＊3-1 變壓電路 3-2 整流電路 3-3 濾波電路 3-4 倍壓電路 3-5 截波電路

3-6 箝位電路

3-1 變壓電路 P74 圖3-1-1為直流電源供應器把交流轉換成直流的過程，茲 　說明如下：

3-1 變壓電路 P74 (1)電源變壓器： 把電力公司供應的AC 110V(或AC 220V)交流電壓降低 或升高為我們所需要的交流電壓。 　　或升高為我們所需要的交流電壓。 (2)整流電路： 　　把交流電轉換成直流電。 (3)濾波電路： 　　濾除直流電壓的波動部份，而產生較平穩的直流電壓。 (4)穩壓電路： 　　使輸出為穩定的直流電壓，簡單型的直流電源供應器沒 　　有穩壓電路。

3-1 變壓電路 P75

3-1 變壓電路 P75

3-1 變壓電路 P75 1.電壓與線圈的圈數(turns，匝數)成正比，即 2.電流與線圈的圈數成反比，即 3.初級線圈的輸入電能等於次級線圈的輸出電能。 因此

3-1 變壓電路 P76

3-1 變壓電路 P77

3-2 整流電路 P78 把交流電轉換成直流電的過程稱為整流。 由於二極體有單向導電的作用，所以最適於擔任整流的任 務。 　務。 在分析整流電路時，我們可以把二極體看成是一個開關。

3-2 整流電路 P78 3-2-1 半波整流電路

3-2 整流電路 P79

3-2 整流電路 P79

3-2 整流電路 P80 整流電路的輸出直流電壓VDC就是輸出電壓的平均值。若 半波整流電路的輸入電壓為正弦波，而且峰值為Vp，有效 　值為VAC，則輸出之直流電壓 註：若要考慮二極體的電壓降，則公式為 　VDC＝0.318(Vp－0.7)

3-2 整流電路 P80

3-2 整流電路 P80

3-2 整流電路 P81

3-2 整流電路 P81 3-2-2 全波整流電路 全波整流電路，如圖3-2-7所示，是由有中心抽頭的變壓 　器和兩個二極體組合而成。VAC1必須等於VAC2。

3-2 整流電路 P82

3-2 整流電路 P82 由圖3-2-9(f)及(g)可得知，二極體必須承受的逆向峰值 　電壓為2VP。

3-2 整流電路 P83 比較圖3-2-9(a)與(b)可得知，輸出電壓的頻率是輸入電 壓頻率的2倍。 　壓頻率的2倍。 若中心抽頭式全波整流電路的輸入電壓為正弦波，而且有 　效值VAC1＝VAC2＝VAC，峰值為Vp，輸出至負載之直流電 　壓(即平均值)為VDC，則 註：若要考慮二極體的電壓降，則公式為 　　VDC＝0.636(Vp－0.7)

3-2 整流電路 P83

3-2 整流電路 P83

3-2 整流電路 P84 3-2-3 橋式整流電路 橋式全波整流電路(bridge full-wave rectification cicuit)簡稱 　為橋式整流電路，如圖3-2-12所示，由四個二極體組成。

3-2 整流電路 P84

3-2 整流電路 P85 由圖3-2-14(f)至(i)可知，二極體必須承受的逆向峰值電 壓為Vp。 比較圖3-2-14(a)與(b)可得知，輸出電壓的頻率是輸入電 　壓頻率的2倍。

3-2 整流電路 P85

3-2 整流電路 P86 若橋式全波整流電路的輸入電壓為正弦波而且峰值為 Vp，有效值為VAC，輸出至負載之直流電壓(即平均值) 　為VDC，則

3-2 整流電路 P86

3-2 整流電路 P87 3-2-4 各種整流電路的特性比較

3-2 整流電路 P87

3-2 整流電路 P88

3-2 整流電路 P88 (1)當週期內的不同區段含有不同的波形時，其總平均值等 於各區段平均值總面積的總和再除以週期，所以 　 於各區段平均值總面積的總和再除以週期，所以 (2)總有效值等於各區段有效值平方面積的總和除以週期， 　 然後再開平方(開根號)，所以

3-3 濾波電路 P89 將脈動直流的脈動成份濾除，使其成為平穩的直流電壓， 稱為濾波。具有濾波功能的電路稱為濾波電路或濾波器 　稱為濾波。具有濾波功能的電路稱為濾波電路或濾波器　 　(filter)。 最常用的濾波器是電容器，電容器的電容量愈大，濾波效 　果就愈好。

3-3 濾波電路 P89 一、加上濾波電容器的整流電路 所以電容器可充電至輸入電壓Vin的最大值Vp。若Vin的有 　效值為VAC，則Vp＝VAC× ＝VAC×1.414。

3-3 濾波電路 P90

3-3 濾波電路 P91

3-3 濾波電路 P92

3-3 濾波電路 P92

3-3 濾波電路 P93 二、如何選用適當的電容量 現在讓我們看看圖3-3-6。假設負載電流為IDC，漣波電壓 　的峰對峰值為Vr(p-p)，電容器的電容量為C，則 因為 由於 所以

3-3 濾波電路 P93 式中C＝電容量，單位為法拉(farad)。 。若電源為60Hz，則半波整流時T＝ 秒， 全波整流時T＝ 秒。 IDC＝直流負載電流，單位為安培。 Vr(p-p)＝漣波電壓的峰對峰值，單位為伏特。

3-3 濾波電路 P94

3-3 濾波電路 P95 三、漣波因數 漣波因數r之定義為： 漣波百分率的定義為：

3-3 濾波電路 P95

3-3 濾波電路 P96

3-3 濾波電路 P96

3-3 濾波電路 P97 四、電壓調整率 無載電壓，以VNL表示。 滿載電壓，以VFL表示。 電壓調整率的定義為： 電壓調整率愈小愈好。電壓調整率小，表示輸出電壓穩定 　，電源的品質好。

3-3 濾波電路 P97

3-4 倍壓電路 P98 3-4-1 全波兩倍壓電路 使用N個二極體和N個電容器組合而成，可以令輸出之直 　路(voltage multiplier)。 3-4-1 全波兩倍壓電路

3-4 倍壓電路 P98 輸出電壓Vout=2Vp

3-4 倍壓電路 P99 當交流電源的頻率為Vin時，輸出電壓Vout的漣波頻率會等 於2f。 C1與C2的耐壓至少應為Vp。D1與D2的耐壓至少應為2Vp。

3-4 倍壓電路 P99

3-4 倍壓電路 P100 3-4-2 半波兩倍壓電路

3-4 倍壓電路 P100

3-4 倍壓電路 P100 直流輸出電壓Vout＝2Vp 當交流電源Vin的頻率為f時，輸出電壓Vout的漣波頻率會等 於f。 C1的耐壓至少應為Vp，C2的耐壓至少應為2Vp。D1與D2的 　耐壓至少應為2Vp。

3-4 倍壓電路 P101

3-4 倍壓電路 P101 3-4-3 全波三倍壓電路 輸出電壓Vout＝2Vp＋Vp＝3Vp。 C1與C2的耐壓至少應為Vp，C2的耐壓至少應為2Vp。二極 　體D1、D2、D3的耐壓至少應為2Vp。 當交流電源的頻率為Vin時，輸出電壓Vout的漣波頻率會等 　於2 f。

3-4 倍壓電路 P102

3-4 倍壓電路 P102

3-4 倍壓電路 P103 3-4-4 半波N倍倍壓電路

3-4 倍壓電路 P103

3-4 倍壓電路 P104

3-4 倍壓電路 P104 N倍倍壓電路只有C1是被充電至Vp，其餘的每一個電容器 都被充電至2Vp。

3-5 截波電路 P105 截波電路(clipping circuit)簡稱為截波器(clipper)。其作用 　是將輸入波形的某一部份加以剪除，而將輸出波形之振幅 　限制在某一位準之上或某一位準之下。由於具有振幅之限　 　制作用，因此又稱為限制器(limiter)。 一波形被截掉的範圍，截波電路可分為： (1)正截波器：將某一特定電壓上方的波形截掉，參考 　圖3-5-1。

3-5 截波電路 P105 (2)負截波器：將某一特定電壓下方的波形截掉參考 　圖3-5-2。

3-5 截波電路 P106 (3)雙向截波器：把某一特定電壓上方的波形截掉，也 把另一特定電壓下方的波形截掉，參考圖3-5-3。 　把另一特定電壓下方的波形截掉，參考圖3-5-3。 截波器依電路結構可分為： 　(1)串聯截波器：截波用之二極體與負載串聯。 　(2)並聯截波器：截波用之二極體與負載並聯。

3-5 截波電路 P106 3-5-1　串聯截波器 一、串聯二極體截波電路 1.串聯二極體負截波器

3-5 截波電路 P107 2.串聯二極體正截波器

3-5 截波電路 P108 二、加有偏壓的串聯二極體截波電路 1.串聯二極體正偏壓負截波器

3-5 截波電路 P109 2.串聯二極體負偏壓負截波器

3-5 截波電路 P109 3.串聯二極體正偏壓正截波器

3-5 截波電路 P110 4.串聯二極體負偏壓正截波器

3-5 截波電路 P110 3-5-2　並聯截波器 一、並聯二極體截波電路 1.並聯二極體正截波器

3-5 截波電路 P111 2.並聯二極體負截波器

3-5 截波電路 P112 二、加有偏壓的並聯二極體截波電路 1.並聯二極體正偏壓正截波器

3-5 截波電路 P113 2.並聯二極體負偏壓正截波器

3-5 截波電路 P114 3.並聯二極體正偏壓負截波器

3-5 截波電路 P114 4.並聯二極體負偏壓負截波器

3-5 截波電路 P115 3-5-3　雙向截波器 一、加正負偏壓之雙向截波器

3-5 截波電路 P116 二、加兩組正偏壓的雙向截波器

3-5 截波電路 P117 三、加兩組負偏壓的雙向截波器

3-5 截波電路 P118 四、並聯稽納二極體雙向截波器

3-6 箝位電路 P119 箝位電路(clamping circuit)簡稱為箝位器(clamper)。箝位 　電路是因為交流信號的準位被移動到預定的直流電壓準位 　而得名。 能使輸入波形移至參考基準線的上方者稱為正箝位器。 　能將輸入波形移至參考基準線的下方者，稱為負箝位器。 　簡而言之，箝位電路的輸出波形及峰對峰值(即Vp-p值)與 　輸入相同，只是改變了輸入信號的零軸位置而已。 箝位電路通常使用於類比電視機，作為直流電位重置器 　(DC restorer)，把視頻訊號恢復至參考水準。

3-6 箝位電路 P119 3-6-1　負箝位電路 一、負箝位器

3-6 箝位電路 P119

3-6 箝位電路 P120 注意！當箝位器有接上負載R時(例如圖3-6-3)，為了確 保充在電容器C的直流電壓穩定不變(在二極體截止那半 　遵守下列規定： 　若Vin的週期為，需令R×C＞10T。換句話說，電容器C的 　電容量要大一些。

3-6 箝位電路 P120

3-6 箝位電路 P121

3-6 箝位電路 P121

3-6 箝位電路 P122 二、加有正偏壓的負箝位器

3-6 箝位電路 P122

3-6 箝位電路 P123 三、加有負偏壓的負箝位器

3-6 箝位電路 P123

3-6 箝位電路 P124 3-6-2　正箝位電路 一、正箝位器

3-6 箝位電路 P124

3-6 箝位電路 P125 二、加有正偏壓的正箝位器

3-6 箝位電路 P125

3-6 箝位電路 P126 三、加有負偏壓的正箝位器

3-6 箝位電路 P126