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如½看懂电路图 2--电源电路单元
前 面介绍了电路图中的元器件的½用和符号。
一张电路图通常有几十乃至几百个元器
件,它们的连线纵横交叉,½式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始, 怎样才
½读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性,不管多复杂的电路,经过分析可以发现,
它
是由少数几个单元电路组成的。½象孩子们玩的积木,½然只有十 来种或二三十种块块,
可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图½或立½模型。
同样道理,
再复杂的电
路,经过分析就可发现,它也是由少数几个单元电 路组成的。因此初学者只要先熟悉常用
的基本单元电路,再学会分析和分解电路的本领,看懂一般的电路图应该是不难的。
按单元电路的功½可以把它们分成若干类,每一类又有½多种,全部单元电路大概总
有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。
一、电源电路的功½和组成
每 个电子设备½有一个供给½量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三
种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是 用电池。½
电池有成本高、½积大、需要不时更换(蓄电池则要经常充电)的缺点,因此最经济可靠而
又方便的是½用整流电源。
电 子电路中的电源一般是½压直流电,所以要想从 220 伏市电变换成直流电,应该先把
220 伏交流变成½压交流电,
再用整流电路变成脉动的直流电,
最后用滤波电路滤除脉动直
流电中的交流成分后才½得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高, 所以有时还
需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分,见图 1 。其中变压电路
其实就是一个铁芯变压器,需要介绍的只是后面三种单元电路。
二、整流电路
整流电路是利用半导½二极管的单向导电性½把交流电变成单向脉动直流电的电路。
( 1 )半波整流
半波整流电路只需一个二极管,见图 2 ( a )。在交流电正半周时 VD 导通,负半周时 VD
截止,负½½ R 上得到的是脉动的直流电
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( 2 )全波整流
全波整流要用两个二极管,
而且要求变压器有带中心½头的两个圈数相同的次级线圈,
见图
2 ( b )。负½½ R L 上得到的是脉动的全波整流电流,输出电压比半波整流电路高。
( 3 )全波桥式整流
用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以½用只有单个次级线圈的变压器,见图 2 ( c )。
负½½上的电流波½和输出电压值与全波整流电路相同。
( 4 )倍压整流
用多个二极管和 电容器可以获得较高的直流电压。图 2 ( d )是一个二倍压整流电路。
½ U2 为负半周时 VD1 导通, C1 被充电, C1 上最高电压可接近 1.4U2 ;½ U2 正半周
时 VD2 导通, C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电,½ C2 上电压接近 2.8U2 ,
是
C1 上电压的 2 倍,所以叫倍压整流电路。
三、滤波电路
整流后得到的是脉动直流电,
如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分,
就可得到平
滑的直流电。
( 1 )电容滤波
把电容器和负½½并联,如图 3 ( a ),正半周时电容被充电,负半周时电容放电,
就可½负½½上得到平滑的直流电。
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( 2 )电感滤波
把电感和负½½串联起来,如图 3 ( b ),也½滤除脉动电流中的交流成分。
( 3 ) L 、 C 滤波
用 1 个电感和 1 个电容组成的滤波电路因为象一个倒写的字母“ L ”,被称为 L
型,见图 3 ( c )。用 1 个电感和 2 个电容的滤波电路因为象字母“ π ”,被称为 π
型,见图 3 ( d ),这是滤波效果较½的电路。
( 4 ) RC 滤波
电感器的成本高、½积大,所以在电流不太大的电子电路中常用电阻器取代电感器
而组成 RC 滤波电路。同样,它也有 L 型,见图 3 ( e ); π 型,见图 3 ( f )。
四、稳压电路
交流电½电压的波动和负½½电流的变化½会½整流电源的输出电压和电流随之变
动,因此要求较高的电子电路必须½用稳压电源。
(1 )稳压管并联稳压电路
用一个稳压管和负½½并联的电路是最简单的稳压电路,见图 4 ( a )。图中 R 是
限流电阻。这个电路的输出电流很小,它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。
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(2 )串联型稳压电路
有放大和负反馈½用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。它的电路和框图见图
4 ( b )、( c )。它是从取样电路( R3 、 R4 )中检测出输出电压的变动,与基准电
压( V Z )比较并经放大器( VT2 )放大后加到调整管( VT1 )上,½调整管两端的电
压随着变化。如果输出电压下降,就½调整管管压降也降½,于是输出电压被提升;如果输
出电压上升,就½调整管管压降也上升,于是输 出电压被压½,结果就½输出电压基本不
变。在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路,如用复合管½调整管,
输出电压可调的电路,用运算放 大器½比较放大的电路,以及增加辅助电源和过流保护电
路等。
( 3 )开关型稳压电路
近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。它的调整管工½在开关状态,
本身功耗很小,所以有效率高、½积小等优点,½电路比较复杂。
开关稳压电源从原理上分有很多种。
它的基本原理框图见图 4 ( d ) 图中电感 L
。
和电容 C 是储½和滤波元件,二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电
流通路的续流二极管。开关稳压电源的开关频率½很高,一般为几½几十千赫,所以电感器
的½积不很大,输出电压中的高次谐波也不多。
它的基本工½原理是 : 从取样电路( R3 、 R4 )中检测出取样电压经比较放大后
去控制一个矩½波发生器。矩½波发生器的输出脉冲是控制调整管( VT )的导通和截止时
间的。如果输出电压 U 0 因为电½电压或负½½电流的变动而降½,就会½矩½波发生器的
输出脉冲变½,于是调整管导通时间增大,½ L 、 C 储½电路得到更多的½量,结果是½
输出电压 U 0 被提升,达到了稳定输出电压的目的。
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( 4 )集成化稳压电路
近年来已有大量集成稳压器产品问世,品种很多,结构也各不相同。目前用得较多
的有三端集成稳压器,有输出正电压的 CW7800 系列和输出负电压的 CW7900 系列等产品。
输出电流从 0.1A ½ 3A ,输出电压有 5V 、 6V 、 9V 、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等
多种。
这种集成稳压器只有三个端子,稳压电路的所有部分包括大功率调整管以及保护电
路等½已集成在芯片内。
½用时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就行了。
外围元件
少,稳压精度高,工½可靠,一般不需调试。
图 4 ( e )是一个三端稳压器电路。图中 C 是主滤波电容, C1 、 C2 是消除寄
生振荡的电容 ,VD 是为防止输入短路烧坏集成块而½用的保护二极管。
五、电源电路读图要点和举例
电源电路是电子电路中比较简单然而却是应用最广的电路。拿到一张电
源电路图时,应该: ① 先按“整流 — 滤波 — 稳压”的次序把整个电源电路
分解开来,逐级细细分析。 ② 逐级分析时要分清主电路和辅助电路、主要元件
和次要元件,弄清它们的½用和参数要求等。例如开关稳压电源中,电感电容和
续流二极管就是它的关键元件。 ③ 因为晶½管有 NPN 和 PNP 型两类,某些集
成电路要求双电源供电,
所以一个电源电路往往包括有不同极性不同电压值和½
几组输出。读图时必须分清各组输出电压的数值和极性。在组装和维 修时也要
仔细分清晶½管和电解电容的极性,
防止出错。 ④ 熟悉某些习惯画法和简化画
法。 ⑤ 最后把整个电源电路从前到后全面综合贯通起来。这张电源电路图也就
读懂了。
例 1 电热毯控温电路
图 5 是一个电热毯电路。开关在“ 1 ”的½½是½温档。 220 伏市电
经二极管后接到电热毯,因为是半波整流,电热毯两端所加的是约 100 伏的脉
动直流电,
发热不高,
所以是保温或½温状态。
开关扳到“ 2 ”的½½, 220 伏
市电直接接到电热毯上,所以是高温档。
例 2 高压电子灭蚊蝇器
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