詳解整流、濾波、穩(wěn)壓電路

1、整流、濾波、穩(wěn)壓電路看不懂 你砍我好久的電路原理說明，終于能夠看懂整流濾波穩(wěn)壓電路了，分享一下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 單方向脈動的直流電壓。全波橋式整流電路全波橋式整流電路輸出波形整流電路只是將交流電變換為單方向的脈動電壓和電流，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 滑的直流電壓單相橋式整流電容濾波電路/I|II3兀申1I1IIIIPi:1KlL 克電VO = t，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忑%2 .開關(guān)S閉合，即為電容濾波電阻負(fù)載

2、，當(dāng)變壓器付邊電壓大于電容上電壓時(shí) 倫 先），電容充電，輸出電壓升高，當(dāng) 山沁）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)冋。2）無電容濾波，電阻負(fù)載時(shí)，輸出電壓平均值為:眄阿嚴(yán)丄騷帥罰3 = 土生計(jì)rr 0tta旨通 人牛遇3）電容濾波，電阻負(fù)載時(shí)通常用下式進(jìn)行估算，通常按陽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

3、和復(fù)式濾波電路（兩個或兩個以上濾波元件組成）。電感濾波器L型濾波器RC-叫型濾波器負(fù)載特性曲線L-兀型濾波器二、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）&,巧耳該值越小，穩(wěn)定性越好 W輸出電阻（內(nèi)阻代,Jz，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:D嚴(yán)n 穴eVo丄,”O(jiān) 串朕反慣式穩(wěn)壓電跆o4-基|電壓

4、源掩皿樣電跖弘i當(dāng)輸入電壓（VI）改變時(shí)，能自動調(diào)節(jié)（VCE）電壓的大小，使輸出電壓（Vo）保持恒定例如：VI f-Vo經(jīng)取樣和放大電路后t IB JT/CE fT/o J串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基本結(jié)構(gòu):rnuVI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，它白穩(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。比較,1V _取n樣基淮乙電%壓如把串聯(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

5、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二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?。r(shí)，導(dǎo)致輸出電壓Vo增加，隨之反饋電壓VF二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

6、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 XX系列，負(fù)電壓輸出的79 XX系列。其中XX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 XX 系列也與之對應(yīng)， 只不過是負(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)部電路框圖闕議笄安全 工作區(qū)ft!護(hù)過陸fit

7、護(hù) 過熱探護(hù)iND3. 三端集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用固定輸出連接7HCUJ匚-一| 7000 78X X系列正固定輸出連接 79XX系列負(fù)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78 X X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：匚二処二阻廠心, 原輸出電流是Io，現(xiàn)可以近似擴(kuò)大B

8、倍擴(kuò)大輸出電壓范圍怕治嚴(yán)-遷所以耳三匕（連接成恒流源電路78 x x-TTTPn三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路其型號有正輸出三端可調(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ladj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。LMH7 f U5N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.;/lpl;l;,網(wǎng)濾波器：消除來自電網(wǎng)，如電動

9、機(jī)的啟動、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)還防止高頻噪聲對負(fù)載的干擾。5. 控制電路：檢測輸出直流電壓，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)生過電壓、過電流短路時(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。有的讀者會產(chǎn)生這樣的疑問，先把220V的交流變成了直流，然后通過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