于直流电源之中。
表5-1-1各种整流电路性能比较表
例5-1-2 试设计一台输出电压为24V，输出电流为lA的直流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。
解：（1）当采用半波整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：
U2?Uo0.45?240.45?53.3(V)
整流二极管承受的最高反向电压为：
UDRM?2U2?1.41?53.3?75.2(V)
流过整流二极管的平均电流为：
ID?Io?1A
因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整流电流为3A，最高反向工作电压为200V。 （2）当采用桥式整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：
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U2?Uo0.9?240.9?26.7(V)
整流二极管承受的最高反向电压为：UDRM?流过整流二极管的平均电流为：ID?122U2?1.41?26.7?37.6(V)
Io?0.5A
因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为100V。
变压器副边电流有效值为：I2?1.11I0?1.11?1?1.11(A) 变压器的容量为：S?U2I2?26.7?1.11?29.6(VA)
5.2滤波电路
整流电路将交流电转换为直流电，但其中含有大量的交流成分，所以整流电路的后面必须接滤波电路，滤去交流成分，才可以得到比较平滑的输出电压。
滤波电路主要有电容滤波、电感滤波、复式滤波电路(包括LC型、CRC(π型)、CLC型滤波)等多种形式。
最简单的电容滤波电路是在整流电路的直流输出处与负载电阻RL并联一电容器C，利用电容器的充放电作用，使输出电压趋于平滑，电容C起滤波作用。下面以单相半波整流电容滤波电路为例来说明。
1、工作原理
单相半波整流电容滤波电路如图5-2-1(a)所示。假设电路接通时恰恰在u2由负到正过零的时刻，这时二极管VD开始导通，电源u2在向负载RL供电的同时又对电容C充电。如果忽略二极管正向压降，电容电压uC紧随输入电压u2按正弦规律上升至u2的最大值。然后u2继续按正弦规律下降，且u2?uC，使二极管VD截止，而电容C则对负载电阻RL按指数规律放
电。uC降至u2大于uC时，二极管又导通，电容C再次充电……。这样循环下去，u2周期性变化，电容C周而复始地进行充电和放电，使输出电压脉动减小，如图5-2-1(b)所示。电容C放电的快慢取决于时间常数（?uo就越平坦，平均值也越高。
?RLC）的大小，时间常数越大，电容C放电越慢，输出电压
u2 VD + u1 － + u2 － C + RL + uo － 0 uo π 2π 3π 4πωt 7 0 π 2π 3π 4πωt (a) 电路 (b) 波形 图5-2-1 单相半波整流电容滤波电路及其输出电压波形
单相桥式整流、电容滤波电路的输出电压波形如图5-2-2所示。
图5-2-2单相桥式整流、电容滤波电路的输出电压波形
单相桥式整流、电容滤波电路的输出特性曲线如图5-2-3所示。从图中可见，电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，说明它的带负载能力较差，只适用于负载较轻且变化不大的场合。
Uo 1.4Uo 0.9Uo Io 0
图5-2-3单相桥式整流、电容滤波电路的输出特性曲线
2、电容滤波的计算
—般常用如下经验公式估算电容滤波时的输出电压平均值。 半波：Uo 全波：Uo?U2
(5-2-1) (5-2-2)
?(10~15)1?1.2U2 为了获得较平滑的输出电压，一般要求RL??RLC?(3~5)T2?C，即：
式中T为交流电压的周期。滤波电容C一般选择体积小，容量大的电解电容器。应注意，普通电解电容器有正、负极性，使用时正极必须接高电位端，如果接反会造成电解电容器的损坏。
加入滤波电容以后，二极管导通时间缩短，且在短时间内承受较大的冲击电流（iC为了保证二极管的安全，选管时应放宽裕量。
单相半波整流、电容滤波电路中，二极管承受的反向电压为uDR承受的反向电压为最高，为：
UDRM?22U2 (5-2-3)
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?uC?u2?io），
，当负载开路时，
因为滤波电容是隔直通交，它的平均电流为零，故二极管的平均电流仍为负载电流的一半，但由于二极管导通时间缩短，故流过二极管的冲击电流较大。所以在选择二极管时应留有充分的电流余量，通常按平均电流的2~3倍选择二极管。
例5-2-1设计一单相桥式整流、电容滤波电路，要求输出电压U0=36V，已知负载电阻RL=100Ω，交流电源频率为f=50Hz，试计算整流二极管的平均电流、最高反向电压和滤波电容器。
解：(1)流过二极管的平均电流：
ID?12I0?1U0136????0.18A?180(mA) 2RL2100变压器副边电压有效值：
U2?U01.2?361.2?30(V)
整流二极管承受的最高反向电压：
UDRM?2U2?1.41?30?42.3(V)
因此可选择2CZ11B作整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为200V。
(2)滤波电容
放电时间常数：选择??5?T2
T2?5?12f?5?12?50?6??RLC?5??RL?0.05s，则：
C??0.05100?500?10F?500(uF)
5.3 直流稳压电路
将不稳定的直流电压变换成稳定且可调的直流电压的电路称为直流稳压电路。 直流稳压电路按调整器件的工作状态可分为线性稳压电路和开关稳压电路两大类。前者使用起来简单易行，但转换效率低，体积大；后者体积小，转换效率高，但控制电路较复杂。随着自关断电力电子器件和电力集成电路的迅速发展，开关电源已得到越来越广泛的应用。
5.3.1并联型直流稳压电路
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工作原理：输入电压Ui波动时会引起输出电压Uo波动。如Ui升高将引起Uo=UZ随之升高，导致稳压管的电流IZ急剧增加，使得电阻R上的电流I和电压UR迅速增大，UR的增大抵消了Ui增加，从而使Uo基本上保持不变。 Ui↑→U0↑→IZ↑→IR↑→UR↑ Uo↓ 反之，当Ui减小时，UR相应减小，仍可保持Uo基本不变。 当负载电流Io发生变化引起输出电压Uo发生变化时，同样会引起IZ的相应变化，使得Uo保持基本稳定。如当Io增大时，I和UR均会随之增大使得Uo下降，这将导致IZ急剧减小，使I仍维持原有数值保持UR不变，使得Uo得到稳定。 +Ui－I+ UR －RIZDZ+RLIo+Uo－ －UZ图5-3-1并联型直流稳压电路
可见，这种稳压电路中稳压管VDZ起着自动调节作用，电阻R一方面保证稳压管的工作电流不超过最大稳定电流IZM，另一方面还起到电压补偿作用。
5.3.2串联型直流稳压电路
+Ui－R4V1－UBE1+V2+－+UZ－R3UBE2 +UF －R1RPR2RbIoRaRL+Uo－图5-3-2 串联型直流稳压电路
串联型直流稳压电路由采样单元、基准单元、比较放大单元、调整单元4个部分组成。 (1)采样单元。由R1、RP、R2组成的分压电路构成，它将输出电压Uo分出一部分作为取样电压UF，送到比较放大环节。
(2)基准单元。由稳压二极管VDZ和电阻R3构成的稳压电路组成，它为电路提供一个稳定的基准电压UZ，作为调整、比较的标准。
设V2发射结电压UBE2可忽略，则：
UF?UZ?RbRa?RbUo
或：
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