整流、滤波与线性串联型稳压电源工作原理详解

一、整流与滤波电路

整流电路的任务是利用二极管的单向导电性，把正、负交变的50Hz电网电压变成单方向脉动的直流电压。

整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流，由于后者含有较大的交流成分，通常还需在整流电路的输出端接入滤波电路，以滤除交流分量，从而得到平滑的直流电压。

由波形可知：

1.开关S打开时，电容两端电压为变压器付边的最大值

。

2 .开关S闭合，即为电容滤波电阻负载，当变压器付边电压大于电容上电压时

，电容充电，输出电压升高，当

时电容放电，输出下降。如此充电快，放电慢的不断反复，在负载上将得到比较平滑的输出电压。当负载电阻越大时，放电越慢，纹波电压越小，负载电阻小时，放电快，纹波大，而且输出电压低。

为此有三种情况下的输出电压估算值：

1)电容滤波，负载开路时

。

2)无电容滤波，电阻负载时，输出电压平均值为：

。

3)电容滤波，电阻负载时通常用下式进行估算

，通常按

估算。

为确保二极管安全工作，要求：不同电子设备要求其电源电压的平滑程度不同，为此可采用不同的滤波电路。常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路(两个或两个以上滤波元件组成)。

二、线性串联型稳压电路

整流滤波后的电压是不稳压的，在电网电压或负载变化时，该电压都会产生变化，而且纹波电压又大。所以，整流滤波后，还须经过稳压电路，才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。1、稳压电路(电源)的主要性能指标输出的稳定电压值Vo，最大输出电流Imax，输出纹波电压V～，稳压系数(电压调整率)

，

该值越小，稳定性越好

。

输出电阻(内阻)

，

，内阻越小越好。

2、串联型稳压电路的基本结构基本思路：

串联型：

当输入电压(VI)改变时，能自动调节(VCE)电压的大小，使输出电压(Vo)保持恒定。例如：VI↑→Vo↑→经取样和放大电路后→IB↓→VCE↑→Vo↓

串联型稳压电路基本结构：

VI是整流滤波后的电压，T为调整管，A为比较放大电路，VREF为基准电压，它由稳压管Dz与限流电阻R构成。R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。

电路也可以改画成以下形式，以便看图方便。

如把串联稳压电路看作反馈放大器(输入为VI，输出为Vo)，则这种电路属于电压串联负反馈 。

在深度负反馈条件下

，

，

。

这种稳压电路的主回路由调整管T与负载相串联构成，且T工作在线性状态，故称为线性串联式稳压电路。

输出电压Vo=VI-VCE，其变化量由反馈网络取样，并经放大电路(A)放大后去控制调整管T的基极电压，从而改变调整管T的VCE大小。

当输入电压VI增加(或负载电流Io减小)时，导致输出电压Vo增加，随之反馈电压VF=R2Vo/(R1+R2)=FvVo也增加(Fv为反馈系数)。VF与基准电压VREF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使调整管的VB和IC减小，于是调整管T的c-e间电压VCE增大，使Vo下降，从而维持Vo基本恒定。显然，这是电压负反馈电路基本性能。

审核编辑：汤梓红