电子线路高频非线性部分1.5选读.ppt

1.5　整流与稳压电路 1.5.1　整流电路 一、半波整流电路 二、全波和桥式整流电路 三、三种整流电路的性能 四、倍压整流电路 1.5.2　串联型稳压器 一、工作原理 二、稳压性能 1.5.3　开关型稳压器 一、直流–直流变换器 二、开关稳压电路的工作原理 三、开关稳压电路举例 * 第 1 章 功率电子线路 1.5.1　整流电路 1.5.2　串联型稳压器 1.5.3　开关型稳压器 　　整流电路的功能是将电力网提供的交流电压变换为直流电压。稳压电路具有调节功能，将整流电路输出的不稳定直流电压转换为稳定的直流电压。 　　整流电路有半波、全波、桥式三种基本形式。 　　半波整流电路如图 1–5–1(a) 所示。 　　在图 1–5–1(a)中，Tr — 电源变压器；D — 整流二极管；RL — 负载电阻；CL — 滤波电容。 设　　　v2 =V2msin? t 忽略二极管的导通电压，并设导通电阻为 RD。 　　v2 vo 二极管导通，电容充电。 　　v2 vo 二极管截止，电容放电。 　　动态平衡后，二极管电流 iD = iO 是一串窄脉冲序列。 　　如图 1–5–2(a)所示，CL 一定时，RL 越小，纹波越大。 　　如图 1–5–2(b)所示，RL 一定时，CL 越大，纹波越小。 　　参见图 1–5–1(b)和图 1–5–1(c)，经过 RL CL 的滤波，输出电压是直流电压 VO 和一个锯齿状波动电压的叠加。 　　波动电压称为纹波电压。 　　直流电压 VO 及纹波电压的大小与 RL 和 CL 的数值有关。 　　1．全波整流电路 　　全波整流电路如图 1–5–4(a) 所示。 　　当 v2 vO 时，二极管导通，所以在 v2 的正负半周 D1 和 D2 轮流导通。 　　稳态波形如图 1–5–4(b)所示。 O 　　由于电流脉冲的频率比半波整流提高一倍，输出的直流电流 IO 和输出电压 VO 比半波整流电路大，RL 和 CL 的滤波作用提高，纹波电压比半波整流电路小。 　　2．桥式整流电路 图 1–5–5　桥式整流电路及其电压和电流波形 　　如图 1–5–5(a)所示，v2 正峰值附近 D1、D3 导通，D2、D4 截止。 　　v2 负峰值附近 D2、D4 导通，D1、D3 截止。 图 1-5-5　桥式整流电路及其电压和电流波形 　　 IO 与 VO 与全波整流电路相同，但截止时的反向电压由两只二极管共同承担。 　　电压和电流的波形如图 1 –5–5(d)、(e)、(f)所示。 　　1．半波整流电路 　　优点：元件少，电路简单。 　　缺点：VO 小，纹波大。 　　2．全波整流电路 　　优点：VO 大，纹波小。 　　缺点：二极管承受的反向电压高。 　　3．桥式整流电路 　　优点：VO 大，纹波小，输出功率相同时，变压器的伏安容量比全波整流小。 　　缺点：二极管数量多。 　　倍压整流电路如图 1–5–9 所示。适用于 VO 大，IO 小的场合。 　　动态平衡后，v2 正峰值附近 D1 导通，向 CL1 充电，充电电压 vO1，v2 负峰值附近 D2 导通，向 CL2 充电，充电电压 vO2。 负载 RL 上的电压为半波整流电路的两倍。 　　同样原理可以构成多次倍压电路。 　　1．组成 　　串联型稳压器的组成如图 1-5-12(a)所示。 图 1-5-12(a)　串联稳压电路的组成方框图 　　串联型稳压器组成：调整管、取样电路、基准电压源和比较放大器。 　　调整管——功率管或复合管与负载串联。 　　比较放大器——单管放大器、差分放大器、集成运放等。 　　串联型稳压器组成：调整管、取样电路、基准电压源和比较放大器。 　　调整管——功率管或复合管与负载串联。 　　比较放大器——单管放大器、差分放大器、集成运放等。 图 1-5-12(a)　串联稳压电路的组成方框图 　　基准电压源——温度系数很小的电压源电路。 　　比较放大器——单管放大器、差分放大器、集成运放等。 　　串联型稳压器的工作原理如图 1–5–12(b)所示。 　　T5 — 调整管，工作在放大区。 　　VB5 ? ? VCE5 ?。 　　R1、R2 取样电路。 　　取样电压 　　基准电压 VREF 　　由 T1、T2 组成的差分放大器作为比较放大器，T3、T4 为有源负载。 　　当　　VS = VREF VO = VI - VCE5 = VREF/n 　　若 VI 或 RL 变化使 VO 增加 VO? ? VS ?(VREF 不变) ? VC2 = VB5 ? ? VCES? ? VO ?。