RL
没时有的电输容出t
波形
t (9-17)
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
2. RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻) 电容通过RL放电， u2 在整流电路电压小
于电容电压时，二
t
极管截止，整流电 uo 路不为电容充电，
uo会逐渐下降。
t
(9-18)
a
u1 u1
D4 u2
一、整流输出电压的平均值与脉动系数
整流输出电压的平均值Uo和输出电压的脉动系数S是 衡量整流电路性能的两个主要指标。
1. 整流输出电压平均值（Uo） 全波整流时，负载电压 Uo的平均值为:
U o
1 2π
2π 0
uodt
0.9U
2
负载上的(平均)电流:
IL
0.9U 2 RL
(9-12)
2. 脉动系数Ｓ
uD3,uD1
uo
RL uo
t t t
u2>0 时
u2<0 时
D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路:
A D1
RLD3B
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路:
B D2
RLD4A
输出是脉动的直流电压！
(9-10)
几种常见的硅整流桥外形：
+ ~~ -
~+~-
+AC-
(9-11)
§10.2.4 整流电路的主要参数
电子技术 模拟电路部分
第十章
直流稳压电源
(9-1)
第十章 直流稳压电源
§10.1 直流稳压电源的组成和功能 §10.2 单相整流电路 §10.3 滤波电路 *§10.4 倍压整流电路的工作原理 §10.5 稳压电路 §10.6 集成稳压电源
(9-2)
§10.1 直流稳压电源的组成和功能
u1
整 u2 流 u3
Uo
1 2π
2π 0
uodt
2U 2 π
0.45U2
(9-6)
§10.2.2 单相全波整流电路的工作原理
Ta
D1
(1) 输出电压波形： uo
u1
u2 iL RL
t
u2 uo
b D2
(2) 二极管上承受的 最高电压：
U RM 2 2U 2
(3) 二极管上的平均电流：
ID
1I 2
L
(4) uo平均值Uo： Uo=0.9U2
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。
(9-4)
§10.2.1 单相半波整流电路的工作原理
Ta
D
u2 >0 时，二极管
u1
u2
iL RL
(9-7)
§10.2.3 单相桥式整流电路的工作原理
u2正半周时 电流通路
+
T
u1
D4
u2
D1
D3
RL uo
D2
-
桥式整流电路
(9-8)
u2负半周时 电流通路
-
T
u1
D4
u2
D1
RL
D3
u0
D2
+
桥式整流电路
(9-9)
桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
A
u2
B
u2
D4 D1D3ຫໍສະໝຸດ D2uD4,uD2
一、滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
(9-16)
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
D2 b
1. RL未接入时(忽略整流电路内阻) u2
设t1时刻接 通电源
整流电路为 电容充电
t1
uo
充电结束
S
+
uo
–
电容充电时，电容 电压滞后于u2。
RLC越小，输出电 uo 压越低。
(考虑整流电路内阻)
t
整流电路的 输出电流
t (9-20)
二、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τ d
RLC
(3 5) T 2
(T:电源电压的周期)
uo
导通。 忽略二极管正
向压降：
b
uo=u2
u1
Ta u2
D iL=0
RL uo
u2<0时，二极 管截止,输出电 流为0。
uo=0
b
(9-5)
Ta
D
(1) 输出电压波形：
u1
iL
uo
u2
RL
uo
t
(2) 二极管上的平均电
b
流： ID = IL
(3) 二极管上承受的最高电压：U RM 2U 2
(4) 输出电压平均值（Uo）：
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo 之比。
用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:
uo
2U
2
(2 π
4 3π
cos 2
t
4
15
cos 4
t
4 35π
cos 6
t )
4 2U 2 S Uo1m 3π 2 0.67
Uo 2 2U2 3
π
(9-13)
二、平均电流与反向峰值电压
近似估算:Uo=1.2U2。
(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
故一般选管时，取
I DF
(2~3)
IL 2
(2~3) 1 Uo 2 RL
(9-21)
(3) 输出特性(外特性)
1.4U2 uo
0.9U2
电容滤波
纯电阻负载
IL 0
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。
平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整流管的 主要依据。
例如： 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周
导通。因此，流过每只整流二极管的平均电
流 ID 是负载平均电流的一半。
ID
1 2
Io
0.45 U2 RL
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
U RM 2U 2
(9-14)
§10.3 滤波电路
b
只有整流电路输出 电压大于uo时，才 u2 有充电电流iD 。因 此整流电路的输出 电流是脉冲波。
uo 可见，采用电容滤 波时，整流管的导 通角较小。
iD
D1
D3
C
D2
S
+
uo
–
RL
t
整流电路的
输出电流iD
t
(9-19)
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
3. RL接入（且RLC较大）时 u2
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
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。
(9-15)
§10.3.1 电容滤波电路
滤 波 u4
稳 压 uo
电
电
电
路
路
路
• 电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流 电压u2。
• 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。
• 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流 电压u4。
• 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。
(9-3)
§10.2 单相整流电路