§2.5 二极管应用电路 §2.5.1 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 §2.5 二极管应用电路 §2.5.1 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。

§2.5.2 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。 常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。 §2.5.2 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。 常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。 为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。

一、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

二、单相桥式整流电路 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！

2 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 - ~+~- ~ + -

三、倍压整流电路 1 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 1 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：

2 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： 2 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。

§2.5.3 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。 §2.5.3 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。 (3) 输出特性(外特性) uo 电容滤波 纯电阻负载 1.4U2 0.9U2 IL 输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 和 S 也随之改变。 如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多, S 增大。 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。

§2.5.4 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

§2.5.5 对数和反对数运算电路 1、对数运算电路

2 反对数－指数运算电路 指数运算电路相当反对数运算电路。

作业 4-1 4-3 4-4 4-8 4-9