整流 濾波 穩(wěn)壓電路 看不懂 你砍我.doc

整流、濾波、穩(wěn)壓電路 看不懂 你砍我找了好久的電路原理說(shuō)明，終于能夠看懂整流濾波穩(wěn)壓電路了，分享一下。一、 整流與濾波電路整流電路的任務(wù)是利用二極管的單向?qū)щ娦?，把正、?fù)交變的50Hz電網(wǎng)電壓變成單方向脈動(dòng)的直流電壓。整流電路只是將交流電變換為單方向的脈動(dòng)電壓和電流，由于后者含有較大的交流成分，通常還需在整流電路的輸出端接入濾波電路，以濾除交流分量，從而得到平滑的直流電壓。由波形可知： 1.開關(guān)S打開時(shí)，電容兩端電壓為變壓器付邊的最大值。2 .開關(guān)S閉合，即為電容濾波電阻負(fù)載，當(dāng)變壓器付邊電壓大于電容上電壓時(shí)，電容充電，輸出電壓升高，當(dāng)時(shí)電容放電，輸出下降。如此充電快，放電慢的不斷反復(fù)，在負(fù)載上將得到比較平滑的輸出電壓。當(dāng)負(fù)載電阻越大時(shí)，放電越慢，紋波電壓越小，負(fù)載電阻小時(shí)，放電快，紋波大，而且輸出電壓低。為此有三種情況下的輸出電壓估算值：1)電容濾波，負(fù)載開路時(shí)。2)無(wú)電容濾波，電阻負(fù)載時(shí)，輸出電壓平均值為：。3)電容濾波，電阻負(fù)載時(shí)通常用下式進(jìn)行估算，通常按估算。為確保二極管安全工作，要求：不同電子設(shè)備要求其電源電壓的平滑程度不同，為此可采用不同的濾波電路。常見的有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波電路(兩個(gè)或兩個(gè)以上濾波元件組成)。二、線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路整流濾波后的電壓是不穩(wěn)壓的，在電網(wǎng)電壓或負(fù)載變化時(shí)，該電壓都會(huì)產(chǎn)生變化，而且紋波電壓又大。所以，整流濾波后，還須經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路，才能使輸出電壓在一定的范圍內(nèi)穩(wěn)定不變。1.穩(wěn)壓電路(電源)的主要性能指標(biāo)輸出的穩(wěn)定電壓值Vo，最大輸出電流Imax，輸出紋波電壓V，穩(wěn)壓系數(shù)(電壓調(diào)整率)，該值越小，穩(wěn)定性越好。輸出電阻(內(nèi)阻)，內(nèi)阻越小越好。2.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本結(jié)構(gòu)基本思路：串聯(lián)型：當(dāng)輸入電壓(VI)改變時(shí)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)(VCE)電壓的大小，使輸出電壓(Vo)保持恒定。例如：VIVo經(jīng)取樣和放大電路后IBVCEVo串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基本結(jié)構(gòu)：VI是整流濾波后的電壓，T為調(diào)整管，A為比較放大電路，VREF為基準(zhǔn)電壓，它由穩(wěn)壓管Dz與限流電阻R構(gòu)成。R1與R2組成反饋網(wǎng)絡(luò)，是用來(lái)反映輸出電壓變化的取樣環(huán)節(jié)。電路也可以改畫成以下形式，以便看圖方便。如把串聯(lián)穩(wěn)壓電路看作反饋放大器(輸入為VI，輸出為Vo)，則這種電路屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋 。在深度負(fù)反饋條件下 ，。這種穩(wěn)壓電路的主回路由調(diào)整管T與負(fù)載相串聯(lián)構(gòu)成，且T工作在線性狀態(tài)，故稱為線性串聯(lián)式穩(wěn)壓電路。輸出電壓Vo=VI-VCE，其變化量由反饋網(wǎng)絡(luò)取樣，并經(jīng)放大電路(A)放大后去控制調(diào)整管T的基極電壓，從而改變調(diào)整管T的VCE大小。當(dāng)輸入電壓VI增加(或負(fù)載電流Io減小)時(shí)，導(dǎo)致輸出電壓Vo增加，隨之反饋電壓VF=R2Vo/(R1+R2)=FvVo也增加(Fv為反饋系數(shù))。VF與基準(zhǔn)電壓VREF相比較，其差值電壓經(jīng)比較放大電路放大后使調(diào)整管的VB和IC減小，于是調(diào)整管T的c-e間電壓VCE增大，使Vo下降，從而維持Vo基本恒定。顯然，這是電壓負(fù)反饋電路基本性能。三、集成線性穩(wěn)壓電路1.三端固定式集成穩(wěn)壓器如果將前述的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路全部集成在一塊硅片上，加以封裝后引出三端引腳，就成了三端集成穩(wěn)壓電源了。正電壓輸出的78系列，負(fù)電壓輸出的79系列。其中表示固定電壓輸出的數(shù)值。如：7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等，指輸出電壓是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。79系列也與之對(duì)應(yīng)，只不過(guò)是負(fù)電壓輸出。這類穩(wěn)壓器的最大輸出電流為1.5A，塑料封裝(TO-220)最大功耗為10W(加散熱器)；金屬殼封裝(TO-3)外形，最大功耗為20W(加散熱器)。2. 78系列三端集成穩(wěn)壓器內(nèi)部電路框圖3. 三端集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用 固定輸出連接在使用時(shí)必須注意：(VI)和(Vo)之間的關(guān)系，以W7805為例，該三端穩(wěn)壓器的固定輸出電壓是5V，而輸入電壓至少大于8V，這樣輸入/輸出之間有3V的壓差。使調(diào)整管保證工作在放大區(qū)。但壓差取得大時(shí)，又會(huì)增加集成塊的功耗，所以，兩者應(yīng)兼顧，即既保證在最大負(fù)載電流時(shí)調(diào)整管不進(jìn)入飽和，又不致于功耗偏大。固定雙組輸出連接擴(kuò)大輸出電流連接二極管D以低消T管VBE壓降而設(shè)置，擴(kuò)大的輸出電流為：，原輸出電流是Io，現(xiàn)可以近似擴(kuò)大倍。擴(kuò)大輸出電壓范圍，所以 ：連接成恒流源電路三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路其型號(hào)有正輸出三端可調(diào)式、負(fù)輸出三端可調(diào)式兩種。如LM317型是正電壓輸出型，LM337是負(fù)電壓輸出可調(diào)式。其輸出電壓可在1.2540V之間調(diào)節(jié)。其中，VREF=1.25V，而Iadj很小，通常略去，所以，由公式可得，只要調(diào)節(jié)R2就能在一定范圍調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。具有正負(fù)輸出的實(shí)際應(yīng)用電路如下圖所示。注釋：開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路。它們的功能是：1.輸入電網(wǎng)濾波器：消除來(lái)自電網(wǎng)，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時(shí)也防止開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。2.輸入整流濾波器：將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變換器提供直流電壓。3.變換器：是開關(guān)電源的關(guān)鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。4.輸出整流濾波器：將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時(shí)還防止高頻噪聲對(duì)負(fù)載的干擾。5.控制電路：檢測(cè)輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。調(diào)制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。6.保護(hù)電路：當(dāng)開關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流短路時(shí)，保護(hù)電路使開關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。有的讀者會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)，先把220V的交流變成了直流，然后通過(guò)變換器把直流變成交流，最后又把交流變成直流輸出，兜了這么大的一個(gè)圈子，干嗎不把220V的交流電直接變成所需要的直流呢？其實(shí)，交流市電先由電源變壓器變壓，整流濾波后得到未穩(wěn)定的直流電壓，再經(jīng)過(guò)調(diào)整后得到所需要的直流電壓，這種電源技術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒(méi)有開關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的功頻變換器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，而且調(diào)整管是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時(shí)，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要