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1、第11章 整流、滤波及稳压电路 学习目标【知识目标】1.1.能能简简述述桥桥式整流式整流电电路工作原理，并列路工作原理，并列举举出出桥桥式整流式整流电电路路 在在电电子子电电器或器或设备设备中的中的应应用。用。2.2.能能识读电识读电容容滤滤波、波、电电感感滤滤波和复式波和复式滤滤波波电电路路图图。3.3.了解了解滤滤波波电电路的工作原理。路的工作原理。4.4.能能识读识读集成集成稳压电稳压电源源电电路路图图，并列，并列举举出集成出集成稳压电稳压电源的源的实际应实际应用。用。【技能目标】1.1.能正确搭接能正确搭接桥桥式整流式整流电电路路 2.2.会用万用表会用万用表测测量量桥桥式式电电路相关
2、路相关电电参量，并用示波器参量，并用示波器观观察察波形。波形。主要内容 11.1 整流电路 11.1.1 11.1.1 单单向向桥桥式整流式整流电电路的路的结结构构 11.1.2 11.1.2 单单向向桥桥式整流式整流电电路的工作原理路的工作原理11.2 滤波电路 11.2.1 11.2.1 电电容容滤滤波波电电路路 11.2.2 11.2.2 电电感感滤滤波波电电路路 11.2.3 11.2.3 复式复式滤滤波波电电路路11.3 稳压电路 11.3.1 11.3.1 稳压稳压管管稳压电稳压电路路 11.3.2 11.3.2 集成集成稳压稳压器器11.1 整流电路 11.1.2 11.1.2
3、单单相相桥桥式整流式整流电电路的路的结结构构 将交将交变电变电流流变换变换成成单单向脉向脉动电动电流的流的过过程叫做整流，完成程叫做整流，完成这这种功能的种功能的电电路称路称为为整流整流电电路，又叫整流器，路，又叫整流器，应应用用最广泛最广泛的是的是单单相相桥桥式整流式整流电电路。路。【电电路路组组成成】单单相相桥桥式整流式整流电电路如路如图图11-3a11-3a所示，所示，桥桥式整流式整流电电路是由路是由电电源源变压变压器、四只整流二极管器、四只整流二极管D D1 1 D D4 4和和负载电负载电阻阻R RL L组组成。四只整流二极成。四只整流二极管接成管接成电桥电桥形式，故称形式，故称桥桥
4、式整流，式整流，图图11-3b11-3b是是桥桥式整流式整流电电路的另外一种常路的另外一种常见见画法画法,图图12-3c12-3c是是桥桥式整流式整流电电路的路的简简化画法化画法,其文字符号其文字符号为为URUR。图图11-3 11-3 桥式整流电路的三种常见画法桥式整流电路的三种常见画法11.1.2 11.1.2 单单向向桥桥式整流式整流电电路的工作原理路的工作原理 在在u u2 2的正半周，的正半周，D D1 1、D D3 3导导通，通，D D2 2、D D4 4截止，等效截止，等效电电路如路如图图11-4a11-4a所示，所示，电电流由流由T T次次级级上端上端经经D D1 1R RL
5、LDD3 3回到回到T T次次级级下端，在下端，在负载负载R RL L上得到半波整上得到半波整流流电压电压u uo1o1，波形如，波形如图图11-4d11-4d所示。所示。在在u u2 2的的负负半周，半周，D D1 1、D D3 3截止，截止，D D2 2、D D4 4导导通，等效通，等效电电路如路如图图11-4b11-4b所示，所示，电电流由流由T T次次级级的下端的下端经经D D2 2R RL LDD4 4回到回到T T次次级级上端，在上端，在负载负载R RL L上得到另一上得到另一半波整流半波整流电压电压u uo2o2 ，如，如图图11-4e11-4e所示。所示。综综上所述，无上所述，
6、无论论在在u u2 2的正半周或的正半周或负负半周，流半周，流过过R RL L中的中的电电流方向是一致流方向是一致的。在的。在u u2 2的整个周期内，四只二极管分两的整个周期内，四只二极管分两组轮组轮流流导导通或截止，在通或截止，在负载负载R RL L上就得到了一个全波整流的上就得到了一个全波整流的电压电压波形，波形如波形，波形如图图11-4f 11-4f 所示。在所示。在这这个个过过程程中二极管被中二极管被视为视为一个理想开关。一个理想开关。【负载负载上直流上直流电压电压和和电电流流】在在单单相相桥桥式整流式整流电电路中，路中，负载负载所得全波整流所得全波整流电压虽电压虽然方向不然方向不变
7、变，但，但大小是随大小是随时间时间不断不断变变化的，所以通常都是用其平均化的，所以通常都是用其平均值值表示其大小。表示其大小。图图11-4 11-4 桥式整流电路原理示意图桥式整流电路原理示意图11.2 滤波电路 11.2.1 11.2.1 电容滤波电路电容滤波电路 【电路结构电路结构】电容滤波电路是最简单也是最常见的滤波电路，如图电容滤波电路是最简单也是最常见的滤波电路，如图11-7a11-7a所示，在整流电路的输出端并联一个电容所示，在整流电路的输出端并联一个电容C C即构成电容滤波电路，即构成电容滤波电路，且电容的容量越大滤波效果越好，所以一般采用电解电容。且电容的容量越大滤波效果越好，
8、所以一般采用电解电容。图图11-7 电容滤波电路及波形电容滤波电路及波形【工作原理工作原理】电电容容滤滤波是利用波是利用电电容的充、放容的充、放电电作用，使作用，使输输出出电压趋电压趋于于平滑的。如平滑的。如图图11-7a11-7a所示，当整流所示，当整流电电路路输输出出电压电压u ui i比比电电容两端容两端电压电压u uc c高高时时，电电源源电电流一路流一路经过负载经过负载R RL L ，另一路，另一路对电对电容容C C快快速充速充电储电储能，如能，如图图11-7b11-7b中曲中曲线线abab段。当段。当u ui i u uc c时时，电电源再次源再次对电对电容容C C快快速充速充电储
9、电储能，重复上述能，重复上述过过程，使程，使负载获负载获得如得如图图11-7b11-7b中中实线实线部部分所示平滑的分所示平滑的输输出出电压电压u uo o，实现滤实现滤波功能。波功能。11.2.211.2.2电电感感滤滤波波电电路路 【电电路路结结构构】如如图图11-811-8所示，在整流所示，在整流电电路与路与负载电负载电阻阻R RL L间间串串联联一个一个电电感感线线圈就构成了圈就构成了电电感感滤滤波波电电路，且路，且电电感感线线圈的圈的电电感量越大越好，所以感量越大越好，所以一般采用有一般采用有铁铁芯的芯的线线圈。圈。【工作原理工作原理】在图在图11-811-8所所示电示电路中，当通过
10、电感线圈的电流增大路中，当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，电流方向相反，阻碍电流的增加，同时将一部分电能转换为磁场能存同时将一部分电能转换为磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，电感线圈产生的自感电流减小时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，同时释放出电感中存储的的减小，同时释放出电感中存储的能量，以补偿电流的减小，使负载能量，以补偿电流的减小，使负载电流变的比较平滑。电流变的比较平滑。图图11-8 电感滤波电路电感滤波电
11、路12.2.312.2.3复式滤波器复式滤波器 当单独使用电容或电感滤波，效果仍不理想时，可采用复式滤波电路。常当单独使用电容或电感滤波，效果仍不理想时，可采用复式滤波电路。常见的复式滤波电路如图见的复式滤波电路如图11-911-9所示，其中图所示，其中图11-9a11-9a所示为所示为LCLC滤波电路，它是在电容滤波电路，它是在电容滤波的基础上串联一个电感滤波的基础上串联一个电感L L构成的。这样整流输出电压经过电容与电感的双构成的。这样整流输出电压经过电容与电感的双重滤波使输出电压纹波进一步降低。重滤波使输出电压纹波进一步降低。图图11-9b11-9b所示为所示为LCLC型滤波电路，这种滤
12、波电路是在电容滤波的基础上再加型滤波电路，这种滤波电路是在电容滤波的基础上再加一级一级LCLC滤波电路构成，使负载输出电压更加平滑。滤波电路构成，使负载输出电压更加平滑。由于由于LCLC型滤波电路带有铁芯的电感线圈体积大，价格也高，因此，当负型滤波电路带有铁芯的电感线圈体积大，价格也高，因此，当负载电流较小时，常用小电阻载电流较小时，常用小电阻R R代替电感代替电感L L，以减小电路的体积和重量。构成如图，以减小电路的体积和重量。构成如图11-9c11-9c所示的所示的RCRC型滤波电路，只要适当选择型滤波电路，只要适当选择R R和和C C2 2参数，在负载两端可以获得参数，在负载两端可以获得
13、脉动极小的直流电压。在收音机和录音机中的电源滤波电路中，就经常采用脉动极小的直流电压。在收音机和录音机中的电源滤波电路中，就经常采用RCRC型滤波电路。型滤波电路。图图 11-9 常见复式滤波电路常见复式滤波电路11.3 稳压电路 12.3.1 12.3.1 稳压稳压管管稳压电稳压电路路 【电电路路结结构构】由由稳压稳压二二极管极管D DZ Z和限流和限流电电阻阻R R所所组组成成的的稳压电稳压电路是一种最路是一种最简单简单直直流流稳压电稳压电源，如源，如图图11-1011-10中中虚虚线线框内所示，其框内所示，其输输入入电压电压U UI I是整流是整流滤滤波后的波后的电压电压，输输出出电压电
14、压U UO O就是就是稳压稳压管的管的稳稳定定电压电压U UZ Z，R RL L是是负载电负载电阻。阻。图图 11-10 稳压管稳压电路稳压管稳压电路 【工作原理工作原理】在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压管所起在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻的电流调节作用，通过限流电阻R R上电压或电流的变化进行补偿，从而达上电压或电流的变化进行补偿，从而达到稳压的目的。限流电阻到稳压的目的。限流电阻R R是必不可少的元件，它即限制稳压管中的电流，是必不可少的元件，它即限制稳压管中的电流，保证使其正常工作，防止因过热而损坏，又与稳压管相配合达到稳压的保证使其正
15、常工作，防止因过热而损坏，又与稳压管相配合达到稳压的目的。一般情况下，在电路中如果有稳压管存在，就必然有与之匹配的目的。一般情况下，在电路中如果有稳压管存在，就必然有与之匹配的限流电阻。限流电阻。11.3.2 11.3.2 固定式三端集成固定式三端集成稳压稳压器器 如如图图11-1111-11所所示，三端集成示，三端集成稳压稳压器的外部只有三个引脚，分器的外部只有三个引脚，分别为输别为输入入端、端、输输出端和公共端，因而得名三端集成出端和公共端，因而得名三端集成稳压稳压器，其中器，其中输输入端接整流入端接整流滤滤波波电电路，路，输输出端接出端接负载负载；公共端接；公共端接输输入、入、输输出的公
16、共出的公共连连接点。按功能可接点。按功能可分分为为固定式和可固定式和可调调式两种，前者式两种，前者输输出出电压电压不能不能调节调节，为为固定固定值值，典型的，典型的产产品有品有W7800W7800正正电压输电压输出系列和出系列和W7900W7900负电压输负电压输出系列；后者可通出系列；后者可通过过外外接元件使接元件使输输出出电压电压得到很得到很宽宽的的调节调节范范围围，典型，典型产产品有正品有正电压输电压输出系列出系列CW117CW117、CW217CW217、CW317CW317和和负电压输负电压输出系列出系列CW137CW137、CW237CW237、CW337CW337等。等。图图11-11 三端集成稳压器的外形及方框图三端集成稳压器的外形及方框图