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第14章集成直流稳压电源
引言：电子电路都要求电压波动比较小的直流电压，但电网供给的是交流电，
因此需要能把交流电变成稳定的直流电的装置——直流稳压电源。
一、直流稳压电源的组成：

变压器：降压。将220V交流电变成合适的交流电压u2。
整流电路：将交流电变换为单向脉动的直流电。
滤波电路：滤去脉动直流中的交流成分使之成为平滑的直流电。
稳压电路：稳定输出的直流电压。（当电网电压波动，负载、温度变化时）
二、主要性能指标：
1．特性指标：
额定输出电流IOM，即电源正常工作时的最大输出电流。
输出直流电压及其调节范围。
输入直流电压及其调节范围。
2．质量指标：
（1）稳压系数SU
SU=△Uo/Uo（10-2~10-4）
△UI/UI△Io=0△T=0
指负载电流和环境温度不变时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。反映Uo受UI（电网电压）的影响程度，越小越好。
（2）输出电阻Ro
Ro=△Uo/△Io△UI=0△T=0（＜1Ω）
指电网电压及环境温度不变时，Uo受负载电流的影响程度，越小越好。
（3）输出纹波电压UOP及纹波抑制比SR
SR=20㏒（UIP/UOP）
UOP：直流稳压电源输出电压的交流分量的峰值（额定输出电流时）
三、直流稳压电源的种类和特点：
1．线性稳压电源：调整元件工作于线性放大区。
特点：电路简单，稳压性能好，工作可靠；转换效率低，体积大，重量重。
2．开关型稳压电源：调整元件工作于开关状态。
特点：用控制开关时间来实现Uo的调整与稳定，效率高（80％~90％），可省去去工频变压器，体积小，重量轻；动态性能差，电路较复杂。

10.1单相整流滤波电路
一、单相整流电路
（一）单相半波整流电路：

Tr：电源变压器，V：整流元件。
设u2=√2U2sinωt
1．原理

0~π正半周，作用于电路上正下负
V导通，io=iDuo=u2；
π~2π负半周，上负下正
V截止，io=0
故交流u2脉动直流uo
2．特点：电路结构简单，使用元件少；
整流效率低，uo脉动大，只能用于要求不高的场合。
3．定量计算：

（二）单相桥式整流电路
1．电路：设u2=√2U2sinωt

简化图：

2．工作原理：
0~πu2的正半周（上正下负）
io：1→V1→RL→V3→2
uo≈u2
π~2πu2负半周，（上负下正）
io：2→V2→RL→V4→1
uo≈-u2
故交流u2脉动直流uo
3．定量计算：
（1）输出直流电压的平均值Uo

Io=Uo/RL=0.9U2/RL
（2）流过每个二极管的平均电流ID及每管承受的反向峰值电压URM

4．特点：
效率高，Uo（AV）大且脉动小。
目前已将四个二极管封装为一个整体，称为整流桥（桥堆）。它有四个
引出端a、b、c、d，其中ab输入交流，cd输出直流电压（c正d负）
二、滤波电路
滤波：滤去输出脉动直流电压中的交流成分。
组成：电抗性元件。
1．电路（电容滤波器）

单相桥式整流+电容滤波
C很大，uc基本不变。
uo=uc
2．工作原理：
u2的正半周：
V1（+）V3（+）V2（-）V4（-）
C充电，τ充电很小，uc上升的很快，当ωt=时，uc≈U2
当ωt≥时，uc不变，u2下降→V1（-）V3（-）
C向RL放电，τ放电很大，uc下降的很慢，
u2的负半周：
uo′＞uc，V2（+）V4（+）→C充电……
显然uc的脉动大大减小，即平滑程度提高→Uo增大。
3．定量计算：
Uo=（1.1~1.4）U2取Uo=1.2U2
（T：u2的周期）RLC越大，uc越平滑。
4．特点：∣u2∣＞uc时，二极管才导通，故二极管的导通的时间缩短，C充电的瞬间电流很大，容易损坏二极管。所以选二极管时，应该使：
IDF=（2~3）Io
5．其它形式的滤波
（1）电感滤波

（2）π型滤波

10.2线性集成稳压器
一、稳压的必要性
通过前面的讨论我们知道，电网供给我们的u1=220v交流经整流滤波后得到的uo已经是比较平滑的直流电，但uo是不稳定的：
1．电网电压波动（220±10％）→uo波动。
2．负载RL变化（Io变化）→uo波动。
3．T℃变化→uo波动。
∴整流滤波电路之后需要接稳压电路。
uo即为稳压电路的输入用UI表示→稳压→Uo为稳定的直流电。
二、基本原理
（一）硅稳压管稳压电路：

DZ：调整元件与RL并联，故通常称此电路为并联型；
R：限流电阻；
IR=IZ+Io
Uo=UI-UR
1．稳压管的伏安特性：
在反向击穿区内：
If变化很大，但UZ基本不变——稳压特性。
IZ＜Izmin时，无稳压特性。
∴Izmi