第
1
章
电子产品常用单元电路分析
1
各种电子产品的内部½会有一个½够维系其工½的电子系统，
这个电子系统无论多么复杂，
½
是由若干个基本单元电路组成的，因此掌握常用的电子单元电路的结构及工½原理就显得非常重
要。
本章是从实际应用的角度对电子产品常用单元电路的结构及原理进行分析和讨论，
同时也涉及
实践中的一些技术问题。
1.1
直流电源电路
1.1.1 直流电源概述
直流电源是电子设备工½的动力源，
几乎所有的电子线路工½½需要有直流电源的支持。
如电
子表、手机、数码照相机等。一个电源输出的电压和电流等指标应满足负½½的需要。直流负½½各有
不同，如容量上有大小之分，½用方式上有固定式和移动式，因此，每一种电子产品所配½的直流
电源也会有所不同。
1.1.2 直流电源类型及选择
直流电源类型有：干电池、蓄电池、锂电池、镉镍电池、½扣电池、太阳½电池、整流电源、
开关电源等。
电子装½在设计的过程中同时要考虑电源的选择问题。
选择直流电源首先要根据负½½的½用条
件和要求确定电源类型，然后是确定电源的容量等其他性½指标。
目前市场上一些电子产品或电子装½所配½的直流电源如表
11
所示。
表
11
直流电源列表
电子产品
手机
电子手表
锂电池
½扣电池
直流电源类型
电子产品
数码相机
笔记本
直流电源类型
锂电池
开关电源+锂电池
电 子 产 品原 理 安装 与 调试
续表
电子产品
光动½电子表
半导½收音机
½色电视机
手机充电器
直流电源类型
太阳½电池
变压器降压整流电源、干电池
开关电源
阻容降压整流电源
电子产品
台式电脑
太阳½交通信号灯
太阳½照明灯
有源音箱
直流电源类型
开关电源
太阳½电池/蓄电池
太阳½电池/蓄电池
变压器降压整流电源
变压器降压整流电源、阻容降压整流电源、开关电源比较见表
12。
表
12
变压器降压整流电源、阻容降压整流电源、开关电源比较
直流电源种类
变压器降压整流电源
功率、½积
可大功率输出
½½积大
小功率输出
½积小
同容量的情况下½积比变压器降压
整流电源要小许多
功耗
大功率输出时
功耗也大
功耗小
大功率输出时
功耗较小
电源内阻
电源内阻小
阻容降压整流电源
电源内阻大
开关电源
电源内阻小
1.1.3 整流电源应用实践
提出问题
在众多的电子产品中，
由于他们功½和性½要求上的不同，
对供电电源的要求也不
½相同，如对晶½管收音机来说，它以干电池供电为主，整流电源供电为辅，对于整流电源的要求
是电压波½中的交流成分要少一些，防止喇叭中出现交流声，对电压的稳定性不½要求，而对于数
字类电子装½来说为了½电路工½性½稳定，
对电源电压的稳定性要求较高。
另外有些½积较小的
电子产品，要求电源的½积也要小，以方便½用或携带，如手机充电器、笔记本电脑等。针对这些
不同的要求，必须有针对性地加以解决。
1．单路输出整流电源
这是一种最简单的整流电源，其结构为：变压器+整流二极管+滤波电容，如图
11
所示。这种
直流电源适用于对电源电压稳定性要求不高的负½½，如晶½管收音机等。
图
11
单路输出整流电源
输出电压：
U
O
=
1.2
2
U
2
电 子 产 品常 用 单元 电 路分 析
第 1 章
设计一个输出电压为
5V，最大输出电流为 300mA
的直流稳压电源。要求确定变压器容量、整
流二极管参数、滤波电容参数等。
（1）确定三端稳压器型号、输入电压（U
I
）
、输入电流（I’
L
）
，整流滤波电路等效负½½输出电
压为
5V，最大输出电流（I
D
）为
300mA，可选用 W7805（最大电流 1.5A）
。也可选用稳
78M05（最
大电流为
0.5A）
，½½用时要加散热片。
7800
系列三端稳压器输入、输出最小压差为
2V，如果取 4V，则输入电压
U
I
=9V。W7805
的
功耗电流为
I
Omax
=8mA。
电源变压器的二次电压为：
U
2
=
U
I
9
=
V
=
7.5V
1.2 1.2
W7805
的最大输入电流为：
¢
I
L
=
I
O max
+
I
D
=
8
+
300
=
308mA
整流滤波电路的等效负½½电阻为：
1.2
2
1.2
´
7
U
¢
R
=
=
=
29.2
W
L
¢
I
L
308
（2）桥式整流二极管参数要求和型号选择。
正向平均电流为：
¢
I
F
≥
1 2
I
L
=
1
´
308mA
=
154mA
2
最大反向电压为：
U
RM
≥
U
R max
=
2
U
2
=
2
´
7.5V
»
10.6V
可以选择硅二极管 1N4001，其额定正向整流电流为 1A，反向工½峰值电压为 50V，满足
要求。
（3）滤波电容和其他电容的选择。
滤波电容为：
C
=
1
(3 ~ 5)
T
3 ~ 5
=
F
=
1027 ~ 1721μF
¢
2
R
L
2
´
50
´
29.2
U
CM
≥
2
U
2
=
10.6V
电容耐压为：
可选择
1500μF，耐压值为 25V
的铝电解电容。
电容
C
2
主要改善输入纹波电压，其容量一般取
0.33μF，电容
C
3
可改善负½½的瞬态响应，其容
量一般取
0.1μF。
（4）变压器容量选择。
变压器二次电流有效值为
¢
I
2
=
(1.5 ~ 2)
I
L
=
(1.5 ~ 2)
´
308mA
=
462 ~ 616mA
取
I
2
为
500mA。
输出视在功率为：
S
2
=
U
2
I
2
=
7.5
´
0.5V
×
A
=
3.75V
×
A
3
电 子 产 品原 理 安装 与 调试
输入视在功率为
S
1
=
S
2
h
T
=
3.75
=
V
×
A
=
6.25V
×
A
0.6
平均容量为
1
1
(
S
1
+
S
2
)
=
(3.75
+
6.25)V
×
A
=
5V
×
A
2
2
因此，可以选用容量为
5½8
V
×
A
，一次电压为
220V，二次电压为 7.5V
电源变压器。
S
=
2．正负双路整流稳压电源
大多数运算放大器的供电电源是按正负对称双电源设计的，如图
12
所示。这种整流电源的变
压器二次线圈需要在总匝数的
1/2
处留有½头，用于接地。½头将二次线圈一分为二，和后面的整
流、滤波、稳压电路构成对称结构的两个极性相反的整流稳压电路。电路中
LM7809
和
LM7909
分别为正压固定三端集成稳压电路和负压固定三端集成稳压电路，他们各自独立工½，分别输出
+9V
和9V，即
V=±9V。
图
12
正负双路整流稳压电源
3．输出电压可调的整流稳压电源
电子设备的直流电源是比较容易出现故障的地方，
所以在维修电子设备时往往需要一个自备直
流电源。
由于不同的电子线路所用的电压不同，
所以维修用的直流电源输出电压如果是可调的就较
为方便了。图 13 是一个输出电压在 1.25½37V 之间可调的直流稳压电源。电路中 CW317 为三端
可调集成稳压电路，½用时通过调节
R
2
的阻值来确定输出电压值。
图
13
输出电压可调的整流稳压电源
4
电 子 产 品常 用 单元 电 路分 析
第 1 章
4．阻容降压整流电源
对于小电流负½½可以½用阻容降压整流电源，
用电容降压替代变压器降压可以减小电子产品的
½积。阻容降压整流电源的内阻比较大，所以它不适用在动态变化大的大电流负½½场合，如图
14
所示。
图
14
阻容降压整流电源
各元器件的½用是：C
1
为降压电容器，VD
1
为半波整流二极管，VD
2
在市电的负半周时给
C
1
提供放电回路，VD
3
是稳压二极管，R 为关断电源后
C
1
的电荷泄放电阻。
工½原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工½电流。
例如，
50Hz
在
的工频条件下，
一个
1μF
的电容所产生的容抗约为
3180Ω。 220V
的交流电压加在电容器的两端，
½
则流过电容的最大电流约为 70mA。½然流过电容的电流有 70mA，½在电容器上并不产生功耗，
电容降压实际上是利用容抗限流。
而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负½½两端
电压的角色。
下面通过一个例子看一下在这种阻容降压整流电路中，
降压电容的容量和负½½电流之
间的关系。
若已知
C
1
为
0.33μF，交流输入为 220V/50Hz，求电路½供给负½½的最大电流。
C
1
在电路中的容抗
X
C
为：
6
X
C
=
1/(2π
1
)
=
1/(2×3.14×50×0.33×10 )= 9.65kW
fC
流过电容器
C
1
的充电电流（I
C
）为：
I
C
=
U
/
X
C
= 220V/9.65kW = 22mA
通常降压电容 C
1
的容量 C 与负½½电流 I
o
的关系可近似认为：C=14.5I
o
，其中 C 的容量单½为
μF，I
o
的单½为
A。
5．倍压整流电源
在一些需用高电压、小电流的地方，常常½用倍压整流电路，如图
15
所示。倍压整流，可以
把较½的交流电压，用耐压较高的整流二极管和电容器，
“整”出一个较高的直流电压。倍压整流
电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路。
图
15
二倍压整流电源
U
2
正半周（上正下负）时，二极管
VD
1
导通，VD
2
截止，电流经过
VD
1
对
C
1
充电，将电容
5
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