第07章 直流稳压电源05

null第8章 直流稳压电源 第8章 直流稳压电源 8.1 概述 8.2 整流电路 8.3 滤波电路 8.4 线性稳压电路 8.5 开关稳压电源 8.6 单相可控硅整流电路 小结 8.1 概 述 8.1 概 述 一般电子设备所需的直流稳压电源都由电网中的50 Hz /220 V交流电转化而来。 图8-1为线性直流稳压电源的结构框图。 可见50 Hz/220 V交流电经变压器变压后， 被由二极管组成的电路整流成脉动的直流电， 再经滤波网络平滑成有一定纹波的直流电压， 对于性能要求不高的电子电路， 滤波后的直流电压就可以应用了， 但对于稳压性能要求较高的电子电路， 滤波后再加一级集成稳压环节。 这样加到负载上的直流电压纹波就非常低了。 null图8-1 直流稳压电源框图 8.2 整 流 电 路 8.2 整 流 电 路 8.2.1 单相半波整流电路 图8-2（a）为电阻性负载， 单相半波整流电路。 图8-2（b）为电路中电压、 电流的波形。 电路中T为电源变压器， VD为整流二极管， RL为负载电阻。 null 图8-2 单相半波整流电路 （a） 电路； （b） 工作波形 null 参数计算如下： (1) 输出平均电压Uo（av）。 这是指输出电压uo在一个周期中的平均值， 即 （8-1） null (2) 输出电流平均值Io（av）。 输出电流等于流过二极管的电流， 两者的平均值也相等， 为（8-2） (3) 二极管承受的最高反向峰值电压URM。 u2负半 周时二极管截止， uD=u2， 因此（8-3） null (4) 脉动系数S。 由于输出是脉动的直流电压， 即直流分量上还叠加着许多交流分量。 脉动系数S定义为输出基波幅值UO1M与输出平均电压Uo（av）之比， 即 （8-4） 半波整流电路虽然电路结构简单， 但效率低， 输出 脉动大， 因此很少单独用作直流电源。 null 8.2.2 单相全波整流电路 图8-3（a）为电阻性负载单相全波整流电路。 8-3（b）为电路中电压、 电流波形。 电路中T为带中心抽头的变压器， VD1、 VD2为整流二极管， RL为负载电阻。 null 图8-3 单相全波整流电路 （a） 整流电路图; （b） 电路中电压、 电流波形null 图8-3 单相全波整流电路 （a） 整流电路图; （b） 电路中电压、 电流波形null 按单相半波整流电路的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 方法， 可得输出电压平均值、 输出电流平均值为单相半波整流的2倍， 二极管中的平均电流值为（8-5） 二极管承受的最大反相电压为 （8-6） null 8.2.3 单相桥式整流电路 图8-4（a）为单相桥式整流电路， 图8-4（b）为习惯画法， 其中VD1～ VD4为四个整流二极管， 也常称之为整流桥。 null 图8-4 单相桥式整流电路 （a） 电路图; （b） 简化画法; （c） 电压、 电流波形 null 图8-4 单相桥式整流电路 （a） 电路图; （b） 简化画法; （c） 电压、 电流波形 null 桥式整流电路各参数计算如下： (1) 输出平均电压Uo（av）。 由uo波形可知， 桥式整流是半波整流的2倍， 即 （8-7） null (2) 流过二极管的平均电流ID(av)。 由于VD1 、 VD3和VD2、 VD4轮流导通， 因此流过每个二极管的平均电流只有负载电流的一半， 即（8-8） null (3) 二极管承受的最高反向峰值电压URM。 当u2上正下负时， VD1 、 VD3导通， VD2、 VD4截止， VD2 、 VD4相当于并联后跨接在u2上， 因此反向最高峰值为 （8-9） 单相桥式整流电路只比全波整流电路多用了两个二极管， 由于二极管的反向耐压值要求较低， 因此电路的效率较高。 8.3 滤 波 电 路 8.3 滤 波 电 路 8.3.1 电容滤波电路 在整流电路中， 把一个大电容C并接在负载电阻两端就构成了电容滤波电路， 其电路和工作波形如图8-5所示。 null 图8-5 桥式整流电容滤波电路及波形 （a） 电路; （b） 电压、 电流工作波形null 经上述分析可知， 由于在二极管截止期间电容Ｃ向负载电阻缓慢放电， 使得输出电压的脉动减小， 结果平滑了许多。 输出电压平均值也得到了提高。 显然RLC的值越大， 滤波效果越好， 当负载开路时（RL=∞）， 。 为了取得良好的滤波效果， 一般取 (8-10) 式中， T为交流电源的周期。 此时的输出电压平均值为   Uo（av）≈1.2 U2 (8-11)null 例8-1 在单相桥式整流电容滤波电路中， 已知交流电源的频率f=50 Hz， 要求输出直流电压40 V， 输出电流40 mA。 试选择整流二极管及滤波电容。 null 8.3.2 其他形式的滤波电路 1． RC Π型滤波器 图8-6所示是RCΠ型滤波器。 图中C1电容两端电压中的直流分量， 有很小一部分降落在R上， 其余部分加到了负载电阻RL上； 而电压中的交流脉动， 大部分被滤波电容C2衰减掉， 只有很小的一部分加到负载电阻RL上。 此种电路的滤波效果虽好一些， 但电阻上要消耗功率， 所以只适用于负载电流较小的场合。 null图8-6 RCΠ型滤波器 null图8-7 LCΠ型滤波器 null 2． LC Π型滤波器 图8-7所示是LCΠ型滤波器。 可见只是将RCΠ型滤波器中的R用电感L做了替换。 由于电感具有阻交流通直流的作用， 因此在增加了电感滤波的基础上， 此种电路的滤波效果更好， 而且L上无直流功率损耗， 所以一般用在负载电流较大和电源频率较高的场合。 缺点是电感的体积大， 使电路看起来笨重。 null 8.3.3 倍压电路 1． 二倍压电路 如果想要用电容整流滤波电路获得高于变压器次级峰值电压的二倍、 三倍、 四倍或更多倍， 则称该电路为倍压电路。 图8-8所示为二倍压电路。 null图8-8 二倍压电路 null 用Um来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示变压器次级电压的峰值， 忽略二极管的正向导通压降， 当变压器次级电压源上正下负时， VD1导通、 VD2截止、 电容C1被充电， 两端电压达到Um， 如图8-9(a)所示； 当次级电压上负下正时， VD1截止、 VD2导通， 电容C2被充电， 两端电压等于C1上电压与变压器次级绕组电压之和， 即为2Um。 如 图8-9(b)所示。 C2两端的电压就是输出电压。 图中二极管承受的最大反向耐压值为2Um。 null 图8-9 二倍压电路分析 （a） VD1导通、 VD2截止; （b） VD1截止、 VD2导通null 图8-10为另一种二倍压电路。 当变压器次级电压上正下负时， VD1导通、 VD2截止， 电容C1被充电， 两端电压达到Um， 如图8-11（a）所示； 当次级电压上负下正时， VD1截止， VD2导通， 电容C2被充电， 两端电压达到Um， 如图8-11（b）所示。 输出电压为C1和C2串联在一起的电容两端电压。 图8-11(b)中二极管承受的最大反向电压为Um。 null图8-10 二倍压电路 null 图8-11 二倍压电路分析 (a) VD1导通、 VD2截止; (b) VD1截止， VD2导通null 2． 三倍压和四倍压电路 图8-12为三倍压和四倍压电路。 设电源接通的瞬间， 变压器的次级上正下负， 则VD1导通， 其余二极管都截止， 电容C1被充电， 其两端电压被充到变压器的峰值电压。 当次级的电压上负下正时， VD2导通， 其余二极管被截止， 电容C2被充电。 当次级的电压又转为上正下负时， VD3导通， 其余二极管截止， 电容C3被充电。 当次级电压再次上负下正时， VD4导通， 其余二极管截止， 电容C4被充电。 null 实际上经过多次的反复充电， 电容上的电圧才能达到相对稳定的值， 除C1两端为Um， 其余电容上的电压均为2Um， 电容两端达到稳定值的先后顺序为C1、 C2、 C3、 C4。 C1和C3串联的两端电压可以达到3Um， C2和C4串联的两端电压可以达到4Um， 如图中标注的那样。 图中二极管所承受的反向电压峰值为2Um。 null图8-12 三倍压和四倍压电路 8.4 线性稳压电路 8.4 线性稳压电路 8.4.1 直流稳压电源的主要性能指标 由于直流稳压电路的输出电压Uo是随输入电压及整流滤波电路的输出电压、 负载电流Io和环境温度的变化而变化的。 因此， 可以用与上述因素有关的几个指标来衡量直流稳压电路的质量。 null 1. 电压调整率SU 当负载电流和环境温度不变， 输入电网电压波动±10%时， 输出电压的相对变化量被称之为电压调整率， 即(8-12) 它反映了直流稳压电源克服电网电压波动影响的能力。 null 2. 电流调整率SI(8-13) 当输入电压和环境温度不变， 负载电流从零变到最 大时， 输出电压的相对变化量， 叫电流调整率， 即(8-14) null 3. 温度系数ST 当输入电压和负载电流均不变时， 输出电压的变化量与环境温度变化量之比， 即(8-15) 它反映了直流稳压电源克服温度影响的能力。 null 8.4.2 串联反馈式稳压电路 图8-13为晶体管串联反馈式稳压电路。 图中V1为调整元件， 电阻R1和R2为取样电路， R4和VDZ组成标准参考电压。 V2为比较放大元件， 从反馈放大器的角度看， 该电路属于电压串联负反馈电路， 而且调整元件V1与负载电阻RL串联， 因此也称之为串联反馈式直流稳压电路。 其稳压过程如下： null 当负载电阻RL不变时， 电网电压波动， 波动后的电压Ui上升会导致输出电压向上波动， 同时取样电压的增加使V2的基极电位UB2升高， 造成V2管的基极电流IB2和集电极电流IC2增大， 导致V2管的集电极UC2也就是V1管的基极UB1电位的下降， 使V1管的基极电流IB1和集电极电流IC1下降， 而管压降UCE1增加。 由于输出电压Uo等于输入电压Ui减V1管压降UCE1， 因此抑制了输出电压的增加， 起到了稳压作用。 null图8-13 晶体管串联反馈式稳压电路null电路中的电压和电流调整过程如下： 同理， 当输入电压上下波动引起输出电压减小时， 电 路将产生与上述相反的稳压过程。  null 8.4.3 三端集成稳压器 1. 三端固定输出线性集成稳压器 三端固定输出线性集成稳压器有CW78XX（正输出）和CW79XX（负输出）系列。 其型号后两位XX所标数字代表输出电压值， 有5、 6、 8、 12、 15、 18、 24 V。 其中额定电流以78（或79）后面的尾缀字母区分， 其中L表示0.1 A， M表示0.5 A， 无尾缀字母表示1.5 A等。 如CW78M05表示正输出、 输出电压5 V、 输出电流0.5 A。 null 2. 三端可调线性集成稳压器 三端可调线性集成稳压器除了具备三端固定集成稳压器的优点外， 在性能方面也有进一步提高， 特别是由于输出电压可调， 应用更为灵活。 目前， 国产三端可调正输出集成稳压器系列有CW117（军用）、 CW217（工业用）、 CW317（民品）； 负输出集成稳压器系列有CW137（军用）、 CW237（工业用）、 CW337（民用）等。几种三端集成稳压器外形及管脚排列如图8-14所示。 null图8-14 三端集成稳压器外形及管脚排列null 8.4.4 三端集成稳压器的应用 1． CW78XX、 CW79XX器件的应用 图8-15为CW78XX、 CW79XX器件的应用电路原理图， 为保证稳压器正常工作， 其最小输入、 输出电压差应为2 V。 图中电容C1可以减小输入电压的纹波， 也可以抵消输入线产生的电感效应， 以防止自激振荡。 输出端电容C2用以改善负载的瞬态响应和消除电路的高频噪声。 null 三端集成稳压器当中的低压差器件， 输入、 输出之间的电压在0.6 V以下， 有的在0.4 V以下也能正常工作， 其静态工作电流也只有几毫安至几十毫安， 因此效率很高。 电路与图8-14所示相同。 null图8-15 CW78XX、 CW79XX器件的应用电路原理图null 2． 三端可调输出集成稳压器的应用 如图8-16所示为输出可调的正电源， 图中电容C1、 C2的作用在前面的电路中讲过， 电容C2用于抑制调节电位器时产生的纹波干扰。 二极管VD1、 VD2为保护电路。 VD1用于防止输入短路时， C3通过稳压器的放电而损坏稳压器； VD2用于防止输出短路时， C2通过调整端放电而损坏稳压器。 在输出电压小于7 V时， 也可不接。 null 图8-16三端可调输出正电源 null 常温下输出端和调整端电压的典型值为1.25 V， 由图可知(8-16) Iadj为调整端的电流， 因其值小, 计算时可忽略。 图8-17所示是以CW317、 CW337为例的输出可调 正负电源。 其分析、 计算方法和正电源相同。 null图8-17 可调正负电源 8.5 开关稳压电源 8.5 开关稳压电源 8.5.1 开关电源的控制方式 1. 脉冲宽度调制方式 脉冲宽度调制方式简称脉宽调制（Pules Width Modulation）， 缩写为PWM式。 其特点是固定开关频率， 通过改变脉冲宽度来调节占空比。 其缺点是受功率开关管最小导通时间的限制， 对输出电压不能做宽范围有效调解。 目前集成开关电源大多采用ＰＷM方式。 null 2. 脉冲频率调制方式 脉冲频率调制方式简称脉频调制(Pules Frenqency Modulation)。 它是将脉冲宽度固定， 通过改变开关频率来调节占空比的。 PWM方式和PFM方式的调制波形分别如图8-18所示， tp表示脉冲宽度（即功率开关管的导通时间Ton， T代表周期)。 从中很容易看出两者的区别。 无论是改变tp还是T， 最终调节的都是脉冲占空比（ tp /T）， 输出电压和占空比成正比。 null 图8-18 开关电源调制波形 （a） PWM调制波形; （b） PMF调制波形null 3. 混合调制方式 混合调制方式是指脉冲宽度与开关频率均不固定， 彼此都能改变的方式。 它属于PWM和PMF混合方式。 由于tp和T均可单独调节， 因此占空比调节范围最宽， 适合制作供实验室使用的输出电压可宽范围调节的开关电源。 null 8.5.2 脉宽调制式开关电源的基本原理及应用电路 1． 带高频输出变压器的开关电源 带高频输出变压器的开关电源的原理框图如图8-19所示。 交流220 V/50 Hz输入电压经过整流滤波电路后变成直流电压， 再由功率开关管V（或MOSFET）斩波、 高频变压器Ｔ变压， 得到高频矩形波电压。 null图8-19 脉宽调制式开关电源 null 图8-20为单片开关电源典型应用电路。 TOPSWitch为PWM控制系统的集成芯片， 为美国PI公司的产品， T是高频变压器， VDZ1和VD1保护TOPSWitch不被高频变压器产生的尖峰电压所击穿， VD2和Cout、 VD3和Cf起整流滤波作用。 null图8-20 单片开关电源典型应用电路null 2． 不带高频输出变压器的开关电源 不带高频输出变压器的开关电源原理图如图8-21所示。 它由开关调整管V、 滤波器及续流二极管VD、 控制电路三大部分组成。 其中控制电路有专用的集成电路， 其内部包含三角波（或锯齿波）发生器、 基准电压源、 误差放大器A1、 电压比较器A2等。 虚线框内为专用的集成电路， 有些专用的集成电路也把调整管置于其中。 null图8-21 开关电源原理图null图8-22 L4690构成的单片开关电源8.6 单相可控硅整流电路8.6 单相可控硅整流电路 8.6.1 晶闸管 晶闸管是晶体闸流管的简称， 又称为可控硅 。它是一种大功率、 可以控制其导通与截止的半导体器件， 具有用弱电控制强电的特点。 因此， 晶闸管在可控整流、 可控逆变、 可控开关、 交直流电机的调速系统、 随动系统等电路中得到了广泛应用。 null 1． 晶闸管的结构 晶闸管内部有三个PN结、 PNPN四层半导体， 外引出三个电极， 分别为阳极a、 阴极k和控制极或称为门级g。 图8-23为晶闸管的结构示意图及等效电路。 null图8-23 晶闸管的结构及等效电路 (a) 结构; (b) 等效电路null 晶闸管的外形有螺旋式、 平板式和普通三极管模样的三足式。 平板式的上、 下两面金属体是阳极和阴极。 三足式的三个电极可以用万用表测得或根据型号查手册。 大功率晶闸管一般都加散热片。 图8-24是晶闸管的符号和外形。 本教材采用阴极侧受控的符号， 如图8-24(a)所示。 null 图8-24 晶闸管的符号及外形 （a）、（b）、 （c） 符号； （d）、 （e）、 （f） 外形null 2． 晶闸管的导电特性 如图8-25所示， 当开关S1闭合、 S2断开， 即只在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压Uak（简称阳压UA）时， 由于晶闸管内部两个等效三极管均无基极电流而处于截止状态。 因此， 此时晶闸管是截止的。 null图8-25 晶闸管的导电特性 null 3. 伏安特性曲线 晶闸管的阳压UA与阳流IA之间的关系曲线称为晶闸管的伏安特性曲线， 如图8-26所示。 晶闸管的特性曲线分为正向特性和反向特性两个部分， 下面分别加以讨论。 1) 正向特性 当晶闸管只加正向阳压时， 流过晶闸管的电流很小， 晶闸管处于正向阻断状态， 如曲线中的0A段。 null图8-26 伏安特性曲线 null 2) 反向特性 当晶闸管加反向阳压时， 晶闸管只有很小的反向电流， 晶闸管处于反向阻断状态， 如曲线0D所示。 null 4. 主要参数 晶闸管的技术参数有几十项， 下面介绍几个最主要的参数。 1) 正向转折电压UB0 控制极开路、 额定结温条件下， 在晶闸管的阳极与阴极间加正弦半波正向电压， 元件由正向阻断转向导通状态所对应的电压峰值， 称为正向转折电压UB0。 null 2) 反向转折电压UBR 控制极开路、 额定结温条件下， 在晶闸管的阳极与阴极间加反向电压， 元件从反向阻断转向击穿状态时的反向电压蜂值称为反向转折电压UBR。 null 3) 正向重复峰值电压UFM 0.8UB0值称为正向重复峰值电压。 其本意是在控制极开路、 额定结温条件下， 允许重复加于晶闸管的正向电压峰值。 4) 反向重复峰值电压URM 0.8UBR值称为反向重复峰值电压。 其本意是在控制极开路、 额定结温条件下， 允许重复加于晶闸管的反向电压峰值。 null 5) 额定电压 取UFM和URM中数值最小者为标注在晶闸管上的额定电压值（由于晶闸管UB0与UBR具有对称性， 因此UFM与URM亦具有对称性）。 为安全起见， 在使用中一般取额定电压是正常工作电压峰值的2～3倍。 6) 额定正向平均电流IF 在标准散热条件及规定的环境温度条件下， 允许连续通过晶闸管的工频正弦半波电流平均值称为额定平均电流IF。 为在使用中不使晶闸管过热， 一般取IF是正常工作平均电流的1.5～2倍。 null 7) 维持电流IH 控制极开路、 维持晶闸管导通的最小电流称为维持电流。 小于此值时晶闸管将自行关断。 8) 浪涌电流ITSM 元件在通态平均电流稳定后， 在工频正弦一个周期内， 元件所能承受的过载峰值电流。 9) 控制极触发电压UG和触发电流IG 规定结温条件下， 加一定阳压（一般用工频半波峰值电压为6 V）时， 能使晶闸管从阻断到导通所需的最小控制极直流电压和直流电流值， 一般UG约为1～5 V， IG约为几毫安至几百毫安。 null 10) 控制极反向电压UGR 规定结温条件下， 控制极与阴极之间所能加的最大反向电压峰值称为控制极反向电压， UGR一般不超过10 V。 null 8.6.2 单相可控硅整流电路 1． 单相半波可控硅整流电路 1） 电路组成 图8-27(a)是电阻性负载的单相半波可控硅整流电路。 它由电源变压器Ｔ、 晶闸管V和负载RL组成， 图中晶闸管的触发电路未画出。 图8-27(b)是其工作波形。 null图8-27 单相半波可控硅整流电路 (a) 电路; (b) 工作波形null 2） 工作原理 在图8-27(b)中， 当电源电压u2为正半周， 即上正下负时， 晶闸管承受正向阳压， 这时只要在晶闸管的控制极加上触发信号UG， 晶闸管即可导通。 如在ωt1处给晶闸管加触发电压， 晶闸管便立即导通， 导通后管压降很小， 若忽略不计， 则u2电压要通过晶闸管全部加于负载RL上输出， 并有电流io流过负载。 null 3） 电路参数计算 输出电压平均值Uo(av)。 由图8-27（b）中的uo波形可得输出电压平均值为 (8-17) 式中的U2为变压器次级电压有效值。 null输出电流平均值Io(av) (8-18) 晶闸管承受的最高反向电压UTM为 (8-19) null输出电压有效值（即均方根）为 (8-20) 负载电流有效值为 (8-21) null 2． 单相桥式可控硅整流电路 1） 工作原理 图8-28(a)是电阻性负载的单相桥式可控硅整流电路。 当电源电压u2为正半周， 即上正下负时， V1、 VD2承受正向电压， V1被触发即可导通。 如在ωt1处给V1加一个触发脉冲， 则V1、 VD2导通， 整流电流的方向为a→V1→RL→VD2→b， 至ωt2处因电源电压为零， 晶闸管自行关断。 在V1、 VD2 导通时， 因V2、 VD1受反压而截止。 null 在电源电压u2为负半周， 即上负下正时， V2、 VD1受正向电压， V2被触发即可导通。 如在ωt3处给V2加一个触发脉冲， 则V2、 VD1立即导通， 整流电流的方向为b→V2→RL→VD1→a， 至ωt4处因电源电压为零， 晶闸管自行关断。 在V2、 VD1导通时， V1、 VD2因受反压而截止。 其工作波形如图8-28(b)所示。 null图8-28 单相桥式可控硅整流电路及波形 (a) 单相桥式可控整流电路; (b) 工作波形null 2） 电路参数的计算 输出电压平均值Uo(av)。 由图8-28（b）中的uo波形可得输出电压平均值为 (8-22) null输出电流平均值为Io(av) (8-23) 流过每个晶闸管和整流二极管的电流平均值为  (8-24) 晶闸管和整流二极管承受的最高反向电压为 (8-25) null 8.6.3 晶闸管的触发电路 晶闸管导通除了需要在它的阳极和阴极之间加正向阳压外， 还必须在控制极与阴极之间加一定的正向触发电压， 这种触发电压可由触发电路来提供。 由于晶闸管一旦导通后， 控制极就失去控制作用， 因此触发电压一般是持续时间较短的脉冲信号， 称为触发脉冲或触发信号。 当然， 也可以用正弦波交流电压和直流电压作为触发信号。 null 1． 单结晶体管 单结晶体管是一种具有一个PN结、 一个发射级e、 两个基极b1和b2的双基极晶体管， 简称单结管。 图8-29是单结管的结构、 符号和等效电路。 它是在一个N型硅片上引出两个欧姆接触极b1和b2（分别叫做第一基极和第二基极）， 在靠近b2处制作一个P型区， 并引出电极作为发射极e， 最后密封成一个单结管。 null图8-29 单结管的结构、 符号和等效电路 (a) 结构; (b) 符号; (c) 等效电路null 2． 单结管的伏安特性 单结管发射极电压与发射极电流之间的关系曲线称为伏安特性， 即 (8-26) 图8-30是单结管伏安特性的测试电路及特性曲线。 null图8-30 单结管的测试电路及伏安特性曲线 （a） 电路; （b） 伏安特性曲线null 由图8-30可知， 当b2、 b1之间加上直流电压UCC时， 此电压分别加于Rb2、 Rb1上， b点对地电压为 (8-27) 式中, η为分压比。 null 3． 单结管振荡器 1） 电路组成 图8-31(a)所示为单结管张驰振荡器的电路图， 图8-31（b）是其工作波形。 由图8-31(a)可知， 电路中单结管外接定时电阻Re、 电容C、 负载电阻R1和温度补偿电阻R2。 null图8-31 单结管张驰振荡器及工作波形 （a） 电路; （b） 工作波形null 2） 工作原理 在图8-31中， 当电源电压接通后， UCC将通过Re对电容C充电、 使电容电压uC（也就是单结管发射极电压Ue）逐渐升高。 当Ue升高到峰点电压UP时， 单结管导通， 此时Rb1迅速减小， 电容电压uC通过PN结向R1放电。 由于放电时间常数很小， 放电很快结束， 使得电容电压很快降低。 当Ue降低到单结管的谷点电压UV时（此时因经Re流入的电流也小于IV）， 单结管阻断。 以后电源UCC又通过Re对电容C充电， 重复以上过程。 null 3） 元件参数选择 根据电路可知， 当发射极电压被充到Ue=UP时， 如所选电阻Re太大， 发射极电流Ie不能大于IP， 则单结管不能导通。 同理， 当发射极电压Ue下降到UV时， 如所选电阻Re太小， 则Ie不能小于IV， 也不能由导通转为截止而产生振荡， 根据电路可算得 (8-29) null 4． 触发脉冲对可控硅整流电路的同步控制 所谓同步控制， 是指触发脉冲要和晶闸管的交流电源电压的相位配合得当。 如图8-32所示， 以单相桥式可控整流电路为例， 必须使触发脉冲在电源电压每次过零后， 都滞后α角出现， 使晶闸管每次导通控制角α都相同。 因为用单相桥式整流电路为单结管张弛振荡器供电， 使得张驰振荡器在交流电压u2每次过零点处， 其电路工作状态都相同， 即在u2的每半个周期内， 电容C的充放电过程都相同， 从而保证了u2每半个周期中的控制角α都相同， 工作波形如图8-32(b)所示。null图8-32 可控硅整流同步控制电路及工作波形null 其中对于UG的波形， 每半个周期中只是第一个触发脉冲起作用， 因为晶闸管被触发导通后， 控制极就失去了控制作用。 习 题 习 题 8.1 在图8-33所示电路中， 己知输入电压ui为正弦波， 试分析哪些电路可以作为整流电路? 哪些不能， 为什么?应如何改正? null图8-33null 8.2 在如图8-5所示的桥式整流电容滤波电路中， 已知C=1000 μF， RL=40 Ω。 若用交流电压表测得变压器次级电压为20 V， 再用直流电压表测得RL两端电压为下列几种情况， 试分析哪些是合理的?哪些表明出了故障?并说明原因。 (1) Uo=9 V； (2) Uo=18 V； (3) Uo=28 V; (4) Uo=24 V。 8.3 己知桥式整流电路负载RL=20 Ω， 需要直流电压Uo=36 V。 试求变压器次级电压、 电流及流过整流二极管的平均电流。 null 8.4 在桥式整流电容滤波电路中， 已知RL=120 Ω， Uo=30 V， 交流电源频率f=50 Hz。 试选择整流二极管， 并确定滤波电容的容量和耐压值。 8.5 如图8-34所示， 已知稳压管的稳定电压 UZ=12 V， 硅稳压管稳压电路输出电压为多少？R值如果太大时能否稳压？R值太小又如何？ null图8-34 null 8.6 在图8-13所示的串联型稳压电路中， 已知稳压管VDZ的稳定电压UZ=3.3 V， 输出电压的正常值为Uo=12 V， 如果R1=1 kΩ， R2应调到多大值？如要求Uo能调节±10%， R2应为多大的电位器？ 8.7 在图8-13所示的串联型稳压电路中， 已知取样电阻R1=100 Ω， R2=400 Ω， 基准电压UZ=6 V， 求输出电压的调节范围。 null 8.8 在下面几种情况中， 可选用什么型号的三端集成稳压器？ （1） Uo=+12 V， RL最小值为15 Ω; （2） Uo=+6 V， 最大负载电流ILmax=300 mA； （3） Uo=-15 V， 输出电流范围Io为10～80 mA。 8.9 如图8-35所示电路中， 三极管起何种作用? null图8-35 null图8-36 null 8.10 如图8-36所示， 三端集成稳压器静态电流为Io=6 mA， Rp为电位器， 为了得到10 V的输出电压， 试问： 应将Rp调到多大？ 8.11 图8-37是一种开关电源的基本原理图, 试说明L、 C、 VD的作用并画出图中UE、 uC、 Uo的波形。 null图8-37 null图8-38null 8.12 如图8-38所示电路为一开关电源原理图， 说明图中三极管V、 二极管VD、 电容C的作用？ 8.13 确定在图8-39中， 开关在“1”和“2”位置时各输出电压值或输出电压范围。 null图8-39 null 8.14 有一电阻性负载单相桥式可控整流电路， 它需要的直流电压为0～60 V， 直流电流为0～10 A。 试计算变压器次级电压的有效值并选择整流二极管和晶闸管。 8.15 一单相桥式可控硅整流电路， 电阻性负载 RL=5 Ω， 电源电压U2=220 V， 晶闸管的控制角α=60。 试求： （1） 输出直流电压； （2） 选择整流二极管和晶闸管。 8.16 图8-40所示是一个什么电路？由几部分构成？A点、 B点、 C点为何种电压波形？调节Rp的大小对D点的输出信号有何影响？null图8-40