模拟电子技术基础10章直流稳压电源[1]
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电子技术精品课程模拟电路第10章 直流稳压电源 7页
+u2 u0
b-
D2 负载平均电流：
输出电压波形：
uo t
输出电压平均值：
U0=0.9U2
二极管承受的最高反向电压：
I0
U0 RL
0.9U2 RL
URM2 2U2
2019/10/22
回首页
9
10.2.3 单相桥式整流电路
第10章 直流电源
1、工作原理
+
T
u1
D4
u2
D1
D3
RL u0
D2
-
极管截止，u0会逐 渐下降。
2019/10/22
第10章 直流电源
D1 D3
C D2
S
RL
u0
t
RL接入
RL未接入 t
回首页
18
a
u1
u1
u2
b
整流电路输 出电压大于u0的 时间区间，才有 充电电流。因此 整流电路的输出 电流是脉冲波。
2019/10/22
D4
D1
D3
C
D2
u2
u0
第10章 直流电源
U0 RL
0.9U2 RL
uD4,uD2
uD3,uD1
uo
2019/10/22
t 二极管承受的最高反向电压：
t
URM 2U2
t
回首页
12
整流输出电压的脉动系数S
第10章 直流电源
用傅氏级数对全波的输出u0分解后可得:
u 02 U 2( 2 3 4 co 2 ts 1 4 5 co 4 t s
滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压
《模拟电子技术基础》第四版 习题答案10
第十章 直流电源自 测 题一、判断下列说法是否正确，用“√”“×”表示判断结果填入空内。
（1） 直流电源是一种将正弦信号转换为直流信号的波形变换电路。
（ ）（2） 直流电源是一种能量转换电路，它将交流能量转换为直流能量。
（ ）（3）在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。
（ ）因此，它们的整流管的平均电流比值为2:1。
（ ）（4）若U 2为电源变压器副边电压的有效值，则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为22U 。
（ ）（5）当输入电压U I 和负载电流I L 变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。
（ ）（6）一般情况下，开关型稳压电路比线性稳压电路效率高。
（ ） 解：（1）× （2）√ （3）√ × （4）√ （5）×（6）√二、在图10.3.1（a ）中，已知变压器副边电压有效值U 2为10V ，23T C L ≥R （T 为电网电压的周期）。
测得输出电压平均值U O （AV ）可能的数值为A. 14VB. 12VC. 9VD. 4.5V选择合适答案填入空内。
（1）正常情况U O （AV ）≈ ；（2）电容虚焊时U O （AV ）≈ ；（3）负载电阻开路时U O （AV ）≈ ；（4）一只整流管和滤波电容同时开路，U O （AV ）≈ 。
解：（1）B （2）C （3）A （4）D三、填空：图T10.3在图T10.3所示电路中，调整管为 ，采样电路由 组成，基准电压电路由 组成， 比较放大电路由 组成， 保护电路由 组成；输出电压最小值的表达式为 ，最大值的表达式为 。
解：T 1，R 1、R 2、R 3，R 、D Z ，T 2、R c ，R 0、T 3；)( )(BE2Z 3321BE2Z 32321U U R R R R U U R R R R R +++++++，。
第10章 直流稳压电源 电子技术(模拟部分)PPT课件
10 直流稳压电源
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
基本教学要求 6学时
• 1、熟练掌握单相整流电路、电容滤波电 路的工作原理及输出电压的估算。
• 2 、 串联反馈式稳压电路工作原理。 • 3、正确理解集成三端稳压器及使用方法。 • 4、了解整流电路的脉动系数和稳压电路
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。
例 （1）设变压器副边电压的有效值V2＝20 V，求VI＝？说明电路中T1、
1. 工作原理 利用二极管的单向导电性
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
10.1.1 单相桥式整流电路
2. 负载上的直流电压与电流：VL和IL
1π
VLπ0 2V2si ntdt
22 π
V2
0.9V2
IL
VL RL
0 .9V 2 RL
3. 纹波系数
Kr
V22 VL2 0.483 VL
所以 IC3＝IL＋IR3＋IR2
IR3
VO 1V 21.3mA R3RpR4 900
＝105mA PC3＝VCE3×IC3
IR 2 V OR 2 VZ115 V 2 1 60V 1.7 1mA
＝（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 ）
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
基本教学要求 6学时
• 1、熟练掌握单相整流电路、电容滤波电 路的工作原理及输出电压的估算。
• 2 、 串联反馈式稳压电路工作原理。 • 3、正确理解集成三端稳压器及使用方法。 • 4、了解整流电路的脉动系数和稳压电路
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。
例 （1）设变压器副边电压的有效值V2＝20 V，求VI＝？说明电路中T1、
1. 工作原理 利用二极管的单向导电性
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
10.1.1 单相桥式整流电路
2. 负载上的直流电压与电流：VL和IL
1π
VLπ0 2V2si ntdt
22 π
V2
0.9V2
IL
VL RL
0 .9V 2 RL
3. 纹波系数
Kr
V22 VL2 0.483 VL
所以 IC3＝IL＋IR3＋IR2
IR3
VO 1V 21.3mA R3RpR4 900
＝105mA PC3＝VCE3×IC3
IR 2 V OR 2 VZ115 V 2 1 60V 1.7 1mA
＝（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 ）
《模拟电子技术基础》目录
模拟电子技术根底主编：黄瑞祥副主编：周选昌、查丽斌、郑利君杨慧梅、肖铎、赵胜颖目录绪论第1章集成运算放大器1.1 抱负运算放大器的功能与特性抱负运算放大器的电路符号与端口抱负运算放大器的功能与特性1.2 运算放大器的反相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响加权加法器运算放大器的同相输入阐发闭环增益输入、输出阻抗有限开环增益的影响电压跟随器1.4 运算放大器的差分输入阐发1.5 仪表放大器1.6 积分器与微分器1.6.1 具有通用阻抗的反相输入方式1.6.2 反相积分器1.6.3 反相微分器1.7 运算放大器的电源供电1.7.1 运算放大器的双电源供电1.7.2 运算放大器的单电源供电本章小结习题第2章半导体二极管及其底子电路2.1 半导体根底常识2 本征半导体2 杂质半导体2 两种导电机理——扩散和漂移2.2 PN结的形成和特性2.2.1 PN结的形成2.2.2 PN结的单向导电性2.2.3 PN结的反向击穿2.2.4 PN结的电容特性2.3 半导体二极管的布局及指标参数2 半导体二极管的布局2 二极管的主要参数2 半导体器件型号定名方法2.4 二极管电路的阐发方法与应用2.4.1 二极管电路模型2.4.2 二极管电路的阐发方法2 二极管应用电路2.5 特殊二极管2.5.1 肖特基二极管2.5.2 光电子器件本章小结习题第3章三极管放大电路根底3.1 三极管的物理布局与工作模式3 物理布局与电路符号3 三极管的工作模式3.2 三极管放大模式的工作道理3.2.1 三极管内部载流子的传递3.2.2 三极管的各极电流3.3 三极管的实际布局与等效电路模型3.3.1 三极管的实际布局3.3.2 三极管的等效电路模型3.4 三极管的饱和与截止模式3.4.1 三极管的饱和模式3.4.2 三极管的截止模式3.5 三极管特性的图形暗示3.5.1 输入特性曲线3.5.2 输出特性曲线3.5.3 转移特性曲线3.6 三极管电路的直流阐发3.6.1 三极管直流电路的阐发方法3.6.2 三极管直流电路阐发实例3.7 三极管放大器的主要参数3.7.1 三极管放大器电路3.7.2 集电极电流与跨导3.7.3 基极电流与基极的输入电阻发射极电流与发射极的输入电阻电压放大倍数3.8 三极管的交流小信号等效模型3.8.1 混合∏型模型3.8.2 T型模型3.8.3 交流小信号等效模型应用3.9 放大器电路的图解阐发3.10 三极管放大器的直流偏置3.10.1 单电源供电的直流偏置3.10.2 双电源供电的偏置电路集电极与基极接电阻的偏置电路恒流源偏置电路3.11 三极管放大器电路3.11.1 放大器的性能指标3.11.2 三极管放大器的底子组态共发射极放大器发射极接有电阻的共发射极放大器共基极放大器共集电极放大器本章小结习题第4章场效应管及其放大电路4.1 MOS场效应管及其特性4 增强型MOSFET〔EMOSFET〕4 耗尽型MOSFET〔DMOSFET〕4 四种MOSFET的比较4 小信号等效电路模型4.2 结型场效应管及其特性4 工作道理4 伏安特性4 JFET的小信号模型4.3 场效应管放大电路中的偏置4 直流状态下的场效应管电路4 分立元件场效应管放大器的偏置4 集成电路中场效应管放大器的偏置4.4 场效应管放大电路阐发4 FET放大电路的三种底子组态4 共源放大电路4 共栅放大电路4 共漏放大电路4 有源电阻本章小结习题第5章差分放大器与多级放大器5.1 电流源5 镜像电流源5 微电流源比例电流源5.2 差分放大器差分放大器模型差分放大器电路差分放大器的主要指标差分放大器的传输特性5.2.5 FET差分放大器5.2.6 差分放大器的零点漂移5.3 多级放大器5 多级放大器的一般布局5 多级放大器级间耦合方式5 多级放大器的阐发计算5.4 模拟集成电路读图操练5.4.1 模拟集成电路内部布局框图5.4.2 简单集成运放电路道理通用型模拟集成电路读图操练集成运算放大器的主要技术指标集成运算放大器的分类正确选择集成运算放大器集成运算放大器的使用要点本章小结习题第6章滤波电路及放大电路的频率响应6.1 有源滤波电路6 滤波电路的底子概念与分类6 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器6.2 放大电路的频率响应6 三极管的高频等效模型6 单管共射极放大电路的频率特性阐发多级放大电路的频率特性本章小结习题第7章反响放大电路7.1 反响的底子概念与判断方法7 反响的底子概念7 负反响放大电路的四种底子组态反响的判断方法7.2 负反响放大电路的方框图及一般表达式7.2.1 负反响放大电路的方框图7.2.2 负反响放大电路的一般表达式7.3 负反响对放大电路性能的影响7.3.1 提高增益的不变性7.3.2 改变输入电阻和输出电阻7.3.3 减小非线性掉真和扩展频带7.4 深度负反响放大电路的阐发深度负反响条件下增益的近似计算虚短路和虚断路7.5 负反响放大电路的不变性问题负反响放大电路自激振荡及不变工作的条件负反响放大电路不变性的阐发负反响放大电路自激振荡的消除方法本章小结习题第8章功率放大电路8.1 概述8 功率放大电路的主要特点8 功率放大电路的工作状态与效率的关系8.2 互补对称功率放大电路8.2.1 双电源互补对称电路〔OCL电路〕8.2.2 单电源互补对称功率放大器〔OTL〕8.2.3 甲乙类互补对称功率放大器8.2.4 复合管互补对称功率放大器8.2.5 实际功率放大电路举例8.3 集成功率放大器8.3.1 集成功率放大器概述8.3.2 集成功放应用简介8.4 功率放大器实际应用电路OCL功率放大器实际应用电路OTL功率放大器实际应用电路集成功率放大器实际应用电路功率放大器应用中的几个问题本章小结习题第9章信号发生电路9.1 正弦波发生电路9.1.1 正弦波发生电路的工作道理和条件9.1.2 RC正弦波振荡电路9.1.3 LC正弦波振荡电路9.1.4 石英晶体正弦波振荡电路9.2 电压比较器单门限电压比较器迟滞比较器窗口比较器集成电压比较器9.3 非正弦波发生电路9.3.1 方波发生电路9.3.2 三角波发生电路9.3.3 锯齿波发生电路集成函数发生器简介本章小结习题第10章直流稳压电源10.1 引言10.2 整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相全波整流电路10.2.3 单相桥式整流电路10.3 滤波电路10.3.1 电容滤波电路10.3.2 电感滤波电路10.3.3 LC滤波电路Π型滤波电路10.4 线性稳压电路10.4.1 直流稳压电源的主要性能指标10.4.2 串联型三极管稳压电路10.4.3 提高稳压性能的办法和庇护电路10.4.4 三端集成稳压器10.5 开关式稳压电路10.5.1 开关电源的控制方式10.5.2 开关式稳压电路的工作道理及应用电路10.5.3 脉宽调制式开关电源的应用电路本章小结习题。
第十章 直流电源答案
科目:模拟电子技术题型:填空题章节:第十章 直流电源难度:全部-----------------------------------------------------------------------1. 稳压电路的主要作用是 稳定输出电压 。
2. 在直流电源中，在变压器副边电压相同的条件下，若希望二极管承受的反向电压较小,而输出直流电压较高，则应采用 倍压 整流电路。
3. 在直流电源中，负载电流若为200mA ，则宜采用 电容 滤波电路。
4. 在负载电流较小的电子设备中，为了得到稳定的但不需要调节的直流输出电压，则可采用 硅稳压或硅二极管 稳压电路或集成稳压电路。
5. 为了适应电网电压和负载电流变化较大的情况，且要求输出电压可以调节，则可采用 串联 晶体管稳压电路或可调的集成稳压器电路。
6. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电感 滤波选用大电流负载。
7. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电容 滤波的直流输出电压高。
8. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，调整管处于 放大 工作状态。
9. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，若要求输出电压为18V ，调整管压降为6V ，整流电路采用电容滤波，则电源变压器次级电压有效值应为 20 V 。
10. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，则输出电压的平均值 U 0 = 0.9 U 2 。
11. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，加入电容滤波器后，则输出电压的平均值 U 0 = 1.2U 2 。
12. 小功率直流电源一般由电源变压器、 整流 、滤波、稳压四部分组成。
13. 直流电源能将电量变为直流电量，实质上是一种 能量 转换电路。
14. 单相半波整流电路和桥式整流电路相比，在变压器次级电压相同条件下， 桥式整流 电路的输出电压平均值高了一倍。
15. 若变压器次级电压有效值为U 2，每个整流管的反向峰值电压记作U RM ，则半波整流电路的U RM = 22U 。
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
第10章 直流稳压电源
+
uc
+
4
D4
D1
+
220V u1
u2 3
1
C
u L
D3
D2
2
+
-
u2＞ uC时：
u2
+
二极管导通，C充电
u2＜ uC时： 二极管截止，C放电。 uL 由于RL=∞，无放电回 路，所以uC保持。
t uc=uL
t
（2）接入RL（且RLC较大）时
+
220V u1
D4
u2 3
4
D1
1
D3
D2
+
uc C
2
当输出电流大于三端稳压器的输出电流时，使R 2上的压
降变大，T
u
1导通。 R1
I O=I+IC1 T1
IC1
Ui
T2
R2
I IO
W7815
C1
C2 UOu
４. 输出电压可调
由：
UO
UO
R2 R1 R2
UXX
可得：
U0
(1
R2 R1
)
U
XX
u
1 W7812 3
Ui
2
C1
∞
+
+-
u
UO R1
UR
(2)当负载电流变化时
稳压过程：
IL
Uo
IZ
Uo
I
+
+
Ui -
+
R Uz
IZ
Dz
IR UR
+
IL +
模拟电子技术 10 直流稳压电源
Iadj
I1 adj O I2
R2 VO = VREF (1 + ) R1
10.2.4 三端集成稳压器的应用
1. 固定式应用举例
C1和C2的作用: 实现频率补偿 C3的作用: 减小低频干扰 D的作用: 防止输入端短路
W7800系列稳压器外形及接线图 系列稳压器外形及接线图 +10V
+
1
W7805
特点: 特点 输出电压高,纹波电压小,二极管使用效率高, 但二极管用得太多. 市场上常用整流桥堆
QL51A—G QL62A—L 额定电流为2A,最大反向电压为25V—1000V
10.1.2 滤波电路 滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
滤波电路的结构特点: 并联, 滤波电路的结构特点 电容与负载 RL 并联,或 电感与负载R 串联. 电感与负载 L串联. L C RL RL
2 2
π
V2 ≈ 0.9V2
VL 0.9V2 IL = = RL RL
3. 纹波系数
V2 VL Kr = = = 0.483 VL VL VLγ
2 2
4. 平均整流电流
I D1 = I D3 = I D2 = I D4
V2 1 = I L = 0.45 2 RL
5. 最大反向电压 VRM = 2 V2
u1
u1
u2
D4 D1 D3 C D2 u2
S uo RL
b
充电电流
只有整流电路输 出电压大于u 出电压大于 c时, 才有充电电流. 才有充电电流. 因此二极管中的 uo 电流是脉冲波. 电流是脉冲波.
t
二极管中的 电流
t
模拟电子技术)第10章直流电源
智能化与数字化控制
智能监控与管理
随着物联网和云计算技术的发展，直流电源的智能化监控与 管理已成为趋势。通过集成传感器和通信模块，实现电源状 态的实时监测和远程控制，提高电源管理的便捷性和效率。
数字化控制
数字化控制技术为直流电源提供了更加灵活和精确的控制方式。 通过采用数字信号处理器（DSP）或可编程逻辑控制器（PLC）， 实现对电源的参数调整、故障诊断和自动校准等功能。
类型
根据滤波效果的不同，可 分为电容滤波、电感滤波 和复合滤波。
稳压电路
作用
类型
保持输出电压的稳定，不受输入电压 和负载变化的影响。
根据稳压方式的不同，可分为串联型 稳压电路和并联型稳压电路。
工作原理
通过负反馈和比较电路，实时监测输 出电压的变化，并调整整流和滤波电 路的参数，以保持输出电压的稳定。
分布式直流电源系统的应用场景
分布式直流电源系统适用于对供电可靠性要求极高，负载电流变化大且需要扩展的场合， 如数据中心、通信基站等。Βιβλιοθήκη 03直流电源的基本组成
电源变压器
作用
将交流电转换为适合整流电路的 电压。
工作原理
利用电磁感应原理，通过改变输入 交流电的匝数比，实现电压的变换。
类型
根据使用需求，可选择不同的变压 器类型，如单相、三相变压器等。
高效率与高功率密度
高效能转换
随着电力电子技术的不断进步，直流电源的高效率转换已成为可能。通过采用 先进的拓扑结构和控制算法，提高电源的转换效率，减少能源浪费。
高功率密度
为了满足便携式设备和分布式电源系统的需求，直流电源需要具备更高的功率 密度。通过优化电路设计和材料选择，减小电源体积，提高单位体积的功率输 出。
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
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RLC不同时的uO的波形
主要参数：
一般取： RLC
１．输出电压平均值
(3
5)
T 2
(T:电源电压的周期)
近似估算: UＯ（ＡＶ）=1.2U2
为了获得较好的滤波效果，在实际电路中，应选择 滤波电容的容量满足RLC=（3～5）T／2的条件。
由于采用电解电容，考虑到电网电压的波动范围为 ±10％，电容的耐压值应大于 1.1 2U2。在半波整流电路 中，为获得较好的滤波效果，电容容量应选得更大些。
• 缺点： 二极管数量，损耗较大。
利用桥式整流电路实现正、负电源
u2正半周时: u2负半周时：
D1 、D3导通， D2、D4截止 D2、D4 导通， D1 、D3截止
例题：如图所示，已知变压器副边电压有效值为30V， 负载电阻为100Ω，试问：
（1）负载电阻上的电压平均值和电流平均值各为多少。 （2）电网电压波动范围是±10%，二极管承受的最大
2U 2 2 2U 2 2 2U 2 +– +– +–
+– 2 2U2
+– 2 2U2
10.3.2 电感滤波电路
组成: 在桥式整流电路与负载间串联电感L。
L
+
4
+
D4
D1
+
220V u1
u2 3
1
D3
D2
+
2
RL u L -
+
对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上
对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在电感上。 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。
2U 2
0.45U 2
2。输出电流平均值Io ：
IO( AV )
UO( AV ) RL
0.45U 2 RL
脉动系数S： 整流输出电压的基波峰值与输出电压平均值之比。
S UO1M UO( AV )
单相半波整流电路
S UO1M U2 / 2 1.57
UO( AV )
2U2 /
查电路书的傅利叶级数的基波
整流平均电压和最高反向工作电压至少为多少？
解：1。负载上电压平均值：
UO( AV ) 0.9U2 0.9 30 27V
负载上电流平均值：IO( AV )
0.9U 2 RL
27 100
0.27 A
2。二极管承受的最高反向电压：
URmax 1.1 2U2 1.11.414 30 46.7V 二极管流过的最大整流平均电流：
解： 因为：UＯ（ＡＶ）=1.2U2
RLC
≥(3
~
5) T 2
RL
UO( AV ) I L( AV )
150则C
(3 ~ 5) 1 • 1 50 2 150
≈200 ~
333F
U2
=
UO( AV ) 1.2
= 12.5V
U > 1.1 2U2 ≈19.5V
实际可选取容量３００μＦ／２５Ｖ的电容作滤波电容
IF
1.1IO( AV ) 2
1.1 0.27 2
0.15A
10.7 电路如图所示，变压器副边电压有效值U21＝50V，U22＝20V。试问： （1）输出电压平均值UO1（AV）和UO2（AV）各为多少？ （2）各二极管承受的最大反向电压为多少？ 解：（1）两路输出电压分别为 UO1≈0.45（U21＋U22）＝31.5V UO2≈0.9U22＝18V
IZ
Dz
+
IL +
RL
Uo -
+
U Lmin U Z Rmax
I Lmax
IZ
Rmax
U Lmin U Z I Z I Lmax
（2）当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极
管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出稳压电
阻的最小值。即
I R Uz
+
+
+
IZ
IL +
Ui
Dz
-
(1)求解Ｒ的取值范围.
(2)若R=250Ω,则稳压系数和输出电阻各为多少?
解 : Rmax
U Lmin U Z I Z I Lmax
15 6 103 5 20
360
Rmin
U Lmax U Z I ZM I Lmin
15 6 103 180 40 10
Uo
输出电压平均值UO（AV） 输出电流平均值IL（AV） 二极管的平均电流ID（AV）
所承受的最大反向电压UR
UO(AV) 0.9U 2
I L(AV)
0.9U 2 RL
ID
0.45U 2 RL
UR 2 2U2
10.2.2 单相桥式整流电路
一、组成：由四个二极管组成桥路
习惯画法 简化画法
集成硅整流桥：
生命中的大石头
• 时间管理专家为学生上课 • 做个小测验－－瓶子 • 在瓶子中放拳头大小的石头，问“瓶子满了吗？” • 在瓶子中砾石，问“瓶子满了吗？” • 在瓶子中沙子，问“瓶子满了吗？” • 在瓶子中水，问“瓶子满了吗？” • 同样的空间，放置东西先后顺序不同，结局就大
相径庭 • 同样的时间，工作安排的顺序不同，结果也千差
S UO1M 0.67 UO( AV )
四、二极管的选择
二极管的正向平均电流：
I D( AV )
IO( AV ) 2
0.45U2 RL
二极管承受的最高反向电压：
URmax 2U2
二极管的选择：I F
1.1IO( AV ) 2
1.1
2U2
RL
U R 1.1 2U2
• 优点： 在相同的变压器副边电压下，对二极管的 参数要求是一样的，并且还具有输出电压 高、脉动小。应用广泛。
2、输出电阻 稳压管稳压电路的交流等效电路
Ro
UO IO
UI 常 数
R // rZ rZ (R rZ )
RO表明负载电阻对稳压性能的影响。
其值越小，输出电压变化越小。
10.4.4 电路参数的选择
1.稳压电路输入电压的选择: U I (2 ~ 3)UO 设计时用到
2.稳压管的选择:
UZ UO I ZM I Z I Lmax I Lmin I ZM I Lmax I Z
倍压整流电路
二倍压整流电路
P
2 2U 2
2U 2
分析时的两个要点：设①负载开路，②电路进入稳态。 u2正半周C1充电：A→D1→C1→B，最终
UC1 2U2 u2负半周，u2加C1上电压对C2充电：P→D2→C2→A，最终
UC2 2 2U2
倍压整流电路
多倍压整流电路
从不同端点可引出所需的多倍压直流输出。
二、二极管的选择
二极管的正向平均电流：
I D( AV )
IO( AV )
UO( AV ) RL
0.45U2 RL
二极管承受的最高反向电压：
URmax 2U2
二极管的选择： IF
1.1IO( AV )
1.1
2U 2
RL
U R 1.1 2U 2
单相半波整流电路优缺点：
单相半波整流电路简单易行，所用二极 管数量少。但是由于它只利用了交流电压 的半个周期，所以输出电压低，交流分量 大（即脉动大），效率低。因此，这种电 路仅适用于整流电流较小、对脉动要求不 高的场合。
10.4.3 稳压电路的性能指标
常用以下参数来说明稳压电源的质量：
1、稳压系数：输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比
S
UO / UO UI / UI
RL 常 数
UO •UI UI •UO
RL 常 数
rZ rZ
R
UI UZ
稳压管稳压电路的交流等效电路
Sr表明电网电压波动的影响。 其值越小，输出电压变化越小。
限流电阻R
UI = UR UO
I R = IO + IDZ
IZ
I DZ
I ZM时，U
稳定
O
10.4.2 工作原理
(1) 当输入电网电压变化时
Ui
Uo
UZ
IDZ
IR
Uo (2)当负载变化时
RL变化 Uo Uo
UR
电网电压变化时,通过限流电阻R上电压变化来
抵消UI的变化，使UO不变。
IDZ
IR
UR
负载变化时,通过限流电阻R上电压不变，即IDZ变化＝IL变化，使UO不变。
3.限流电阻的选择:
Rmax
UIm in U Z I Z I Lmax
所以：
Rmin
UImax U Z I ZM I Lmin
Rmin < R Rmax
限流电阻的计算
（1）当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二 极管的电流最小。由此可计算出稳压电阻的最大值。即
I
+
+
Ui -
+
R Uz
例题：如图所示，已知变压器副边电压有效值为30V， 负载电阻为100Ω，试问：
（1）负载电阻上的电压平均值和电流平均值各为多少。 （2）电网电压波动范围是±10%，二极管承受的最大
反向电压和流过的最大电流平均值各为多少？
解：1。负载上电压平均值：
UO(AV ) 0.45U2 0.45 30 13.5V
（2）D1的最大反向电压
UR＞ 2(U21 U22) 99V
D2、D3的最大反向电压
U R＞2 2U 22 57 V
10.8 电路图所示,求：（1）分别标出uO1和uO2对地的极性 （2）uO1、uO2分别是半波整流还是全波整流？ （3）当U21＝U22＝20V时，UO1（AV）和UO2（AV）各为多少？