模拟电子技术基础课件(康华光)第十章

（4）当VO ＝12 V、RL ＝150Ω，R2 ＝510Ω时，计算调整管T3 的功耗 PC3。
解：
VO 12V IL = = = 0.08 A = 80mA RL 150Ω VO 12V I R3 = = = 13.3mA R3 + Rp + R4 900Ω
I R2
VO − VZ1 12V − 6V = = = 11.7mA R2 510Ω
(a)电路图
(b)波形图
输出平均电压
1π 2 2 VO = V L = ∫ 2V 2 sin ω td(ω t ) = V 2 = 0 .9V 2 π0 π
流过负载的平均电流为
Io = IL =
2 2V2 0.9V2 = πL R 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。 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，通常对: 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。
V2 − VL Kr = = 0.483 VL
2 2
5. 最大反向电压
VRM = 2 V2
4. 平均整流电流
I D1 = I D3 = I D2 = I D4
V2 1 = I L = 0.45 2 RL
单相半波整流电路 单相整流电路除桥式整 流电路外，还有单相半波和 全波两种形式。单相半波整 流电路如图 (a)所示，波形 图如图 (b)所示。
扩展输出电压的应用电路
图中三端集成稳压器工作在悬浮状态，稳压电路的 输出电压为
R2 ) UXX +IQR2 Uo = ( 1 + R1 若R1、R2阻值较小，则可忽略IQ R2，于是 R2 Uo ＝ ( 1 + ) UXX R1 图 10.18 所示电路的缺点是：当稳压电路输入电压 Ui变
化时， IQ 也发生变化，这将影响稳压电路的稳压精 度，特别是R2较大时这种影响更明显。
输出电压变化量 ∆VO = K V ∆VI + Ro ∆I O + ST ∆T
∆VO 输入调整因数 KV = ∆VI
∆I O = 0 ∆T = 0
∆VO / VO 电压调整率 SV = × 100% ∆VI
∆I O = 0 ∆T = 0
稳压系数 输出电阻 温度系数
∆VO / VO γ = ∆VI / VI ∆VO Ro = ∆I O ∆VO ST = ∆T
∆I O = 0 ∆T = 0
∆VI = 0 ∆T = 0
∆ VI = 0 ∆T = 0
10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理 1 、线性串联型稳压电源的构成
线性串联稳压电源的工作原理可用下图来说明。 显然，VO =VI-VR，当VI 增加时，R 受控制而增加， 使VR 增加，从而在一定程 度上抵消了VI增加对输出电 压的影响。若负载电流IL增 加，R受控制而减小，使VR 减小，从而在一定程度上抵 消了因IL增加，使VI减小， 串联稳压电源示意图 串联稳压电源 对输出电压减小的影响。
所以 IC3＝IL＋IR3＋IR2 ＝105mA PC3＝VCE3×IC3 ＝（VA-VO）×IC3 ＝1.26W
10.2.3 三端集成稳压器
1. 输出电压固定的三端集成稳压器
（正电压 78× × 、负电压 79 × × ）
将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳 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，称为 三端集成稳压器。 1. 输出电压固定的三端集成稳压器 （正电压 78× × 、 负电压 79 × × ）
2、一种实际的串联式稳压电源
(1)结构
（2）工作原理
iC /mA 电压串联负反馈
(+) (+) (+)
输入电压波动 Q 负载电流变化
vCE/V
Q`
输 出 电 压 变 化
VB ↑
(+)
VO ↓ VO ↑
VF ↓ (VREF 不变 )
IC ↑
VCE ↓
R1 输出电压 VO = VREF (1 + ) R2
10.0 引言 10.1 小功率整流滤波电路 10.2 串联反馈式稳压电路
引言 直流稳压电源的作用：将交流电网电压转换为直流电 压，为放大电路提供直流工作电源。 组成
各部分功能 交流变脉动直流 变压器： 降压 整流：
滤除脉动 滤波：
稳压： 进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力 end
10.1 小功率整流滤波电路
可调输出三端集成稳压器的内部，在输出端和公共端之间 是1.25 V的参考源，因此输出电压可通过电位器调节。
VREF RP VO = VREF + RP + I a RP ≈ 1.25 × (1 + ) R1 R1
图示是W337可调负电压输出三端集成稳 压器应用电路。
（a）加保护二极管
（b）基本应用电路
图示电路是用W78XX和μA741组成的输出电压 可调的稳压电路。图中集成运放作为电压跟随 器使用，它的电源借助于三端集成稳压器的输 入直流电压。
输出电压可调电路
当电位器滑动端在最上端时，可得最大输出电压
R 1 + R 2 + RP U Uomax= R1
XX
当电位器滑动端在最下端时，可得最小输出电压 Uomin=
R 1 + R 2 + RP U R 1 + RP
XX
故输出电压调节范围为
R1 + R 2 + RP U XX ≤ Uo ≤ R1 + RP
R 1 + R 2 + RP U R1
XX
3、 扩展输出电流的应用电路 扩展输出电流的应用电路如图所示。
扩大输出电流电路
二. 可调式应用举例 三端可调输出集成稳压器的典型应用ห้องสมุดไป่ตู้路如图所示
（3）计算输出电压的调节范围。
解：
VREF
R1
R2
R3 + RP + R4 R1 VO＝ VREF (1 + ) ) = VZ 1 ( 1 R2 R4 + RP 2 R3 + RP + R4 R3 + RP + R4 VOmin = VZ1 ( ) = 9V VOmax = VZ1 ( ) = 18V R4 + RP R4
在实际电路中，可变电阻 R 是用一个三极管来 替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的 管压降VCE，VCE相当于VR。要想输出电压稳定，必 须按电压负反馈电路的模式来构成串联型稳压电 路。典型的串联型稳压电路如图所示。它由调整 管、放大环节、比较环节、基准电压源几个部分 组成。
串联型稳压电路方框图
end
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）电感电容滤波电路（倒L形） （c）Π形滤波电路
电容滤波电路
电容滤波的特点 A. 二极管的导电角 θ < π ， 流过二极管的瞬时 电流很大。 B. 负载直流平均电压 VL 升高 τd = RLC 越大， VL 越高
当 τd ≥（3 ∼ 5）
T 时， VL 2
电感滤波电路
图10.10 电感滤波电路
图10.11 波形图
名 称 半波整流
全波整流 电容滤波
桥式整流 电容滤波
桥式整流 电感滤波
VL(空载)
VL(带载)
二极管反向 最大电压
每管平均 电流
IL
0.5IL
0.5IL
0.5IL
2V2
2V2
2V2
2V2
0.45 2 V
1.2V2*
1.2V2*
0.9V2
2V2
（满足深度负反馈 FV =
VF R2 = ） VO R1 + R2
例10.2.1
（1）设变压器二次电压的有效值V2＝20 V，求VI＝？说明电路中
T1、R1、DZ2的作用； （2）当VZ1＝6 V，VBE＝0.7 V，电位器RP箭头在中间位置，不接负载电 阻RL时，试计算A、B、C、D、E点的电位和VCE3的值； （3）计算输出电压的调节范围； （4）当VO＝12 V、RL＝150Ω，R2＝510Ω时，计算调整管T3的功耗PC3。
(a)电路图
(b)波形图
1 π VO = V L = ∫ 2V2 sin ω td(ω t ) 2π0 2 = V2 = 0 .45V2 π
流过负载和二极管的平均电流为
2V2 0.45V2 ID = IL = = πL R RL
二极管所承受的最大反向电压 VRmax = 2V2
单相全波整流电路如 图 (a)所示，波形图如图 (b)所示。
（1）设变压器二次电压的有效值V2＝20 V，求VI＝？说明电路中T1、 R1、DZ2的作用；
解：
VI＝（1.1～1.2）V2
取 VI＝1.2V2
则 VI＝1.2V2＝1.2×20V＝24V
T1、R1和DZ2为启动电路
（2）当VZ1＝6 V，VBE＝0.7 V，电位器RP箭头在中间位置，不接负载 电阻RL时，试计算A、B、C、D、E点的电位和VCE3的值；
= ( 1.1 ∼ 1.2 )V2
当ＲL很小，即IL很大时，电容滤波的效果不 好，反之，当ＲL很大，即IL很小,电容滤波的效果 也很好，所以电容滤波适合输出电流较小的场合。 VL 随负载电流的变化
利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变 的性质，把电感Ｌ与整流电路的负载ＲL相 串联，也可以起到滤波的作用。 电感滤波电路如图 10.10所示。电感滤波的 波形图如图10.11所示。
10.1.2 滤波电路 (1)滤波的基本概念
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。经过滤波电路后，既可保留 直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变 了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系 数，改善了直流电压的质量。
解： VREF R1
VA＝VI ＝24 V VB＝VO＝ VREF (1 +
R2
R3 + RP + R4 R1 ) ＝12 V ) = VZ 1 ( 1 R2 R4 + RP 2 VC＝VD＝VZ1＝6 V VE＝VO＋2VBE＝12 V＋1.4 V＝13.4V
VCE3＝VA－VO＝24 V－12 V＝12 V
（b）金属封装外形图
（c）塑料封装外形图
（d）方框图
2. 可调式三端集成稳压器（正电压LM317、负电压 LM337 ） 输出电压
R2 VO = VREF (1 + ) R1
10.2.4 三端集成稳压器的应用
一、三端固定输出集成稳压器的应用电路
1、典型应用电路如图所示。
2、 扩展输出电压的应用电路 如果需要高于三端集成稳压器的输出电压， 可采用如图所示的升压电路。
2 2V2
2V2
2V2
*使用条件：
T τ d = RLC ≥ (3 ~ 5) 2
10.2 串联反馈式稳压电路
10.2.1 稳压电源的质量指标 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理 10.2.3 三端集成稳压器 10.2.4 三端集成稳压器的应用
10.2.1 稳压电源质量指标
输出电压
VO = f (VI , I O , T )
10.1.1 单相桥式整流电路 10.1.2 滤波电路
10.1.1 单相桥式整流电路
1. 工作原理 利用二极管的单向导电性
2.参数计算
1 π VL = ∫ 2 ⋅ V2 sin ωt ⋅ dωt π 0 2 2 = V2 ≈ 0.9V2 π
0.9V2 VL = IL = RL RL
3. 纹波系数