【文章內(nèi)容簡介】 二極管應(yīng)用 ui uo + + ui uo + + ui uo + 6V 6V 12V ui t 12V 12V ui t 12V 12V ui t 12V 12V ui t 0 6V 6V 6V D D D R R R ui6V時(shí) D導(dǎo)通 ,uo=ui ui6V時(shí) D導(dǎo)通 ,uo=ui ui6V時(shí) D導(dǎo)通 ,uo=6V 圖 a 圖 b 圖 c — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 30 應(yīng)用舉例 習(xí)題 圖示全波整流電路，設(shè)u2= tV， RL=100Ω ，二極管 D D2為理想元件。（ 1）畫出輸出電壓 uL的波形，并指出 u2正半周和負(fù)半周時(shí)導(dǎo)電回路；（ 2）列出輸出電壓平均值 UL與變壓器二次側(cè)電壓有效值 U2之間的關(guān)系式；（ 3）求流過負(fù)載的平均電流 IL和每個(gè)二極管的平均電流 ID；（ 4）二極管承受的最大反向電壓 UDRM。 解 ： （ 1） uL的波形圖如圖 9 90100LL LU A m AR? ? ? ? 2201 2 si n 10 9LU U td t U V? ???? ? ? ? ??RL D1 Tr a b u2 o uL iL + + + D2 u2 u1 uL ωt 0 π 2π 3π 102正半周導(dǎo)電回路： 負(fù)半周導(dǎo)電回路： a→D 1→R L→O→a b→D 2→R L→O→b （ 2） UL與 U2的關(guān)系 （ 3） IL、 ID 11 90 4522DLI I m A? ? ? ? 22 2 2 2 10 R MU U V? ? ? ? ? ?（ 4） UDRM — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 31 應(yīng)用舉例 習(xí)題 圖示橋式整流電路，已知 U2=20V，試分析在下述情況下， RL兩端電壓平均值 UL大約為多少（忽略二極管壓降）？（ 1）電路正常工作；（ 2）負(fù)載 RL斷開；（ 3）電容 C斷開；（ 4）某一個(gè)二極管和電容 C同時(shí)斷開。 解 ：（ 1）正常時(shí)：時(shí)間常數(shù) τ =RLC=40 1000 106=，輸出為： 20 18LU U V? ? ? ?2 20 24LU U V? ? ? ?（ 2） RL開路時(shí)，電容 C無放電回路，輸出成為 u2的最大值，即 （ 3）電容開路時(shí)，成為橋式整流無濾波，輸出為： 5 5 20 9L U V? ? ? ?（ 4）一個(gè)二極管開路，無電容時(shí)，電路成為半波整流電路是，輸出電壓為： RL D1 Tr a b u2 UL ～ D2 D3 D4 iL C + + + + 40Ω 1000μ F 2 m a x 22 2 20 8LU U U V? ? ? ? ?— 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 32 1. 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理 ?電路原理方框圖 UI是輸入電壓； UO是輸出電壓； UREF是基準(zhǔn)電壓； UF是取樣電壓，其值為： + 當(dāng) UI增加時(shí)，調(diào)整過程如下： 放大器 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 + R1 R2 RL UO DZ IS UI UB UF UREF + + T 比較 取樣網(wǎng)絡(luò) 基準(zhǔn)電壓源 調(diào)整管 212FoRUURR? ?UI↑→ UO↑→ UF↑ → UB↓ → IC(IE)↓ [UCE ↑] → UO↓ ，即 UO基本不變。 當(dāng) UI減小時(shí)，調(diào)整過程如下： UI↓ → UO↓→ UF↓ → UB↑→ IC(IE)↑ [UCE ↓] → UO↑ ，即 UO基本不變。 ? 電路由： 取樣電路、基準(zhǔn)電壓源、比較放大器、調(diào)整管 四部分組成 。 ?穩(wěn)壓過程 UCE + — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 33 ?電路特點(diǎn)： + 放大器 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 + R1 R2 RL UO DZ IS UI UB UF UREF + + T 比較 取樣網(wǎng)絡(luò) 基準(zhǔn)電壓源 可見， 在基準(zhǔn)電壓 UREF不變的情況下，改變 R R2阻值，就可以改變輸出電壓 UO的大小，因此，得到 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。 故 根據(jù)理想運(yùn)放特點(diǎn)，因?yàn)? 212F R E F oRU U URR?? ?122o R E FRRUUR??由于 調(diào)整管 T與 負(fù)載 是 串聯(lián) 的，所以該電路稱為 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 調(diào)整管 UCE + uu???F REF?所以 由圖可得 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 34 2. 集成穩(wěn)壓電路 （ 1）概念 集成穩(wěn)壓器有： 輸出電壓固定的、可調(diào)的；輸出正電壓的、輸出負(fù)電壓的。 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 CW7800系列和 CW7900系列最大輸出電流為 (需加散熱片 )。 三端穩(wěn)壓器特點(diǎn)： 體積小，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉、使用方便。 固定輸出三端穩(wěn)壓器引腳排列如圖。 采用集成技術(shù)，將 調(diào)整管 、 比較放大環(huán)節(jié) 、 基準(zhǔn)電壓源 、 取樣電路 、各種 保護(hù)環(huán)節(jié) 以及 連接導(dǎo)線 制作在一個(gè)硅片上，就構(gòu)成 集成穩(wěn)壓電路 。 CW7800 1 2 3 輸入 輸出 地 CW7900 1 2 3 輸入 輸出 地 CW7800系列有： 780 780 780 781 781 781 7824等。 (正電壓 ) CW7900系列有： 790 790 790 791 791 791 7924等。 (負(fù)電壓 ) — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 35 （ 2）固定輸出正電壓、負(fù)電壓的實(shí)用電路 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 輸出正電壓 CW7800 UI UO CI CO 1 2 3 + + CW7900 UI UO CI CO 1 2 3 + + 輸出負(fù)電壓 （ 3）同時(shí)輸出對稱正、負(fù)電壓的實(shí)用電路 CW7800 +UI +UO C1 1 2 3 CW7900 2 1 3 C2 C3 C4 UO UI D1 Tr a b u2 ～ D2 D3 D4 C + + + 1000μ F F F 1μ F 1μ F 降壓 整流 濾波 穩(wěn)壓 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 36 （ 4）可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 典型應(yīng)用一： 固定輸出 塑封可調(diào)三端穩(wěn)壓器 CW117和 CW137引腳排列如圖。 CW117 1 2 3 輸入 輸出 調(diào)節(jié) CW137 1 2 3 輸入 輸出 調(diào)節(jié) 主要特點(diǎn)： 它有 調(diào)節(jié)端 而 無公共端 ，在輸出端與調(diào)節(jié)端之間具有 。 它既保持了三端的簡單結(jié)構(gòu)，又能在 ～ 37V的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并且穩(wěn)壓精度高，輸出紋波小。 CW117 UI CI CO 1 2 3 + + RO 圖中： RO是為保證穩(wěn)壓器空載時(shí)也能正常工作所必須的外接電阻，其阻值約為 120～ 240Ω ； C1常取 F； CO常取 1μ 。 CW137 UI CI CO 1 2 3 + + RO 117是正電壓輸出； 137是負(fù)電壓輸出。 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 37 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 典型應(yīng)用二： 可調(diào)輸出 ～ 37V CW117 UI UO CI CO 1 2 3 + + R1 圖中： R2是電位器； C常取 10μ F；濾去 R2兩端紋波電壓。 R2 I1 I C RL 電路中 UR1=U21=，且 I1I，所以輸出電壓為 121 1 2 1 211 ( 1 )RO R R URU U I R U RRR? ? ? ? ? ? 可見： 改變 R2就可調(diào)節(jié)輸出電壓 UO； 當(dāng) R1取 240Ω ， R2取 電位器，則 UO的可調(diào)范圍為 ～ 37V。 CW137輸出為負(fù)電壓，應(yīng)用電路與 C117電路套用即可。 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 38 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 [例題 ] 圖是一個(gè) 0～ 30V連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，試分析其工作原理。 CW117 UR UO CI DZ 1 2 3 + + R D半波整流、 C濾波、 R1和 DZ（穩(wěn)壓值 )構(gòu)成穩(wěn)壓電路，故 a點(diǎn)對地電壓為 Ua=。 RP ～ 220V R1 C RL 解： 輔助電源 ( 1 ) ( 1 ) P PO R aR R RU U UR R R? ? ? ? ? ? ?+ + + 35V 2CZ12B 4 2200μF/50V F 1μ F 3kΩ 120Ω 680Ω 2CP10 D 50μ F/10V a 輸出電壓 RP在 0～ 3kΩ 之間調(diào)節(jié)時(shí)，輸出電壓 UO可在 0～ 30V的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。 UO范圍 0～ 30V； 最大電流 。 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 39 開關(guān)型穩(wěn)壓電路 線性穩(wěn)壓電路 — 調(diào)整管工作在線性放大區(qū)，調(diào)整管的電流和兩端壓降都較大，因而功耗大、效率較低。 當(dāng)調(diào)整管截止時(shí)，管壓降較高，但電流近似為零； 當(dāng)調(diào)整管飽和時(shí)，電流較大，但管壓降很小。 因此， 開關(guān)型穩(wěn)壓電路調(diào)整管功耗小、效率高、體積小、重量輕、允許電網(wǎng)電壓有較大有較大的波動(dòng)。 缺點(diǎn)： 輸出電壓有較大的紋波和噪聲。 開關(guān)型穩(wěn)壓電路 — 調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，調(diào)整管以較高的調(diào)制頻率在飽和區(qū)和截止區(qū)之間快速變換。 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁 上頁 40 開關(guān)型穩(wěn)壓電路 框圖 及