51CTO下载-~$电路设计常用电路分析(经典).pdf

电源电路单元 前 面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器 件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始， 怎样才 能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它 是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木，虽然只有十 来种或二三十种块块， 可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理，再复杂的电 路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电 路组成的。因此初学者只要先熟悉常用 的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。 按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总 有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每 个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三 种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是 用电池。但 电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而 又方便的是使用整流电源。 电 子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把 220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直 流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高， 所以有时还 需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。其中变压电路 其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 （ 1 ）半波整流 半波整流电路只需一个二极管，见图 2（ a ）。在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电 （ 2 ）全波整流 全波整流要用两个二极管，而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈，见图 2 （ b ）。负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流，输出电压比半波整流电路高。 （ 3 ）全波桥式整流 用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，见图 2 （ c ）。 负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。 （ 4 ）倍压整流 用多个二极管和 电容器可以获得较高的直流电压。图 2 （ d ）是一个二倍压整流电路。 当 U2 为负半周时 VD1 导通， C1 被充电， C1 上最高电压可接近 1.4U2 ；当 U2 正半周 时 VD2 导通， C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电，使 C2 上电压接近 2.8U2 ，是 C1 上电压的 2 倍，所以叫倍压整流电路。 三、滤波电路 整流后得到的是脉动直流电，如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分，就可得到平 滑的直流电。 （ 1 ）电容滤波 把电容器和负载并联，如图 3 （ a ），正半周时电容被充电，负半周时电容放电，就 可使负载上得到平滑的直流电。 （ 2 ）电感滤波 把电感和负载串联起来，如图 3 （ b ），也能滤除脉动电流中的交流成分。 （ 3 ） L 、 C 滤波 用 1 个电感和 1 个电容组成的滤波电路因为象一个倒写的字母“L”，被称为 L 型， 见图 3 （ c ）。用 1 个电感和 2 个电容的滤波电路因为象字母“π”，被称为 π 型， 见图 3 （ d ），这是滤波效果较好的电路。 （ 4 ） RC 滤波 电感器的成本高、体积大，所以在电流不太大的电子电路中常用电阻器取代电感器而组 成 RC 滤波电路。同样，它也有 L 型，见图 3 （ e ）； π 型，见图 3 （ f ）。 四、稳压电路 交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动，因 此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。 (1 ）稳压管并联稳压电路 用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路，见图 4 （ a ）。图中 R 是限 流电阻。这个电路的输出电流很小，它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。 (2 ）串联型稳压电路 有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。它的电路和框图见图 4 （ b ）、（ c ）。它是从取样电路（ R3 、 R4 ）中检测出输出电压