件，并进行参数计算。
包括变压器的变比计算、稳压管的选择和限流电阻的计算等。
4.3 绘制电路图根据元件选取和参数计算结果，绘制直流稳压电源的电路图。
4.4 搭建实验电路按照电路图，搭建实验所需的电路，连接各个元件。
4.5 调试和测试对搭建好的实验电路进行调试和测试，包括输入端、稳压管和输出端的工作状态检查。
模拟电子及技术基础课件-直流稳压电源
3
维修注意事项
需按照说明书进行操作，注意电源的安全性，尽量避免自行拆卸和修理。
直流稳压电源的发展趋势和展望
绿色环保
越来越多使用新能源技术，如 太阳能板、燃料电池等。
远程监控
结合远程监控与物联网技术， 可以实现电源的远程监控和管 理。
新型应用
在现代化实验室、医疗设备领 域等方面有广阔的应用前景。
直流稳压电源的原理和组成
原理
基于反馈控制原理，通过对负载电压进行反 馈来调节电源输出。主要由电源变压器、整 流电路、滤波电路、稳压器及反馈控制电路 组成。
组成
通常包括整流变压器、电感器、滤波电容、 功率管以及控制芯片等。特别是控制芯片的 更新换代，大大提高了稳定性和可靠性。
直流稳压电源的参数和规格
直流稳压电源
欢迎来到我的模拟电子及技术基础课件，今天我们将重点讲解直流稳压电源。
直流稳压电源的定义和作用
定义
直流稳压电源，指输出直流电的同时，能够在负 载、电源或环境等变化的情况下，保持被规定范 围内的电压恒定不变的电源。
作用
可以为各种电子设备和实验提供稳定的电源，防 止因电源不稳定而导致设备故障、实验误差等问 题。
直流稳压电源的选择和购买要点
1 用途需求
根据实际需求选择合适 的电压、电流和功率。
2 品牌质量
选择知名品牌，以保证 稳定性和可靠性。
3 售后服务
选择有完善售后服务和 技术支持的品牌，方便 日后维护。
直流稳压电源的维护和故障排除
1
日常维护
保持通风良好，定期更换滤波电容，检查输故障包括输出电压偏差、开关机故障、过压保护等，需要根据具体情况仔 细检查。
输出电压（V）
5 12 15 24
模电实验报告直流稳压电源
模电实验报告直流稳压电源
您好,关于模拟电路实验报告中的直流稳压电源部分,我们可以提供一些参考内容：
1. 实验目的：
掌握直流稳压电源的基本原理,设计并制作一个稳压电源电路,使用万用表测量电压稳定度及负载调节率,并记录实验数据。
2. 实验原理：
直流稳压电源电路由变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分组成。
变压器主要作用是将市电电压（一般为220V）降压为电路需要的低电压,同时也起到隔离交流电源的作用。
整流滤波电路主要作用是将交流电压转换为直流电压,并通过电容滤波去除交流信号中的纹波。
稳压电路主要作用是稳定输出电压,防止由于负载变化等原因导致输出电压波动。
3. 实验步骤：
a. 按照电路图自行设计一份直流稳压电源电路,并将电路图附在报告中；
b. 根据电路图,选好相应的电器件并进行焊接；
c. 将稳压电路的输出接到万用表上,测量输出电压稳定度及负载调节率；
d. 记录实验数据,并进行分析。
4. 实验数据：
在不同负载下,测得的输出电压及电压稳定度数据如下表所示：
负载电流（mA）输出电压（V）电压稳定度
10 5.00 ±0.01V
50 5.02 ±0.02V
100 5.05 ±0.03V
500 5.01 ±0.04V
由上表数据可以看出,随着负载电流增加,电压略有波动,但稳定度很高,波动范围较小。
5. 实验结论：
本次实验,我们成功设计并制作了一份直流稳压电源电路,并通过测量实验验证了输出电压稳定度较高,波动范围很小的结论。
这对于电子电路的实验和应用有很大的参考价值。
模电课件-第十章直流稳压电源
串联式稳压电路由基准电压、比较放大、取样 电路、调整元件和保护电路几部分组成。
基准电压：可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输 出电压UO的一部分和基准电压相比较。
比较放大器：可以是单管放大电路，差动放大电路， 集成运算放大器。
调整元件：可以是单个功率管，复合管或用几个功率管 并联。
因调整管与负载接成射极输出器形式，
可调式:
W117 负稳压W79XX
固定式 正稳压W78XX
注：型号后XX两位数字代表输出电压值
W7800系列输出电压额定值有: 5V、9V、12V 、18V、 24V等 。
三端稳压器的外形和方框图
固定式
可调式
二、W7800的应用
1. 输出为固定电压的电路 输出为固定正压时的接法如图所示。
1
+
W7800 3
随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应 用的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高, 使用灵活,价格低廉等优点。
最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公 共引出端,故称之为三端集成稳压器。
本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳 压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。
一、三端集成稳压器的分类
三端集成 稳压器
原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电 感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，
保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目 的。
10.3.1 电容滤波电路
一、滤波过程
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
基准电压：可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输 出电压UO的一部分和基准电压相比较。
比较放大器：可以是单管放大电路，差动放大电路， 集成运算放大器。
调整元件：可以是单个功率管，复合管或用几个功率管 并联。
因调整管与负载接成射极输出器形式，
可调式:
W117 负稳压W79XX
固定式 正稳压W78XX
注：型号后XX两位数字代表输出电压值
W7800系列输出电压额定值有: 5V、9V、12V 、18V、 24V等 。
三端稳压器的外形和方框图
固定式
可调式
二、W7800的应用
1. 输出为固定电压的电路 输出为固定正压时的接法如图所示。
1
+
W7800 3
随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应 用的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高, 使用灵活,价格低廉等优点。
最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公 共引出端,故称之为三端集成稳压器。
本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳 压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。
一、三端集成稳压器的分类
三端集成 稳压器
原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电 感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，
保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目 的。
10.3.1 电容滤波电路
一、滤波过程
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
模电 课件10.1 直流稳压电源概述
10.1 直流稳压电源概述
一、直流稳压电源的组成
电子电路工作时都需要直流电源提供能量， 电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的 仪器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直 流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成： 整流电路是将工频交流电转为具有直流电成 分的脉动直流电。 滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，采用负反馈技 术进一步稳定直流电压。 直流电源的方框图如图10.1所示。
二、直流稳压电源的分类和特点
1. 线性稳压电源
2. 开关型稳压电源
三、直流稳压电源的主要性能指标
1. 特性指标：包括额定输出电流、输出电压及其 调整范围、输入电压及其变化范围。
2. 质量指标：包括稳压系数、输出电阻、输出纹
波电压及纹波抑制比。
一、直流稳压电源的组成
电子电路工作时都需要直流电源提供能量， 电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的 仪器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直 流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成： 整流电路是将工频交流电转为具有直流电成 分的脉动直流电。 滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，采用负反馈技 术进一步稳定直流电压。 直流电源的方框图如图10.1所示。
二、直流稳压电源的分类和特点
1. 线性稳压电源
2. 开关型稳压电源
三、直流稳压电源的主要性能指标
1. 特性指标：包括额定输出电流、输出电压及其 调整范围、输入电压及其变化范围。
2. 质量指标：包括稳压系数、输出电阻、输出纹
波电压及纹波抑制比。
模电课程设计-直流稳压电源设计说明书
1 设计目的学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
2 设计任务及要求2.1简要说明在电子系统中，总是需要一种稳定输出电压大小的直流稳压电源，通常将这种电源称为可调直流稳压电源。
它输出电压V o恒定，又较大的输出电压。
2.2设计要求(1)设计任务：设计电源变压器，整流电路和稳压电路。
(2)主要技术指标：(3)输出电压：3~9v连续可调(4)输出电流:Iomax=800mA(5)输出电压变化量：(6)稳压系数：Sv<﹦0.0033 设计步骤设计将220V交流电转换为3—9V连续可调电源，有直流稳压电源原理，设计如下概要电路图1：图1 整体设计原理图3.1变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
原理演示图2 变压器基本原理图变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如图2-1）：当一次侧绕组上加上电压Ú1时，流过电流Í1，在铁芯中就产生交变磁通Ø1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势É1，É2，感应电势公式为：E=4.44fNØm式中：E--感应电势有效值f--频率N--匝数Øm--主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压Ú1和Ú2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（Í0），这个电流称为激磁电流。
当二次侧加负载流过负载电流Í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流Í0，一部分为用来平衡Í2，所以这部分电流随着Í2变化而变化。
直流稳压电源(模电)
2U 2U 2 / 2 S= ≈ 1.57 2U 2 / π
(8-4)
S越小，表明输出电压的脉动越小，整流电路性能越好。 越小，表明输出电压的脉动越小，整流电路性能越好。 越小 单相半波整流电路结构简单，只需一只整流二极管， 单相半波整流电路结构简单，只需一只整流二极管，但 输出 电压脉动大，平均值低。将其改进之后可得到单相全波整流电路。 电压脉动大，平均值低。将其改进之后可得到单相全波整流电路。
输出电压脉动系数为
U o 0.9U 2 Io = ≈ RL RL
(8-7)
4 2U 2 /(3π ) S= ≈ 0.67 2 2U 2 / π
(8-8)
第8章 直流稳压电源 8.2.3 单相桥式整流电路 （bridge rectifier circuit） 单相桥式整流电路 ） 1. 工作原理 工作原理 与单相全波整流电路相比，变压器次级无中心抽头， 与单相全波整流电路相比 ， 变压器次级无中心抽头 ， 但二 极管数目增加，由四个二极管V 构成整流桥。 极管数目增加 ， 由四个二极管 D1～ VD4构成整流桥。 VD1～ VD4 均为理想二极管， 均为理想二极管，仍设 u2 = 2U 2 sin ωt 。
第8章 直流稳压电源
（2） 输出电流平均值 o ） 输出电流平均值I
U o 0.45U 2 Io = ≈ RL RL
(8-3)
第8章 直流稳压电源 （3） 输出电压脉动系数 。除直流分量外，uo还有不同频率 ） 输出电压脉动系数S。除直流分量外， 的谐波分量。如第二项为基波，第三项为二次谐波， 的谐波分量 。 如第二项为基波 ， 第三项为二次谐波 ， 它们反映 的起伏或者说脉动程度。 了uo的起伏或者说脉动程度。 其中基波峰值与 输出电压平均值之比定义为输出电压 其中 基波峰值与输出电压平均值之比定义为输出电压 基波峰值 的脉动系数S（ 的脉动系数 （ripple factor），则半波整流电路的脉动系数为 ） 则半波整流电路的脉动系数为:
模拟电子技术基础10章直流稳压电源
开关稳压电源的优缺点
优点
效率高、功率密度大、动态响应速度 快、输出电压稳定性高。
缺点
电路复杂、对元件要求高、会产生较 大的电磁干扰。
04
集成稳压器
集成稳压器的分类与特点
线性集成稳压器
输出电压连续可调，调整速度快，纹波小，但效率较低。
开关集成稳压器
效率高，体积小，但输出电压不连续，纹波较大。
集成稳压器的工作原理与电路分析
线性集成稳压器
通过调整管和基准电压源的配合，实 现输出电压的连续调节。
开关集成稳压器
通过开关电源技术，实现高效能量转 换。
集成稳压器的应用实例
线性集成稳压器应用
用于需要连续可调的直流稳压电源，如音频放大器电源。
开关集成稳压器应用
用于需要高效率、小体积的直流稳压电源，如手机充电器。
05
直流稳压电源的设计与制作
压的稳定。
线性稳压电源通常具有较低的纹 波和噪声，输出电压精度较高。
线性稳压电源的组成与元件
输入滤波电路
用于滤除输入电压中的 谐波和噪声，保证电源
的稳定性。
调整管
用于调整输出电压，保 持输出电压的稳定。
输出滤波电路
反馈电路
用于滤除输出电压中的 纹波和噪声，提高输出
电压的稳定性。
用于将输出电压反馈到 调整管，实现自动调节。
在斩波过程中，开关稳压电源采用PWM（脉宽调制）或PFM（脉频调制）等控制 方式，实现对输出电压的精确调节。
开关稳压电源的输出电压稳定性高，动态响应速度快，适用于各种需要高效率、高 功率密度的电源应用场景。
开关稳压电源的组成与元件
开关稳压电源主要由输入滤波器、开 关管、开关变压器、输出整流滤波器
(最新整理)模拟电子技术基础第12章直流稳压电源的课件资料
V2是副绕组的电压有效值，f是电源频率（50Hz），Von是二极管的导通电压。
在v2的正半周内(v2>0)，二极管D导通。有：
vD0
vOv2
2V2si nt
iDiOvO/RL
2nt(2n1)
在v2的负半周内(v2<0)，二极管D截止。有：
iOiD0 vO0
(2n1)t2(n1)
2021/7/26 vDv2
0 t T 2
电容器C周而复始地进行充放电，负载上输出一个近似锯齿波的电压 vO，负载电压脉动程度大为减小，实现了输出电压的平滑。
显然，
2021/7/26
负载电压的脉动程度与时间常数
RLC
有关。
26
12.3.1电容滤波电路
特点：
A. 二极管的导电角 < ，
流过二极管的瞬时电流 很大。
B. 负载直流平均电压 VL 升高
常见的几种整流电路
电路
Io
u2
uL
整流电 压波形
整流电压 平均值
uL
0
t
VL0.4V 52
二极管平 均电流
IL
二极管反向
峰值电压
2V2
u2 Io u2 uL
uL
0
t
VL 0.9V2
IL 2
2 2V2
Io
u2
uL
uL
0
t
VL 0.9V2
IL 2
2V2
2整021流/7/2类6 型
半波
全波
桥式 18
12.2.3倍压整流
19
12.3 电源滤波电路
滤波：滤去无用信息，留下有用信息的电路。 对整流电路的滤波，一方面要尽量降低输出电压中的脉 动成份，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出 电压接近于理想的直流电压。 滤波器的基本组成元件是电容或电感。
在v2的正半周内(v2>0)，二极管D导通。有：
vD0
vOv2
2V2si nt
iDiOvO/RL
2nt(2n1)
在v2的负半周内(v2<0)，二极管D截止。有：
iOiD0 vO0
(2n1)t2(n1)
2021/7/26 vDv2
0 t T 2
电容器C周而复始地进行充放电，负载上输出一个近似锯齿波的电压 vO，负载电压脉动程度大为减小，实现了输出电压的平滑。
显然，
2021/7/26
负载电压的脉动程度与时间常数
RLC
有关。
26
12.3.1电容滤波电路
特点：
A. 二极管的导电角 < ，
流过二极管的瞬时电流 很大。
B. 负载直流平均电压 VL 升高
常见的几种整流电路
电路
Io
u2
uL
整流电 压波形
整流电压 平均值
uL
0
t
VL0.4V 52
二极管平 均电流
IL
二极管反向
峰值电压
2V2
u2 Io u2 uL
uL
0
t
VL 0.9V2
IL 2
2 2V2
Io
u2
uL
uL
0
t
VL 0.9V2
IL 2
2V2
2整021流/7/2类6 型
半波
全波
桥式 18
12.2.3倍压整流
19
12.3 电源滤波电路
滤波：滤去无用信息，留下有用信息的电路。 对整流电路的滤波，一方面要尽量降低输出电压中的脉 动成份，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出 电压接近于理想的直流电压。 滤波器的基本组成元件是电容或电感。
模电课件—10直流稳压电源b
主讲：刘童娜
输入电压波动
负载电流变化
输出电 压变化
(+)
(+) (+) (+)
UO
U F (U REF不变)
UB
UO
U CE
U F U REF
iC /mA
满足深度负反馈，根据虚短和虚断有
UF R 2 F R U O R1 2 U O U REF ( 1 所以输出电压
D4 D1
+
C
RL uL
u1
u2
D3 D2
解: (1)电路如图 则 U 2 30 V 25V 1.2 (2) 整流二极管的选择。 取 UL=1.2U2, ID＝0.5IL＝0.5×50＝25mA
模拟电子——直流稳压电源 每个二极管承受的最大反向电压
主讲：刘童娜
URM 2U 2 35V
设 u2
= 2U 2 sin t
+
-
模拟电子——直流稳压电源
主讲：刘童娜
2. 负载上的直流电压VL和直流电流IL的计算
用傅氏级数对桥式整流的输出 vL 分解后可得:
2 4 cos 4 4 cos cos 6 t L) 2 t uL 2U 4 t 2( 3 15 35
2次谐波
主讲：刘童娜
（3）流过二极管的平均电流：
ID = IL
+
D
1 2
+
uD
t 0 2
IL +
220V
u1
u2
RL u L -+
+
URM
（4）二极管承受的最高反向电压：
URM=
2v 2
模拟电子及技术基础课件-09-直流稳压电源
效率优化问题
总结词
效率优化是直流稳压电源中需要关注的重要问题，它关系到 电源的能耗和散热性能。
详细描述
效率优化问题主要是由于电源内部元件的损耗和线路中的电 阻引起的。为了解决这个问题，可以采取减小元件损耗、优 化散热设计、选用低阻元件等措施，以提高电源的效率，降 低能耗和散热成本。
05 直流稳压电源的发展趋势 与展望
优化方法
采用更精确的取样电路和比较放大 器、选择合适的储能元件和变压器 参数、优化控制算法以提高动态响 应速度。
注意事项
注意安全，避免短路和过载，确保 散热良好，注意电磁干扰的影响。
04 直流稳压电源的常见问题 与解决方案
电压波动问题
总结词
电压波动是直流稳压电源中常见的问题，它会导致输出电压不稳定，影响设备 的正常工作。
通过调整管的工作点，使电源 在负载电流变化时保持输出电
压恒定。
线性稳压电源的组成
包括调整管、取样电路、比较 放大器和输入输出变压器等部 分。
线性稳压电源的特点
电路简单，可靠性高，噪声小 ，成本低。
线性稳压电源的应用
适用于对输出电压精度要求不 高，负载电流变化不大的场合
。
开关稳压电源的设计与实现
开关稳压电源的原理
高电源稳定性的重要途径。
03
高可靠性
随着电子设备在各个领域的广泛应用，对直流稳压电源的可靠性要求也
越来越高。通过采用冗余设计、热管理和故障诊断等技术，提高电源的
可靠性，确保设备的安全稳定运行。
小型化、集成化、智能化
小型化
随着便携式电子设备的普及，直流稳压电源的小型化需求日益迫切。通过优化电路设计、 采用新型材料和制造工艺，减小电源的体积和重量，满足设备对紧凑型电源的需求。
(模拟电子技术基础教学课件)11.直流稳压电源
3
负载
连接到电源上，使用电源提供的稳定直流电压。
直流稳压电源的主要性能指标
1 输出电压稳定性
衡量输出电压的波动程度，稳定性越高，电源质量越好。
2 负载调整率
指输出电压对负载变化的响应速度，越快越好。
3 纹波电流和纹波电压
用来描述输出电压和电流的波动情况，越小越好。
直流稳压电源的应用领域
电子制造业
直流稳压电源
本课件将介绍直流稳压电源的定义、基本原理、分类、工作原理、主要性能 指标、应用领域，以及总结和展望。
直流稳压电源的定义
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压输出的电子设备，用于给其他电 子设备供电。
直流稳压电源的基本原理
直流稳压电源基于电子元件的控制电路，通过负反馈原理，使输出电压保持 恒定。
用于供电给各种电子设备，如电 脑、手机、电视等。
பைடு நூலகம்工业自动化
用于给各种自动化设备和机器供 电，提供稳定的电源。
科学研究
用于实验室中的科学研究设备， 如计算机、测试仪器等。
总结和展望
直流稳压电源在现代电子设备中起到了至关重要的作用，随着技术的发展， 电源的效率和稳定性将不断提高。
常见的直流稳压电源的分类
线性稳压电源
通过功率晶体调整电压，简单可靠，但效率较低。
开关稳压电源
采用开关电源技术，高效节能，但复杂度较高。
可调稳压电源
可以调整输出电压，适用范围广，但成本较高。
直流稳压电源的工作原理解析
1
输入电源
将交流电转换为直流电并滤波。
2
稳压电路
通过控制元件调整电压，使输出电压稳定在设定值。
(模拟电子技术基础)第22讲直流稳压电源
2
反馈回路
当输出电压与设定值有偏离时，反馈回路将信号传递给稳压器件进行调整。
3
输出电压
稳压器件通过调整电路参数来使输出电压达到设定值。
常见的直流稳压电源电路
线性稳压电路
开关稳压电路
线性稳压电路通过变址变压器、 整流电路和稳压电路实现稳压。
开关稳压电路通过开关器件和 滤波电路实现高效率的稳压。
集成稳压电路
稳压元件的分类和特点
线性稳压器
通过调节输出电压与输入电压之间的差值来实现稳压，具有简单、可靠的特点。
开关稳压器
通过开关器件切换来调节输出电压，具有高效率、小尺寸的特点。
集成稳压器
将稳压电路集成在芯片中，具有体积小、功耗低的特点，常用于集成电路中。
稳压电路的工作原理
1
参考电压
稳压电路通过参考电压来判断输出电压是否达到设定值。
直流稳压电源
直流稳压电源在电子技术中扮演着重要的角色，它能够提供稳定的直流电压 以供电子设备工作。
直流稳压电源的作用
直流稳压电源的作用是为电子设备提供稳定的直流电压，确保设备能够正常运行，避免过高或过低的电 压造成损坏。
直流稳压电源的基本组成部分
直流稳压电源由输入变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成，各部 分协同工作以实现稳定的电压输出。
通过实际调试和测试，不断优化电源性能 以满足设计需求。
直流稳压电源的应用范围
电子设备
广泛应用于各类电子设备，如通信设备、计 算机、工业控制系统等。
通信基站
稳压电源可用于通信基站的电池备份电源和 系统电源。
实验室仪器
为实验室仪器提供稳定的供电，保证实验数 据的准确性和稳定性。
医疗设备
模拟电子技术基础第10章直流稳压电源课件
保护电路
R
+
-
UO
RL
+
–
T1
IB1
T2
IC2
UR
UB
IO
比较放大环节
I
+
–
UI
10.4.2 集成稳压器中的基准电压和保护电路
a) 限流型过流保护电路
正常
工作区
O
UO
IO
IOmax
过流区
限流型过流保护电路的外特性如图
保护电路
R
+
-
UO
RL
+
–
T1
IB1
T2
IC2
UR
UB
IO
比较放大环节
I
+
–
UI
10.2.1 电容滤波
电容滤波时，整流二极管的选择
输出电压波形
ωt
π
2π
3π
4π
u2
ωt
O
输入电压
C放电
C充电
D截止
D导通
π
O
2π
3π
4π
uo
uc
开路时，
对全波而言:
当
对半波而言：
10.2.1 电容滤波
π
O
2π
3π
ωt
O
ωt
uC
u2
iD
iD1
iD3
iD2
iD4
IDM
uC
u2
整流二极管的最大反向电压：
可见半波整流输出的基波峰值为输出平均值的1.57倍，脉动较大。
10.1.1单相半波整流电路
5、 二极管的平均电流
因二极管的电流波形与负载电流相同
模电第10章直流稳压电源(康华光)
流过变压器的电流有效值I2: (用均方根式求)
I2＝1.11
Io
V2 RL
（1-9）
四. 整流电路的元件选择
1.二极管的选择 最大整流电流选择：
IoM＞1.1 ID 反向工作峰值电压选择：
VRWM＞1.1 VRM 2.变压器的选择 副边额定电压选择：
V2副＝1.1V2 容量选择：
SN＝V2副. I2
1
(2) LM117、 LM137稳压器的特点
3
LM117
2
+
1 1.2伏 I≈0 -
2 LM137 31 1.2伏
I≈0 +
（1-36）
(3) LM117、 LM137稳压器的典型接法
3 LM117 2 +
+
1(120~240) R1
Vi
Ci
_ 0.1µF
R2
Co 1µF
Vo _
Vo
1.2 R1
( R1
R2 )
通过调节R2改变输出电压Vo。
（1-37）
(4)同时输出正负电压的电路
Vo
1.2 R1
( R1
R2 )
=(1.2~21.2)V
（1-38）
本章小结
1.整流电路(利用二极管的单向导电性)
半波整流：VL=0. 45V2 全波整流：VL=0.9V2 桥式整流：VL=0.9V2 2.滤波电路
充电时间常数:
v2
t
Vo (半波+C)
t RD ——二极管导通时的电阻 RT ——变压器内阻
充=[RL//(RD+RT)]C 充小，充电很快。
（1-15）
i2
D iD
《模拟电路》直流稳压电源
第6章 直流稳压电源
6.2.3集成稳压电路
将线性串联稳压电源和各种保护电路集成在一起就得到了集成稳压器。由 于集成稳压电路具有体积小、可靠性高、使用方便、价格低廉等优点，所以目 前得到了广泛的应用。本节主要讨论W7800和W7900系列集成稳压器的应用。
6.2.3集成稳压电路
第6章 直流稳压电源
图3 电容滤波电路的输出特性曲线
6.1.3 电感滤波电路
当v2正半周时，D1、D3导电 ，电感中的电流将滞后v2。当负半
周时，电感中的电流将更换经由D2 、D4提供。因桥式电路的对称性和 电感中电流的连续性，四个二极管 D1、D3；D2、D4的导电角都是 180°。
第6章 直流稳压电源
图5 电感滤波电路的波形图
第6章 直流稳压电源
公共端是正
6.2.3集成稳压电路
3.输出为正、负电压的电路
第6章 直流稳压电源
6.2.3集成稳压电路
第6章 直流稳压电源
4.提高输出电压电路
图中，UXX: 为W78XX固定输出电压 ，显然：UO=UXX+UZ
第6章 直流稳压电源
6.2.3集成稳压电路
电阻R的阻值
5.扩大输出电流的电路
流过整流二极管的平均电流为：
ID
1 2
Io
0.5
A
因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流为1 A，最高反向
工作电压为100V。
重在对知识的理解，只有理解透彻才能真正掌握
第6章 直流稳压电源
6.1.3 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。电 容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。 电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。
模电-直流稳压电源共53页文档
(3)若 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果是： 正半周，情况同(2) → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏！
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 交流电压经整流后的输出是脉动直流，其中既有直
流成份又有交流成份。
滤波目的：滤掉整流输出电压中的交流成份，保留 其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。
vO
IO
VO RL
0.9V2 RL
0 .9V 2
iO
8 / 105
RL
vO
t
2V 2
t
t
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
4. 整流元件参数 二极管平均电流：
220VAC
D4
D1
v1
v2 D 3
1
D2
ID 2 IO
v2
2V 2
二极管最大反向电压：
VDRM 2V2
v D 1/3
滤波原理：滤波电路利用储能元件L或/和C构成低通 滤波电路（实质上是根据C两端的电压或L中的电流不 能突变或储能特性）, 滤掉（抑制）整流输出电压中的 交流成份，保留其直流成份，平滑输出电压波形。
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 常用滤波器结构：C型、LC型(倒L)、CRC型(P)
If RL=∞，放电iO= 0, 放电区间
vC将被充至v2峰值!
D1
D2 C
iO
iC
RL
vO
t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理 (a) v2 > vC : 桥堆导通，
13 / 105
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 交流电压经整流后的输出是脉动直流，其中既有直
流成份又有交流成份。
滤波目的：滤掉整流输出电压中的交流成份，保留 其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。
vO
IO
VO RL
0.9V2 RL
0 .9V 2
iO
8 / 105
RL
vO
t
2V 2
t
t
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
4. 整流元件参数 二极管平均电流：
220VAC
D4
D1
v1
v2 D 3
1
D2
ID 2 IO
v2
2V 2
二极管最大反向电压：
VDRM 2V2
v D 1/3
滤波原理：滤波电路利用储能元件L或/和C构成低通 滤波电路（实质上是根据C两端的电压或L中的电流不 能突变或储能特性）, 滤掉（抑制）整流输出电压中的 交流成份，保留其直流成份，平滑输出电压波形。
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 常用滤波器结构：C型、LC型(倒L)、CRC型(P)
If RL=∞，放电iO= 0, 放电区间
vC将被充至v2峰值!
D1
D2 C
iO
iC
RL
vO
t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理 (a) v2 > vC : 桥堆导通，
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(1) D2 或 D4断开，负 载电压波形如图。
220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
vO
RL
(2)若 D2 或 D4 接反，后果是： 正半周，D1D2或 D3D4导通，电流经 D1D2或 D3D4造成 电源短路，电流很大 → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏！
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10.1 小功率直流滤波电路
If RL=∞，放电iO= 0, 放电区间
vC将被充至v2峰值!
D1 iO
D2 C
iC
RL
vO
t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理 (a) v2 > vC : 桥堆导通，
电源同时给负载 RL和 C供充电，vC= vO= v2
(b) v2 < vC : 桥堆截止， C 对负载 RL 供放电， vC vO指数↓
(3)若 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果是： 正半周，情况同(2) → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏！
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 交流电压经整流后的输出是脉动直流，其中既有直
流成份又有交流成份。
滤波目的：滤掉整流输出电压中的交流成份，保留 其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。
vO
RL t
t
t
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。 试分析：
220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
vO
RL
(1) D2 或 D4断开时负载电压波形。
(2)若 D2 或 D4 接反了，后果如何？
(3)若 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果又如何？
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。
解： (1) D2 或 D4断开，负
载电压波形如图。
220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
v2
vO
vO
RL t
t
10 / 105
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。 解：
Guilin University of Electronic Technology
电子技术基础 A（模拟部分）
10：直流稳压 电源
10.1 小功率直流滤波电路 10.2 串联反馈式稳压电路 10.3 开关稳压电路* 10.4 SPICE仿真*
2 / 105
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1. 单相整流电路 10.1.2. 滤波电路 10.1.3. 倍压整流电路*
D4 v2 D3
D1 i iO
和三相整流等。 分析方法：把二极管当作理想元件处理，即正向导通电
阻为零，反向电阻为无穷大。
5 / 105
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
2. 工作原理 v2 正半周：D1、D3 导
通，D2、D4 截止。
v2 负半周：D2、D4 导 通，D1、D3 截止。
220VAC
D1
D4
滤波原理：滤波电路利用储能元件L或/和C构成低通 滤波电路（实质上是根据C两端的电压或L中的电流不 能突变或储能特性）, 滤掉（抑制）整流输出电压中的 交流成份，保留其直流成份，平滑输出电压波形。
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 常用滤波器结构：C型、LC型(倒L)、CRC型(P)
t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理
220VAC
D4
v1
v2 D3
(a) v2 > vC : 桥堆导通， 电源同时给负载 RL和 C 供充电，vC= vO= v2
v2 vCvO
2V2
(b) v2 <vC : 桥堆截止， C 对负载 RL 供放电， vC vO指数↓
v1
v2 D3
D2
v2
2V2
vO
iO
6 / 105
vO
RL
t
2V2
t
t
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
D1
220VAC
3. 主要参数计算
v1
整流平均电压 VO
VO
1 π
π 0
2V2sintd(t)
v2
D4 v2 D3
2V2
D2
22 π
V2
0.9V2
整流平均电流 IO
vO
3 / 105
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
1. 概述 小功率直流稳压电源的组成
变压
整流
滤波
交流
电源
v1
v2
t
v3 t
v4 t
稳压
负载
vo
t
t
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
1. 概述 整流电路的作用：将交流电压转变为脉动直流电压 整流原理：利用二极管的单向导电性 常见整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相
C
L
C
R
C1
C2
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理 (a) v2 > vC : 桥堆导通，
电源同时给负载 RL和 C 供充电，vC= vO= v2
220VAC
D4
v1
v2 D3
v2 vCvO
2V2
D1 i iO
D2 C
iC
RL
vO
充电区间
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。 解：
(1) D2 或 D4断开，负 载电压波形如图。
220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
vO
RL
(2)若 D2 或 D4 接反，后果是： 正半周，D1D2或 D3D4导通，电流经 D1D2或 D3D4造成 电源短路，电流很大 → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏！
D承受最高反压为*：
VDRM 2V2
220V
2V2
D1 i iO
D2 C
iC
RL
vO
t
i
iL t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
220VAC
2. 电容滤波器
v1
●电路特点
(a) vO的均值及其脉动度与
放电时间常数t =RLC 有关
IO
VO RL
0.9V2 RL
0.9V2
iO
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vO
RL
t
2V2
t
t
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
D1
4. 整流元件参数 二极管平均电流：
220VAC
D4
v1
v2 D3
ID
1 2
IO
v2
二极管最大反向电压：
D2 2V2
VDRM 2V2
vD1/3
iD2/4
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220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
vO
RL
(2)若 D2 或 D4 接反，后果是： 正半周，D1D2或 D3D4导通，电流经 D1D2或 D3D4造成 电源短路，电流很大 → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏！
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10.1 小功率直流滤波电路
If RL=∞，放电iO= 0, 放电区间
vC将被充至v2峰值!
D1 iO
D2 C
iC
RL
vO
t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理 (a) v2 > vC : 桥堆导通，
电源同时给负载 RL和 C供充电，vC= vO= v2
(b) v2 < vC : 桥堆截止， C 对负载 RL 供放电， vC vO指数↓
(3)若 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果是： 正半周，情况同(2) → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏！
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 交流电压经整流后的输出是脉动直流，其中既有直
流成份又有交流成份。
滤波目的：滤掉整流输出电压中的交流成份，保留 其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。
vO
RL t
t
t
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。 试分析：
220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
vO
RL
(1) D2 或 D4断开时负载电压波形。
(2)若 D2 或 D4 接反了，后果如何？
(3)若 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果又如何？
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。
解： (1) D2 或 D4断开，负
载电压波形如图。
220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
v2
vO
vO
RL t
t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。 解：
Guilin University of Electronic Technology
电子技术基础 A（模拟部分）
10：直流稳压 电源
10.1 小功率直流滤波电路 10.2 串联反馈式稳压电路 10.3 开关稳压电路* 10.4 SPICE仿真*
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1. 单相整流电路 10.1.2. 滤波电路 10.1.3. 倍压整流电路*
D4 v2 D3
D1 i iO
和三相整流等。 分析方法：把二极管当作理想元件处理，即正向导通电
阻为零，反向电阻为无穷大。
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
2. 工作原理 v2 正半周：D1、D3 导
通，D2、D4 截止。
v2 负半周：D2、D4 导 通，D1、D3 截止。
220VAC
D1
D4
滤波原理：滤波电路利用储能元件L或/和C构成低通 滤波电路（实质上是根据C两端的电压或L中的电流不 能突变或储能特性）, 滤掉（抑制）整流输出电压中的 交流成份，保留其直流成份，平滑输出电压波形。
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
1. 概述 常用滤波器结构：C型、LC型(倒L)、CRC型(P)
t
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理
220VAC
D4
v1
v2 D3
(a) v2 > vC : 桥堆导通， 电源同时给负载 RL和 C 供充电，vC= vO= v2
v2 vCvO
2V2
(b) v2 <vC : 桥堆截止， C 对负载 RL 供放电， vC vO指数↓
v1
v2 D3
D2
v2
2V2
vO
iO
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vO
RL
t
2V2
t
t
10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
D1
220VAC
3. 主要参数计算
v1
整流平均电压 VO
VO
1 π
π 0
2V2sintd(t)
v2
D4 v2 D3
2V2
D2
22 π
V2
0.9V2
整流平均电流 IO
vO
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
1. 概述 小功率直流稳压电源的组成
变压
整流
滤波
交流
电源
v1
v2
t
v3 t
v4 t
稳压
负载
vo
t
t
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.1 单相整流电路
1. 概述 整流电路的作用：将交流电压转变为脉动直流电压 整流原理：利用二极管的单向导电性 常见整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相
C
L
C
R
C1
C2
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10.1 小功率直流滤波电路
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理 (a) v2 > vC : 桥堆导通，
电源同时给负载 RL和 C 供充电，vC= vO= v2
220VAC
D4
v1
v2 D3
v2 vCvO
2V2
D1 i iO
D2 C
iC
RL
vO
充电区间
10.1.1 单相整流电路
思考题：
桥式整流电路如图。 解：
(1) D2 或 D4断开，负 载电压波形如图。
220VAC
D1
D4
v1
v2 D3
D2
vO
RL
(2)若 D2 或 D4 接反，后果是： 正半周，D1D2或 D3D4导通，电流经 D1D2或 D3D4造成 电源短路，电流很大 → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏！
D承受最高反压为*：
VDRM 2V2
220V
2V2
D1 i iO
D2 C
iC
RL
vO
t
i
iL t
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10.1.2 滤波电路
220VAC
2. 电容滤波器
v1
●电路特点
(a) vO的均值及其脉动度与
放电时间常数t =RLC 有关
IO
VO RL
0.9V2 RL
0.9V2
iO
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vO
RL
t
2V2
t
t
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10.1.1 单相整流电路
D1
4. 整流元件参数 二极管平均电流：
220VAC
D4
v1
v2 D3
ID
1 2
IO
v2
二极管最大反向电压：
D2 2V2
VDRM 2V2
vD1/3
iD2/4
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