四 二极管应用电路 1 直流稳压电源的组成和功能 整 流 电 路 滤 波 电 路 稳 压 电 路 u1 u2 u3 u4 uo

电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。

一 整流电路 整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。 对整流电路要研究的问题 一 整流电路 整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。 对整流电路要研究的问题 1. 电路的工作原理：即二极管工作状态、电路波形的分析 2. 输出电压和输出电流平均值：即输出脉动直流电压和电流 平均值的求解方法 3. 整流二极管的选择：即二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压的分析

常见的小功率整流电路，有半波、全波、桥式和倍压整流等。 为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为0。 整流二极管的伏安特性： 理想化特性 实际特性 理想二极管的正向导通电压为0，即正向电阻为0；反向电流为0，即反向电阻为无穷大。 常见的小功率整流电路，有半波、全波、桥式和倍压整流等。

1）半波整流电路 (1) 输出电压波形： u1 u2 a T b D RL uo uo iL (2)二极管上承受的 最高电压： (1) 输出电压波形： u1 u2 a T b D RL uo uo iL (2)二极管上承受的 最高电压： (3) 输出电压平均值（Uo）： (4)流过负载和二极管的平均电流为

2）桥式整流电路 1 工作原理 u2正半周时电流通路 + - u1 u2 T D4 D2 D1 D3 RL uo + -

u2负半周时电流通路 - + u1 u2 T D4 D2 D1 D3 RL + - u0

桥式整流电路输 出波形及二极管 上电压波形 uo A D4 RL D1 u2 uo D3 D2 B u2 uD4,uD2 uD3,uD1 电流通路: A  D1 RLD3B D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: B  D2 RLD4A 输出是脉动的直流电压！

参数计算 a. 整流输出电压平均值（Uo） b. 负载上的(平均)电流: c. 流过二极管的 (平均)电流: d. 二极管承受的 最大反向电压

几种常见的硅整流桥外形： + A C - ~+~- ~ + -

3）倍压整流电路(高电压小电流） ａ 二倍压整流电路 u2的正半周时：D1导通，D2截止，理想情况下，电容C1的电压充到： + – u1 ａ 二倍压整流电路 u2的正半周时：D1导通，D2截止，理想情况下，电容C1的电压充到： + – u1 u2 D1 C2 C1 D2 uo RL u2的负半周时：D2导通，D1截止，理想情况下，电容C2的电压充到： 负载上的电压： 分析时的两个要点：设①负载开路，②电路进入稳态。

ｂ 多倍压整流电路 – + u1 u2 – + u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1充电到： ｂ 多倍压整流电路 + – C1 u1 u2 D1 D2 D3 D4 D5 D6 C3 C5 C2 C4 C6 + – u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1充电到： u2的第一个负半周：u2、C2、D2 、C1构成回路，C2充电到：

u2的第二个正半周：u2、C1、C3 、D3 、C2构成回路， C1补充电荷，C3充电到： + – + – + – C1 u1 u2 D1 D2 D3 D4 D5 D6 C3 C5 C2 C4 C6 + – + – + – u2的第二个正半周：u2、C1、C3 、D3 、C2构成回路， C1补充电荷，C3充电到： u2的第二个负半周： u2、C2、C4、D4、C3 、C1构成回路， C2补充电荷， C4充电到： 从不同端点可引出所需的多倍压直流输出。

二 滤波电路 交流 电压 脉动 直流电压 直流 电压 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。 二 滤波电路 交流 电压 整流 脉动 直流电压 滤波 直流 电压 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。 原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。

电容滤波电路 桥式整流电容滤波电路 a u1 u2 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C + –

u2 1. RL未接入时 t a D4 u1 S u2 D1 + uo D3 C – RL D2 b t1 设t1时刻接通电源 充电结束 没有电容时的输出波形 充电结束 uo t 整流电路为电容充电 a u1 u2 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C + –

2. RL接入（且RLC较大） u2 t uo t a iD D4 u1 S u2 D1 + uo D3 C – RL D2 b 滤波输出

电容滤波电路的特点 (1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。 RLC 愈大 电容器放电愈慢  Uo(平均值)愈大 一般取 (T:电源电压的周期) 近似估算:Uo=（1.1-1.2）U2。 (2) 流过二极管瞬时电流很大。 RLC 越大  Uo越高 负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短  iD的峰值电流越大

结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。

讨论 已知变压器副边电压有效值为10V，电容足够大，判断下列情况下输出电压平均值UO（AV）≈？ 1. 正常工作； 2. C开路； 1. 正常工作； 2. C开路； 3. RL开路； 4. D1和C同时开路； 5. D1开路。

电感滤波电路 当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。 电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为ωL。

三 限幅电路 1 普通二极管限幅

ui t ui uo uo t 2 稳压管限幅 RF R1 – R + A DZ R：限流电阻。一般取100 。 UZ DZ双向稳压管 2 稳压管限幅 t ui – + A uo R1 RF ui DZ R R：限流电阻。一般取100 。 uo t UZ -UZ DZ双向稳压管