12整流、滤波及稳压电路(推荐文档)
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稳压电路有两种类型：
并联型
串联型
图12.4 稳压电路结构示意图
14
12.4.1 稳压二极管
稳压二极管是一种能稳定电压的特殊二极管。
符号：
特性曲线：
稳压管稳压时工作在反向击穿区。 在反向击穿区，特性曲线很陡峭。
稳压管的工作范围是在 IZmin IZmax 之间。UZ 称为稳 定电压。
15
12.4.2 并联型稳压电路
u1 u2
图12.4 桥式整流电容滤波电路
8
12.2.1 电容滤波电路
2．工作原理 整流输出的电压在向负载供电的同时，也给电容器充电。当充
电电压达到最大值 2U 2后，u2开始下降，电容器开始向负载电阻放 电。如果滤波电容足够大，而负载的电阻值又不太小的情况下，不 但使输出电压的波形变得平滑，而且输出电压Uo的平均值增大。
通过改变晶闸管触发脉冲 uG的控制角 ， 以改变晶闸管的导通角度 ，从而控制整
流输出电压的大小 uo。
12
12.3 *晶闸管单相可控整流电路
单相桥式半控整流电路的输出电压
平均值为： 1 cos
Uo 2 0.9U2 0， ，晶闸管处于全导通
状态，Uo 0.9 U2。
符号：
（b）塑料壳封装
CW7800 外部引线：管脚 1 为输入端，2 为输出端，3 为公共端。
18
12.4.4 集成稳压器
集成稳压器有两个系列
CW7800 系列
CW7900 系列
(1)CW7800 系列为正电压输出集成稳压器
CW7900 系列为负电压输出集成稳压器。
(2)两种系列的上部引线排列亦不相同，使用时要特别注意。
， 0，晶闸管处于全关断
状态，Uo = 0。
所以单相桥式半控整流输出直流电
压范围为：0 0.9U2 。
输出电流平均值为： Io Uo RL
(Uo
1
cos
2
0.9U 2
)
。
13
12.4 *稳压电路
利用调整元件(稳压二极管或晶体管)调节整流输出的直流 电压，使电网电压波动或负载变化时输出的直流电压稳定。
的稳压过程。
输出电压 UO 基本保持不变。
16
12.4.3 串联型稳压电路
调整元件 VT 与负载 RL 串联。 元件作用：
VZ：为调整管提供稳定的基极电位。
R：稳压管的限流电阻，并为 VT 的基极电流提供通路。
VT：调整元件，工作在放大区。
稳压过程： 当电源电压或负载变化引起输出电压下降时，
UO
VE VB 恒定 UBE (=VB – VE)
R ：限流电阻； RL： 负载电阻； VZ：调整元件；
UO：输出电压； IO：负载电流； UI：输入电压；
由于 VZ 与RL并联，所以称并联型。
UO = UI – RI = UI – R(IO + IZ)
当电源电压波动或负载变化引起输出电压变化时，并联型稳压电路
的稳压过程为：
UO
IZ
I
RI
同理可分析 UO下降时 UO
U 2U
RM
2
（12.4）
5
12.1 整流电路
[例] 某电气设备采用桥式整流电路整流，电源电压为220 V 交流 电，需要整流输出的电压为 6 V ，电流为 25 mA，试求整流二极 管参数。
6
12.2 滤波电路
观察与思考
7
12.2.1 电容滤波电路
整流电路输出电压向负载供电的同时，也给电容充电。利用电容 器的充、放电特性，使输出电压平滑。
(a) 为电容、电感构成的 Π 型滤波电路，(b) 为电阻、 电容组成的 Π 型滤波电路。
当负载电阻 RL 较大时，用电阻 R 代替体积大的电感 L，也可得到 较好的滤波效果。
11
12.3 *晶闸管单相可控整流电路
桥式半控整流电路： 用晶闸管取代桥式整流电路中两 个桥臂的整流二极管。 整流输出电压波形：
中等职业教育课程改革国家规划新教材配套多媒体资源
电工电子技术与技能（非电类少学时）
程周主编
1
12 整流、滤波及稳压电路
1 12.1整流电路 2 12.2滤波电路 3 12.3晶闸管单相可控整流电路 4 * 12.4稳压电路
2
12.1 整流电路
1.作用：整流电路是利用二极管或晶闸管的单向导电性将交流电变 换成直流电的电路。
负载两端电压的平均值与桥式整流电路同，为 Uo = 0.9U2
电感元件体积大，结构复杂，自身电阻也会引起直流电压和功率损 失。它适同于负载电流要求较大且负载变化大的场合。
10
12.2.3 多级滤波电路
为得到更好的滤波效果，将电感滤波和电容滤波混合使用，构 成多级滤波电路。
图12.6 型滤波电路
只要选择合适的电容器容量C和负载电阻RL的阻值就可得到良 好的滤波效果。图12.4（b）中曲线3、2、1是对应不同容量滤波电 容的曲线。在曲线2时，负载两端电压的平均值估算
Uo= 1.2U2 3．电容滤波电路负载变化不宜过大、无法向负载提供较大的电流
9
12.2.2 电感滤波电路
电感对整流电路输出电压中的交流 成分呈现较大的阻抗，对直流成分感抗为 零，因此，交流成分基本都降落在电感线 圈上，而直流成分则降压在负载电阻上， 从而负载上得到平滑的直流电。
输出电压 UO 基本保持不变。
UO
RLIC
IC
IB
反之，若 UO 增大，经电路的调节作用，会使 UO自动减小，使输出电 压近似不变。
17
12.4.4 集成稳压器
集成稳压器是用半导体集成技术将串联型稳压电路的元件集成在 一个芯片上。
优点是性能稳定可靠，使用方便、价格低廉。 常用的有三端式集成稳压器，外形：
(3)具体器件符号的“00”是用数字代替表示输出 电压值。如：
CW7805 CW9805
输出稳定电压+5 V； 输出稳定电压-5 V。
集成稳压管的连接电路：
外接 C1，C0 来完善电路性能。
19
20
4
12.1 整流电路
4．数学表达式 （1）负载上得到的电压 Uo 是输出电压波形在一个周期中的平均值:
22 Uo U2 0.9U2
（12.1）
（2）流过负载的电流：
Io
Uo RL
（12.2）
（3）流过每个二极管的平均电流：
1 ID 2 Io
（12.3）
（4）每个二极管承受的反向电压最大值：
2.单相桥式整流电路由变压器、四只接成电桥形式的二极管和负
载电阻组成。
电源变压器Tr起降 压、隔离市电电源的 作用。 二极管VD1~ VD4起 整流作用，所以称为 整流元件。
整流电路的负载电 阻为RL。
图12.1 桥式整流电路及整流波形
3
Байду номын сангаас 12.1 整流电路
3.桥式整流电路的工作原理 （1）输入电压为正半周时，A点电位最高，B点电位最低。VD1和VD3 正向偏置导通，VD2 和VD4反向偏置截止。电流通路为： A→VD1→RL→VD3→B。 （2）输入电压为负半周时，B点电位最高，A点电位最低。VD2和VD4 正向偏置导通，VD1和VD3反向偏置截止。电流通路为： B→VD2→RL→VD4→A。 （3）无论输入电压是正半周还是负半周，通过负载RL的电流方向始终 是从上向下的，波形如图12.1（b）所示。
并联型
串联型
图12.4 稳压电路结构示意图
14
12.4.1 稳压二极管
稳压二极管是一种能稳定电压的特殊二极管。
符号：
特性曲线：
稳压管稳压时工作在反向击穿区。 在反向击穿区，特性曲线很陡峭。
稳压管的工作范围是在 IZmin IZmax 之间。UZ 称为稳 定电压。
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12.4.2 并联型稳压电路
u1 u2
图12.4 桥式整流电容滤波电路
8
12.2.1 电容滤波电路
2．工作原理 整流输出的电压在向负载供电的同时，也给电容器充电。当充
电电压达到最大值 2U 2后，u2开始下降，电容器开始向负载电阻放 电。如果滤波电容足够大，而负载的电阻值又不太小的情况下，不 但使输出电压的波形变得平滑，而且输出电压Uo的平均值增大。
通过改变晶闸管触发脉冲 uG的控制角 ， 以改变晶闸管的导通角度 ，从而控制整
流输出电压的大小 uo。
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12.3 *晶闸管单相可控整流电路
单相桥式半控整流电路的输出电压
平均值为： 1 cos
Uo 2 0.9U2 0， ，晶闸管处于全导通
状态，Uo 0.9 U2。
符号：
（b）塑料壳封装
CW7800 外部引线：管脚 1 为输入端，2 为输出端，3 为公共端。
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12.4.4 集成稳压器
集成稳压器有两个系列
CW7800 系列
CW7900 系列
(1)CW7800 系列为正电压输出集成稳压器
CW7900 系列为负电压输出集成稳压器。
(2)两种系列的上部引线排列亦不相同，使用时要特别注意。
， 0，晶闸管处于全关断
状态，Uo = 0。
所以单相桥式半控整流输出直流电
压范围为：0 0.9U2 。
输出电流平均值为： Io Uo RL
(Uo
1
cos
2
0.9U 2
)
。
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12.4 *稳压电路
利用调整元件(稳压二极管或晶体管)调节整流输出的直流 电压，使电网电压波动或负载变化时输出的直流电压稳定。
的稳压过程。
输出电压 UO 基本保持不变。
16
12.4.3 串联型稳压电路
调整元件 VT 与负载 RL 串联。 元件作用：
VZ：为调整管提供稳定的基极电位。
R：稳压管的限流电阻，并为 VT 的基极电流提供通路。
VT：调整元件，工作在放大区。
稳压过程： 当电源电压或负载变化引起输出电压下降时，
UO
VE VB 恒定 UBE (=VB – VE)
R ：限流电阻； RL： 负载电阻； VZ：调整元件；
UO：输出电压； IO：负载电流； UI：输入电压；
由于 VZ 与RL并联，所以称并联型。
UO = UI – RI = UI – R(IO + IZ)
当电源电压波动或负载变化引起输出电压变化时，并联型稳压电路
的稳压过程为：
UO
IZ
I
RI
同理可分析 UO下降时 UO
U 2U
RM
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（12.4）
5
12.1 整流电路
[例] 某电气设备采用桥式整流电路整流，电源电压为220 V 交流 电，需要整流输出的电压为 6 V ，电流为 25 mA，试求整流二极 管参数。
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12.2 滤波电路
观察与思考
7
12.2.1 电容滤波电路
整流电路输出电压向负载供电的同时，也给电容充电。利用电容 器的充、放电特性，使输出电压平滑。
(a) 为电容、电感构成的 Π 型滤波电路，(b) 为电阻、 电容组成的 Π 型滤波电路。
当负载电阻 RL 较大时，用电阻 R 代替体积大的电感 L，也可得到 较好的滤波效果。
11
12.3 *晶闸管单相可控整流电路
桥式半控整流电路： 用晶闸管取代桥式整流电路中两 个桥臂的整流二极管。 整流输出电压波形：
中等职业教育课程改革国家规划新教材配套多媒体资源
电工电子技术与技能（非电类少学时）
程周主编
1
12 整流、滤波及稳压电路
1 12.1整流电路 2 12.2滤波电路 3 12.3晶闸管单相可控整流电路 4 * 12.4稳压电路
2
12.1 整流电路
1.作用：整流电路是利用二极管或晶闸管的单向导电性将交流电变 换成直流电的电路。
负载两端电压的平均值与桥式整流电路同，为 Uo = 0.9U2
电感元件体积大，结构复杂，自身电阻也会引起直流电压和功率损 失。它适同于负载电流要求较大且负载变化大的场合。
10
12.2.3 多级滤波电路
为得到更好的滤波效果，将电感滤波和电容滤波混合使用，构 成多级滤波电路。
图12.6 型滤波电路
只要选择合适的电容器容量C和负载电阻RL的阻值就可得到良 好的滤波效果。图12.4（b）中曲线3、2、1是对应不同容量滤波电 容的曲线。在曲线2时，负载两端电压的平均值估算
Uo= 1.2U2 3．电容滤波电路负载变化不宜过大、无法向负载提供较大的电流
9
12.2.2 电感滤波电路
电感对整流电路输出电压中的交流 成分呈现较大的阻抗，对直流成分感抗为 零，因此，交流成分基本都降落在电感线 圈上，而直流成分则降压在负载电阻上， 从而负载上得到平滑的直流电。
输出电压 UO 基本保持不变。
UO
RLIC
IC
IB
反之，若 UO 增大，经电路的调节作用，会使 UO自动减小，使输出电 压近似不变。
17
12.4.4 集成稳压器
集成稳压器是用半导体集成技术将串联型稳压电路的元件集成在 一个芯片上。
优点是性能稳定可靠，使用方便、价格低廉。 常用的有三端式集成稳压器，外形：
(3)具体器件符号的“00”是用数字代替表示输出 电压值。如：
CW7805 CW9805
输出稳定电压+5 V； 输出稳定电压-5 V。
集成稳压管的连接电路：
外接 C1，C0 来完善电路性能。
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12.1 整流电路
4．数学表达式 （1）负载上得到的电压 Uo 是输出电压波形在一个周期中的平均值:
22 Uo U2 0.9U2
（12.1）
（2）流过负载的电流：
Io
Uo RL
（12.2）
（3）流过每个二极管的平均电流：
1 ID 2 Io
（12.3）
（4）每个二极管承受的反向电压最大值：
2.单相桥式整流电路由变压器、四只接成电桥形式的二极管和负
载电阻组成。
电源变压器Tr起降 压、隔离市电电源的 作用。 二极管VD1~ VD4起 整流作用，所以称为 整流元件。
整流电路的负载电 阻为RL。
图12.1 桥式整流电路及整流波形
3
Байду номын сангаас 12.1 整流电路
3.桥式整流电路的工作原理 （1）输入电压为正半周时，A点电位最高，B点电位最低。VD1和VD3 正向偏置导通，VD2 和VD4反向偏置截止。电流通路为： A→VD1→RL→VD3→B。 （2）输入电压为负半周时，B点电位最高，A点电位最低。VD2和VD4 正向偏置导通，VD1和VD3反向偏置截止。电流通路为： B→VD2→RL→VD4→A。 （3）无论输入电压是正半周还是负半周，通过负载RL的电流方向始终 是从上向下的，波形如图12.1（b）所示。