电子线路非线性部分谢嘉奎绪论第一章标准[1]

电子线路非线性部分谢嘉奎绪论第一章 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 [1]0.1　非线性电子线路的作用一、线性电子电路与非线性电子电路电子器件严格讲是非线性的，但依使用条件不同，表现的非线性程度不同。为此，有如下两种应用：　　线性电路：对信号进行处理时，尽量使用器件特性的线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。　　非线性电路：对信号进行处理时，使用了器件特性的非线性部分，利用器件的非线性完成振荡、频率变换等功能。器件特性与使用条件密切相关，例如：小信号条件下，输入信号小，在一定条件下电路可用线性等效电路表示，例如各种小信号放大器(《线性电子线路》)中，器件的特性归属线性电子线路。大信号条件下，输入信号大，必涉及器件的非线性部分，例如功率放大器。故不能用线性等效电路表示电子器件的特征，而必须用非线性电路的分析方法。所以，功放归属非线性电子线路。二、非线性电子线路在通信系统中的应用1．通信系统的分类(1)有线通信系统：利用导线传送信息(2)无线通信系统：利用电磁波传送信息(3)光纤通信系统：利用光导纤维传送信息2．无线通信系统图0-1-1　无线通信系统的组成组成：发射装置+接收装置+传输媒体(1)发射装置①换能器：将被发送的信息变换为电信号。例：话筒将声音变为电信号。　　　　　　　将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。②发射机：无线通信系统的组成③天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。(2)接收装置接收是发射的逆过程。①接收天线：高频电振荡电信号②接收机：将从空间接收的电磁波高频电振荡。③换能器：将电信号所传送信息(3)传输媒体——电磁波　　电磁波传送方式，依据波长不同，可分为：长波、中波、短波、超短波。表1　各波段特点波段波长/m频率/MHz特点说明中、长波>200<1.5沿地表传播大地表面是导体，一部分电磁波会损耗掉，频率越高，损耗越大短波10~2001.5~30靠电离层反射传播电磁波一部分被吸收，另一部分被反射或折射到地面。频率越高，被吸收的能量越小，但频率超过一定值，电磁波会穿过电离层，不再返回地面超短波<10>30沿空间直线传播地球表面是弯曲的，所以只能限制在视线范围内图0-1-2　无线电波传播方式传播距离：电离层＞地面＞直线3．无线通信存在的问题(1)接收信号微弱电磁波接收天线(2)存在干扰　　例如其他电台的发射信号，各种工业、医学装置辐射电磁波，大气层、宇宙固有的电磁干扰等。对接收装置的要求：增益高，选择性好。4．解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 　　发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、解调。　　(1)调制　　由携有信息的电信号(如音频信号)去控制高频振荡信号的某一参数(如振幅)，使该参数按照电信号的规律而变化(调幅)。调制信号：携有信息的电信号。载波信号：未调制的高频振荡信号。已调波：经过调制后的高频振荡信号。根据受控参数：调幅、调角(调频、调相)。　　(2)解调　　调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。(3)调制的作用　　①减小天线的尺寸。音频范围：20Hz~20kHz，若发射100Hz，波长=c/f=3000km，天线至少几百千米。需减少波长，提高发射频率。　　②选台。将不同电台发送的信息分配到不同频率的载波信号上，使接收机可选择特定电台的信息而抑制其他电台发送的信息和各种干扰。5．调幅发射机组成图0-1-3　调幅广播发射机的组成调幅广播发射机的组成各部分作用：　　(1)振荡器　　产生fosc的高频振荡信号，几十千赫以上。　　(2)高频放大器　　多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，使频率倍增至fc，并提供足够大的载波功率。　　(3)调制信号放大器　　多级放大器，前几级为小信号放大器，放大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。　　(4)振幅调制器　　实现调幅功能，将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到天线上。6．调幅接收机图0-1-4　调幅广播接收机的组成调幅广播接收机的组成　　(1)高频放大器　　为小信号谐振放大器，作用：　　①选台。利用可调谐的谐振系统选出有用信号，抑制其他频率的干扰信号。　　②放大。放大选出的有用信号。　　(2)混频器　　两路输入为：　　①由高放级：已调信号fc。　　②由本机振荡器：本振信号fL。　　作用：载波变频——将已调信号的载波由fc(高频)变换为fI(中频)，fI=|fc-fL|而调制波形不变。　　(3)本机振荡　　产生频率为fL=|fc+fI|(或fL=fc-fI)的高频等幅振荡信号。fL可调，并能跟踪fc。　　(4)中频放大器　　为多级固定调谐的小信号放大器，作用：放大中频信号。　　(5)检波器　　解调，从中频调幅波还原所传送的调制信号。　　(6)低频放大器　　小信号放大器＋功率放大器，作用：放大调制信号，向扬声器提供所需的推动功率。　　可见，有用信号在不同频率上进行放大——超外差接收机。　　特点：解调电路前包括混频器、本机振荡、中频放大器等。　　优点：增益高，选择性好。　　直接高放接收机：解调前仅包括高放，无混频器、本机振荡、中频放大器等，增益低，选择性差。7．其他通信系统　　①调频无线通信系统，发射机和接收机都包括上述各模块，区别主要在于调制器和解调器上。　　实现调制的模块——频率调制器；　　实现解调的模块——频率检波器或鉴频器。　　②数字通信系统，调制信号为数字信号，相应的调制为数字调制。　　③软件无线电，用软件的方法实现通信系统中一部分电路的功能，改变程序便可变更调制方式。8．小结　　(1)非线性电子线路讨论的范围　　除小信号放大器以外的其他功能电路——振荡器、功放、调制器、解调器、混频器、倍频器。(2)本课程讨论的内容——三类电路　　①功率放大电路——在输入信号作用下，可将直流电源提供的部分功率转换为按输入信号规律变化的输出信号功率，并使输出信号的功率大于输入信号的功率。　　②振荡电路——可在不加输入信号的情况下，稳定地产生特定频率或特定频率范围的正弦波振荡信号。　　③波形变换和频率变换电路——能在输入信号作用下产生与之波形和频谱不同的输出信号。包括：调制电路、解调电路、混频电路和倍频电路。本课程将顺序学习这三类电路。0.2　非线性器件的基本特点　　非线性电子线路中，上述三类功能的实现利用了器件的非线性特性，为此，有必要首先了解非线性器件的基本特点(参数、控制变量、不能用叠加定理)。一、非线性器件特性的参数主要有三个参数：①直流参数适用于直流分析②交流参数适用于频率变换电路的分析③平均参数适用于功率放大和振荡电路的分析iv图0-2-1例：非线性电阻：①直流电导定义：意义：表明直流电流与直流电压间的依存关系。特点：其值是VQ(或IQ)的非线性函数。应用：直流分析。②交流电导定义：　　意义：伏安特性曲线上任一点的斜率，或该点上增量电流与增量电压的比值。特点：其值是VQ(或IQ)的非线性函数。应用：交流分析。③平均电导图0-2-2　在大信号作用下的电流波形　　定义：当器件两端加余弦电压v=Vmcost时，因特性的非线性，流过器件的电流必为非余弦，将其按傅里叶级数展开：　　则平均电导即为基波电流振幅与外加电压振幅之比：　　意义：反映基波电流与外加电压间的依存关系。特点：其值是VQ(或IQ)的非线性函数。应用：功放和振荡电路分析。二、非线性器件特性的控制变量　　控制变量不同，非线性器件的特性也不同，故分析时须注明它的控制变量。　　1．控制量不同，特性不同iv图0-2-1　　例1：二极管　　电压为控制量——电流对电压呈指数关系变化；　　电流为控制量——电压对电流呈对数关系变化。2．特性为非单调时——多值和负值例2：隧道二极管图0-2-3　伏安特性曲线(1)控制变量电压：电流为单值电流：电压为多值——压控非线性器件(2)直流电导g0＞0，在曲线上任一点均为正。(3)交流电导g(a,b)<0，即在a、b段为负电导。　　器件特性的描述与控制变量有关，并可能出现负参数，尤其特性非单调变化时——非线性与线性器件的重要区别。三、不满足叠加定理若　　i=f(v)，　　　v=v1+v2则　　i=f(v1+v2)　　但　　if(v1)+f(v2)例　　　i=av2　　　　　　　　v=v1+v2　　　　　注意，i中除体现两电压分别作用外，还包含两电压乘积项产生的响应电流。若v1=V1mcos1t，v2=V2mcos2t，则i中除出现1，2两分量外，还出现两电压乘积项产生的角频率为12的新频率分量。　　出现新的频率成分非线性电路可以实现频率加、减等更多电路功能。0.3　本课程的特点1．工程上采用近似分析法　　非线性器件物理特性复杂，需要解非线性方程或时变系数的线性微分方程。　　对策：对器件数学模型和电路工作条件进行合理近似，用近似分析方法获得具有实用意义的结果。2．功能与电路形式多　　对策：抓本质——功能再多也是借助器件的非线性；抓基本电路——种类虽多，但都是在为数　　　　不多的基本电路上发展起来的。　3．重视实验环节，坚持理论联系实际本书内容安排的三个层次：①由电路功能的基本原理导出基本电路。②合理近似，引出对电路的工程近似分析。　　③根据分析结果，提出对电路的设计原则及改进电路性能的基本途径。第1章　功率电子线路1.1　功率电子线路概述1.2　功率放大器的电路组成和工作特性1.3　乙类推挽功率放大电路1.4　功率合成技术1.5　整流与稳压电路第1章功率电子线路1.1　功率电子线路概述1.1.1　功率放大器1.1.2　电源变换电路1.1.3　功率器件1.1　功率电子线路概述作用：高效地实现能量变换和控制。种类：　　(1)功率放大电路　　特点：放大　　用途：通信、音像等电子设备。　　(2)电源变换电路　　特点：能量变换　　用途：电源设备、电子系统、工业控制等。1.1.1　功率放大器特点：工作在大信号状态。一、功率放大器的性能要求　　①安全。输出功率大，管子在极限条件下运用。　　②高效率。　　C——集电极效率(CollectorEfficiency)　　Po——输出信号功率；PD——电源提供的功率；　　PC——管耗(PowerDissipation)/集电极耗散功率；　　Po一定，C越高，PD越小PC小，既可选PCM小的管子，以降低费用，也节省能源。　　③失真小。　　尽管功率增益也是重要的性能指标，但安全、高效和小失真更重要，前者可以通过增加前置级祢补。二、功率管的运用特点1．功率管的运用状态　　根据功率管在一个信号周期内导通时间的不同，功率管运用状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等多种。①甲类：功率管在一个周期内导通，c=。②乙类：功率管仅在半个周期内导通，c=/2。　　③甲乙类：管子在大于半个周期小于一个周期内导通，/2c。④丙类：功率管在小于半个周期内导通，c/2。功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。功率管的运用状态根据下列曲线说出功率管的应用状态：图1–1–1　各种运用状态下的输出电流波形　2．不同运用状态下的C管子的运用状态不同，相应的Cmax也不同。减小PC可提高C。假设集电极瞬时电流和电压分别为iC和vCE，则PC为讨论：若减少PC，则要减少iCvCE　　方法1：由甲类甲乙类乙类丙类，即减小管子在信号周期内的导通(增大iC=0)的时间。　　方法2：管子运用于开关状态(又称丁类)，即一周期内半饱和半截止。　　饱和时，vCEVCE(sat)很小PC很小；　　截止时，iC很小，iCvCE也很小PC很小。　　总之：为提高C，管应用状态可取乙类、丙类或丁类。但集电极电流波形失真严重，电路需采取特定 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 (见1.2节)。1.1.2　电源变换电路按变换方式不同：(1)整流器(Rectifier)：交流电-直流电。　　应用：电子设备供电。　　(2)直流-直流变换器(DC-DCConverter)：直流电-直流电。　　应用：开关电源。　　(3)逆变器(Inverter)：直流电-交流电。　　应用：不间断电源、变频电源。　　(4)交流-交流变换器(AC-ACConverter)：交流电-交流电。　　应用：变压等。1.1.3　功率器件功率管的种类：(1)双极型功率晶体管(2)功率MOS管(3)绝缘栅双极型功率管功率管是功率放大电路的关键器件，为保证安全工作，需了解其极限参数及安全工作区。　　以双极型功率管为例，安全工作区受如下极限参数限制：①最大允许管耗PCM。与散热条件密切相关。②基极开路集-射反向击穿电压V(BR)CEO。③集电极最大允许电流ICM。以上参数与功率管的结构、工艺参数、封装形式有关。一、功率管散热和相应的PCM管耗PC主要消耗在集电结上，使结温升高。　　若集电极的散热条件良好，集电结上的热量很容易散发到周围空气中去，则集电结就会在某一较低温度上达到热平衡，此时集电结上产生的热量等于散发到空气中的热量。反之，散热条件不好，集电结就会在更高的温度上达到热平衡，甚至产生热崩而烧坏管子。热崩(ThermalRunaway)：　　集电结结温(Tj)iCPCTj如此反复，直至TjTjM(集电结最高允许温度)而导致管子被烧坏的一种恶性循环现象。提高PCM的办法：图1–1–4　(a)、(b)功率管底座上加装散热器(c)相应的热等效电路①管子集电极直接固定在金属底座上。②金属底座与管壳相连。③金属底座还加装金属散热器。各种散热片各种功率晶体管热传导过程T2为热源温度，T1为空气温度，P为传输的热功率，Rth为热阻，单位℃/W　　当热源产生热量时，热源温度T2上升，向外部传输热量，若产生的热量和传输的热量相等，达到热平衡。T2不再变化。晶体管的热量传递RjcRcsPcRCaRsaTjTa　　　　　因为　　　R(th)cs+R(th)sa<0时，T1导通(忽略射结压降)；vi2(t)<0，T2截止，iC1处于正半周的半个正弦波。　　vi2(t)>0时，T2导通；vi1(t)<0，T1截止，iC2处于的正弦波的负半周。　　iC1和iC2中的基波分量在RL中叠加，输出完整正弦波。 2．互补推挽电路图1–2–5(b)　互补推挽(1)电路特点T1与T2：功率管互补配对(2)工作原理　　　　　vi(t)>0时，T1管(NPN型)导通(忽略射结压降)，T2管(PNP型)截止，iC1(iE1)为正弦波的正半周；　　vi(t)<0时，T2管导通，T1管截止，iC2(iE2)为处于正弦波的负半周。通过RL的电流iL=iE1–iE2，合成完整的正弦波。小结：上述乙类功率放大器，为实现器件轮流导通：类型输入激励信号功率管管型管外电路变压器耦合极性相反对管，管型相同均避免了直流功率的损失互补推挽极性相同对管，管型不同3．乙类推挽功率放大器的性能分析图1–2–6　互补推挽图解分析(1)推挽电路的组合特性乙类推挽功率放大器的组合特性静态工作点：Vi>0，T1导通，负载线AQ过Q点，斜率为-1/RL；Vi<0，T2导通，负载线AQ过Q点，斜率为-1/RL。(2)性能分析(忽略失真)①一般性能分析在0≤t≤时，iC2=0iC1=Icmsint≤t≤2时，iC1=0iC2=Icmsint集-射极间电压：VCE1=VCC-Vcmsint，VCE2=-VCCVcmsint通过RL的电流：相应产生的电压：RL上的输出功率：PL=Po=VcmIcm/2=I2cmRL/2正负电源总的直流功率：PD=PD1+PD2=2VCCIC0=2VCCIcm/　　②若充分激励：与RL相匹配的输入激励(不出现饱和失真的最大激励)。令VCE(sat)=0，ICEO=0，则Vcm=VCC，Icm=VCC/RL相应Po和PD达到最大，即乙类功放的最大集电极效率比甲类功放高③若激励不足　　Vcm减小，引入电源电压利用系数表示Vcm的减小程度。定义　　　　　　=Vcm/VCC集电极管耗：　　分析：当输入激励由大减小，即减小时，Po、PD、C均单调减小，而PC1和PC2的变化非单调，时最大，其值为PD,CCmax(0.785)C图1–2–7　　功放性能随变化的特性：　　　　小时，PD、Po、C小；　　接近1时，PD、Po、C大。结论：　　①PC非单调变化，两头小，中间大。　　②PD随(激励)线性增大，与甲类(不变)不同。(3)管安全由增大VCC，减小RL，且输入充分激励，输出功率将增大，但最后受到下列安全工作条件的限制：PC1max=PC2max=0.2PomaxR，则交流负载线如曲线Ⅲ所示，输出信号电压振幅可接近VCC/2。4．改进电路　　①电流源构成有源负载放大器，直流电阻小，交流电阻大。②采用自举电路图1–3–9(c)　加自举电容的电路　　R1，R2，C2，取代R。特点：交流电位由O经C2自举到C点，即vCvO。　　工作原理：Av1，故vBvOvC，通过R2的交流电流i0，因而从B点向虚线框看进去的交流电阻(vB/i)很大，趋于无穷，T3的交流负载电阻便近似等于T1(或T2)电路的输入电阻。第1章功率电子线路1.4　功率合成技术1.4.1　功率合成电路的作用1.4.2　传输线变压器1.4.3　用传输线变压器构成的魔T混合网络1.4.1　功率合成电路的作用　　功率合成技术就是将多个功率放大器的输出功率叠加起来，给负载提供足够大的输出功率。一、功率合成　　A，B两端输入等值同相功率，C端负载Rc获得两输入功率的合成，而D端负载Rd上无功率输出。　　A，B两端输入等值同相功率，C端负载Rc获得两输入功率的合成，而D端负载Rd上无功率输出。　　A、B两输入端输入等值反相功率，D端负载Rd获得两输入功率的合成，而C端负载Rc上无功率输出。二、彼此隔离　　当Rd和Rc之间满足特定关系时，A、B两输入端彼此隔离。三、功率分配　　当Ra=Rb时，将功率放大器加在D端，功率放大器的输出功率均等地分配给Ra和Rb，且它们之间是反相的，而C端无功率输出。　　将功率放大器加C端，功率放大器的输出功率均等地分配给Ra和Rb，且它们之间是同相的，而D端无功率输出。　　一个理想的功率合成电路应该具有以下特点：　　①N个同类型的功率放大器，它们的输出振幅相等，通过功率合成器输出给负载的功率应等于各功率放大器输出功率的和。　　②与功率合成器连接的各功率放大器彼此隔离，任何一个功率放大器发生故障时，不影响其他放大器的功率输出。　　实现功率合成的电路种类很多，一般都由无源元件组成，统称为魔T混合网络。在实际应用中，往往需要功率合成电路具有宽带特性，这种功率合成电路由传输线变压器构成。1.4.2　传输线变压器一、变压器和传输线的工作频带　　高频变压器：由于线圈的漏感和匝间分布电容的作用，其上限频率只能工作在几十兆赫，下限频率受激磁电感量的限制。　　传输线：传输线就是连接信号源和负载的两根导线，它的上限频率与导线长度l有关，l越小，上限频率fH越高。它的下限频率为零。　　传输线变压器如图1–4–3所示。图1-4-3　传输线变压器　　设上限频率fH对应的波长为min,取可以认为：　v1=v2=v，i1=i2=i二、传输线变压器的工作原理　　传输线变压器原理图如图1–4–4(a)所示。　　将传输线绕于磁环上便构成传输线变压器。传输线可以是同轴电缆、双绞线、或带状线，磁环一般是镍锌高磁导率的铁氧体。三、传输线变压器功能　　1．对称与不对称变换　　对称–不对称变换，将对地对称的双端输入信号转换为对地不对称的单端输出信号，如图1–4–6(a)所示。图1-4-6　对称与不对称变压器(a)对称-不对称　　　　　　　(b)不对称-对称　　参见图1–4–4(b)，在高频时，传输线变压器以电磁能交替变换的传输方式传送能量。　　如图1–4–4(c)所示，在低频时，由于传输线绕在磁环上，1端和2端与3端和4端的短导线成为较大的电感线圈，避免了信号源和负载被短接，实现了倒相作用。能量通过传输线方式和磁耦合方式传送。　　不对称–对称变换，将对地不对称的单端输入信号转换为对地对称的双端输出信号，如图1–4–6(b)所示。(a)对称–不对称　　　　　　　　(b)不对称–对称　　2．阻抗变换器　　传输线变压器可以构成阻抗变换器，由于结构的限制，通常只能实现特定的阻抗比的变换。　　4:1阻抗变换器如图1–4–7(a)所示，图中阻抗关系为　　实现4:1的阻抗变换。传输线变压器的特性阻抗为　　1:4阻抗变换器如图1–4–7(b)所示，图中阻抗关系为　　实现1:4的阻抗变换。传输线变压器的特性阻抗为1.4.3　用传输线变压器构成的　　　　魔T混合网络一、功率合成　　如图1-4-8所示，Tr1为魔T混合网络，Tr2为对称–不对称变换器。　　输入信号接在A端和B端，根据节点方程i=ia-id，i=id-ibi=ia-id，　　i=id-ib求出而ic=2i=ia-ibi=ia-id，i=id-ibic=2i=ia-ib1．输入为等值反相信号　ia=ib=Imsint，va=vb=Vmsint因为ic=0，所以C端无功率输出。vd=va+vb=2Vmsint，　ia=ib=Imsint，va=vb=Vmsint因为ic=0所以C端无功率输出。vd=va+vb=2Vmsint，D端的输出功率　　输出功率为A端输入功率和B端输入功率的和。　　每个功率放大器的等效负载2．输入为等值同相信号　ia=-ib=Imsint，va=-vb=Vmsint因为id=0所以D端无功率输出。vc=va=-vb=Vmsint，ic=ia-ib=2ImsintC端的输出功率输出功率为A端输入功率和B端输入功率的和。2．输入为等值同相信号　ia=-ib=Imsint，va=-vb=Vmsint因为id=0，所以D端无功率输出。vc=va=-vb=Vmsint，ic=ia-ib=2ImsintC端的输出功率输出功率为A端输入功率和B端输入功率的和。每个功率放大器的等效负载　　3．异常输入情况iaib，　　　vavb　　根据电路的约束条件将代入并整理，求解出　　若取ia仅与va有关，ib仅与vb有关。实现了A端和B端的隔离，称为A、B间的隔离条件。二、功率分配　　1．同相功率分配　　同相功率分配电路如图1–4–9(a)所示。ic=2i，ia=i-id，ib=i+id，vd=idRd=iaRa-ibRb整理得到图1–4–9　功率分配电路(a)同相ic=2i，ia=i-id，ib=i+id，vd=idRd=iaRa-ibRb取　　　　　　　　　Ra=Rb=R则　　　　　id=0D端无功率输出。ia=ib=ic/2A端和B端获得等值同相功率。　　C端的等效负载为R/2。图1–4–9　功率分配电路(b)反相　　2．反相功率分配　　反相功率分配电路如图1–4–9(b)所示。　　同理可以证明：当Ra=Rb=R时ic=2i=0ia=ib=id则　　　　ic=0C端无功率输出。　　A端和B端获得等值反相功率。D端的等效负载为R/2。第1章功率电子线路1.5　整流与稳压电路1.5.1　整流电路1.5.2　串联型稳压器1.5.3　开关型稳压器　　整流电路的功能是将电力网提供的交流电压变换为直流电压。稳压电路具有调节功能，将整流电路输出的不稳定直流电压转换为稳定的直流电压。1.5.1　整流电路　　整流电路有半波、全波、桥式三种基本形式。一、半波整流电路　　半波整流电路如图1–5–1(a)所示。　　在图1–5–1(a)中，Tr—电源变压器；D—整流二极管；RL—负载电阻；CL—滤波电容。设　　　v2=V2msint忽略二极管的导通电压，并设导通电阻为RD。　　v2>vo二极管导通，电容充电。　　v2vO时，二极管导通，所以在v2的正负半周D1和D2轮流导通。　　稳态波形如图1–5–4(b)所示。O　　由于电流脉冲的频率比半波整流提高一倍，输出的直流电流IO和输出电压VO比半波整流电路大，RL和CL的滤波作用提高，纹波电压比半波整流电路小。　　2．桥式整流电路图1–5–5　桥式整流电路及其电压和电流波形　　如图1–5–5(a)所示，v2正峰值附近D1、D3导通，D2、D4截止。　　v2负峰值附近D2、D4导通，D1、D3截止。图1-5-5　桥式整流电路及其电压和电流波形　　IO与VO与全波整流电路相同，但截止时的反向电压由两只二极管共同承担。　　电压和电流的波形如图1–5–5(d)、(e)、(f)所示。三、三种整流电路的性能　　1．半波整流电路　　优点：元件少，电路简单。　　缺点：VO小，纹波大。　　2．全波整流电路　　优点：VO大，纹波小。　　缺点：二极管承受的反向电压高。　　3．桥式整流电路　　优点：VO大，纹波小，输出功率相同时，变压器的伏安容量比全波整流小。　　缺点：二极管数量多。四、倍压整流电路　　倍压整流电路如图1–5–9所示。适用于VO大，IO小的场合。　　动态平衡后，v2正峰值附近D1导通，向CL1充电，充电电压vO1，v2负峰值附近D2导通，向CL2充电，充电电压vO2。负载RL上的电压为半波整流电路的两倍。　　同样原理可以构成多次倍压电路。1.5.2　串联型稳压器一、工作原理　　1．组成　　串联型稳压器的组成如图1-5-12(a)所示。图1-5-12(a)　串联稳压电路的组成方框图　　串联型稳压器组成：调整管、取样电路、基准电压源和比较放大器。　　调整管——功率管或复合管与负载串联。　　比较放大器——单管放大器、差分放大器、集成运放等。　　串联型稳压器组成：调整管、取样电路、基准电压源和比较放大器。　　调整管——功率管或复合管与负载串联。　　比较放大器——单管放大器、差分放大器、集成运放等。图1-5-12(a)　串联稳压电路的组成方框图　　基准电压源——温度系数很小的电压源电路。　　比较放大器——单管放大器、差分放大器、集成运放等。　　串联型稳压器的工作原理如图1–5–12(b)所示。　　T5—调整管，工作在放大区。　　VB5VCE5。　　R1、R2取样电路。　　取样电压　　基准电压VREF　　由T1、T2组成的差分放大器作为比较放大器，T3、T4为有源负载。　　当　　VS=VREFVO=VI-VCE5=VREF/n　　若VI或RL变化使VO增加VOVS(VREF不变)VC2=VB5VCESVO。　　反之亦然。二、稳压性能　　1．稳压系数SV　　输入电压变化VI时，输出电压的相对变化量称为稳压系数　　2．负载调整率SI　　输入电压VI不变，输出电流变化时，输出电压的相对变化量称为负载调整率　　1．稳压系数SV　　2．负载调整率SI　　3．输出电阻Ro　　将稳压源等效为一个电压源时的内阻。除以上参数外，还有纹波抑制比Srip和输出电压温度系数ST等。三、集成串联稳压电源　　1．基准电压源电路　　稳压二极管构成的基准电压源电路如图1–5–13(a)所示。　　设T管的发射结和D2、D3的正向导通电压均相等，用V(on)表示。　　基准电压VREF　　VZ(6~8V)具有正温度系数，V(on)具有负温度系数。　　满足　　　　　　　　　　　时，基准电压VREF的温度系数　　如图1–5–13(b)所示的能隙基准电压源电路中　　忽略T3管的基极电流　　VT具有正温度系数，VBE(on)具有负温度系数。适当选择电阻的比值(R2/R3)，可以使VREF的温度系数为零。　　2．7800系列三端式集成串联稳压电路　　典型应用电路图1-5-14(a)所示。　　输出电压VO固定，5V、6V、9V、。　　输入电压VI一般应比输出电压高3V以上。　　C1、C2消振作用。　　内部电路如图1-5-14(b)所示。　　3．基准电压电路　　能隙基准电路，由T1、T2、T7、R1、R3、R10及R2、T5、T6、T3、T4组成。　　4．比较放大器　　基准电路和比较放大器形成一个整体，由T3、T4、T11、有源负载T9构成CE–CC组和放大器。　　5．调整管　　T16、T17　组成复合调整管。图1–5–14(b)　　6．保护电路　　过流保护，T15、R11、R12。　　过热保护，T14、R7组成，R7具有正温度系数。　　7．启动电路　　由D1及T12、T13、R4、R5、R18等组成。1.5.3　开关型稳压器　　开关型稳压器的调整管工作在开关状态，通过控制开关的启闭时间来调整输出电压。一、直流–直流变换器　　1．降压型变换器图1–5–15(a)　原理电路　　如图1–5–15(a)所示，电路由开关S、续流二极管D和低通滤波器L1、C2组成。　　S闭合：vA=VI，D截止，电感L1充电。　　S断开：vA=0，D导通(设VD(on)=0)，电感L1放电。图1-5-15　降压型变压器的原理电路及相应的波形　　降压型变换器的波形如图1-5-15(b)所示，忽略VO上叠加的纹波电压，S闭合。vL=vA-VO=VI-VO　　　　根据　　为保持iL连续得　　　VO=dVI　　调整d可以就可以改变输出电压，d恒小于1，所以为降压型变换器。　　2．升压型变换器　　升压型变换器如图1–5–16所示。图1-5-16　升压型变换器原理电路　　当S闭合时，D截止，vA=0。　　当S断开时，D导通，vA=VO。　　根据　　　　　　　求得　　d恒小于1，所以为升压型变换器。　　开关型稳压器的调整管工作在开关状态，所以效率比串联型稳压器高。一般采用直接整流，不需要电源变压器，具有体积小、重量轻的特点。　　开关型稳压器存在纹波电压高的缺点，同时产生的电磁干扰比串联型稳压器大。图1-5-16　升压型变换器原理电路二、开关稳压电路的工作原理　　降压型变换器构成的开关稳压电路如图1–5–18(a)、(b)所示。　　当VS=VREF时　　误差放大器输出静态电压，经电压比较器使T1管的导通时间为ton或占空系数为d0，稳压器的输出电压　　调解过程如下：VOVStondVO　　反之亦然。三、开关稳压电路举例　　用集成串联稳压器LM105构成开关稳压电路如图1–5–19所示。　　点画线框内为LM105的内部电路。　　在外部电路中：　　T14、T15—开关管；L1、C2—低通滤波器；R9、R10—取样电阻；D2—续流二极管；R8—限流取样电阻；R11、C3—积分电路演讲完毕，谢谢听讲!再见，seeyouagain3rew