電路圖中的電源電路

前面介紹了電路圖中的元器件的作用和符號。一張電路圖通常有幾十乃至幾百個元器件，它們的連線縱橫交叉，形式變化多端，初學(xué)者往往不知道該從什么地方開始，怎樣才能讀懂它。其實電子電路本身有很強(qiáng)的規(guī)律性，不管多復(fù)雜的電路，經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn)，它是由少數(shù)幾個單元電路組成的。好象孩子們玩的積木，雖然只有十來種或二三十種塊塊，可是在孩子們手中卸可以搭成幾十乃至幾百種平面圖形或立體模型。同樣道理，再復(fù)雜的電路，經(jīng)過分析就可發(fā)現(xiàn)，它也是由少數(shù)幾個單元電路組成的。因此初學(xué)者只要先熟悉常用的基本單元電路，再學(xué)會分析和分解電路的本領(lǐng)，看懂一般的電路圖應(yīng)該是不難的。按單元電路的功能可以把它們分成若干類，每一類又有好多種，全部單元電路大概總有幾百種。下面我們選最常用的基本單元電路來介紹。讓我們從電源電路開始。

一、電源電路的功能和組成每個電子設(shè)備都有一個供給能量的電源電路。電源電路有整流電源、逆變電源和變頻器三種。常見的家用電器中多數(shù)要用到直流電源。直流電源的最簡單的供電方法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時更換(蓄電池則要經(jīng)常充電)的缺點，因此最經(jīng)濟(jì)可靠而又方便的是使用整流電源。電子電路中的電源一般是低壓直流電，所以要想從220伏市電變換成直流電，應(yīng)該先把220伏交流變成低壓交流電，再用整流電路變成脈動的直流電，最后用濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分后才能得到直流電。有的電子設(shè)備對電源的質(zhì)量要求很高，所以有時還需要再增加一個穩(wěn)壓電路。因此整流電源的組成一般有四大部分，見圖l。其中變壓電路其實就是一個鐵芯變壓器，需要介紹的只是后面三種單元電路。

二、整流電路整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動直流電的電路。

(1)半波整流

半波整流電路只需一個二極管，見圖2(a)。在交流電正半周時VD導(dǎo)通，負(fù)半周時VD截止．負(fù)載R，。上得到的是脈動的直流電。

(2)全波整流
全波整流要用兩個二極管，而且要求變壓器有帶中心抽頭的兩個圈數(shù)相同的次級線圈，見圖2(b)。負(fù)載R1。上得到的是脈動的全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路高。

(3)全波橋式整流
用4個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器，見圖2(c)。負(fù)載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。

(4)倍壓整流

用多個二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓。圖2(d)是一個二倍壓整流電路。當(dāng)U2為負(fù)半周時VDl導(dǎo)通，Cl被充電，C1上最高電壓可接近1．4U2；當(dāng)U2正半周時VD2導(dǎo)通，Cl上的電壓和U2疊加在一起對C2充電，使C2上電壓接近2．8U2，是Cl上電壓的2倍，所以叫倍壓整流電路。

三、濾波電路
整流后得到的是脈動直流電，如果加上濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分，就可得到平滑的直流電。

(1)電容濾波
把電容器和負(fù)載并聯(lián)，如圖3(a)，正半周時電容被充電，負(fù)半周時電容放電，就可使負(fù)載上得到平滑的直流電。

(2)電感濾波
把電感和負(fù)載串聯(lián)起來，如圖3(b)，也能濾除脈動電流中的交流成分。

(3)l、C濾波
用1個電感和1個電容組成的濾波電路因為象一個倒寫的字母“L”，被稱為L型，見圖3(c)。用1個電感和2個電容的濾波電路因為象字母“x，'，被稱為丌型，見圖3(d)，這是濾波效果較好的電路。

(4)RC濾波
電感器的成本高、體積大，所以在電流不太大的電子電路中常用電阻器取代電感器而組成RC濾波電路。同樣，它也有L型，見圖3(e)；n型，見圖3(f)。

四、穩(wěn)壓電路

交流電網(wǎng)電壓的波動和負(fù)載電流的變化都會使整流電源的輸出電壓和電流隨之變動，因此要求較高的電子電路必須使用穩(wěn)壓電源。

(1)穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路用一個穩(wěn)壓管和負(fù)載并聯(lián)的電路是最簡單的穩(wěn)壓電路，見圖4(a)。圖中R是限流電阻。這個電路的輸出電流很小，它的輸出電壓等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值V；。

(2)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

有放大和負(fù)反饋作用的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的穩(wěn)壓電路。它的電路和框圖見圖4(b)、(c)。它是從取樣電路(R3、R4)中檢測出輸出電壓的變動，與基準(zhǔn)電壓(Vz)比較并經(jīng)放大器(VT2)放大后加到調(diào)整管(VTl)上，使調(diào)整管兩端的電壓隨著變化。如果輸出電壓下降，就使調(diào)整管管壓降也降低，于是輸出電壓被提升；如果輸出電壓上升，就使調(diào)整管管壓降也上升，于是輸出電壓被壓低，結(jié)果就使輸出電壓基本不變。在這個電路的基礎(chǔ)上發(fā)展成很多變型電路或增加一些輔助電路，如用復(fù)合管作調(diào)整管，輸出電壓可調(diào)的電路，用運算放大器作比較放大的電路，以及增加輔助電源和過流保護(hù)電路等。

(3)開關(guān)型穩(wěn)壓電路．

近年來廣泛應(yīng)用的新型穩(wěn)玨電源是開關(guān)型穩(wěn)壓電源。它的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，本身功耗相小，所以有效率高、體積小等優(yōu)點，
但電路比較復(fù)雜。開關(guān)穩(wěn)壓電源從原理上分有很多種。它的基本原理框圖見圖4(d)。圖中電感L和電容C是儲能和濾波元件，二極管VD是調(diào)整管
在關(guān)斷狀態(tài)時為L、C濾波器提供電流通路的續(xù)流二極管。開關(guān)穩(wěn)壓電源的開關(guān)頻率都很高，一般為幾～幾十千赫，所以電感器的體積不很大，輸出電壓中的高次諧波也不多。它的基本工作原理是：從取樣電路(R3、R4)中檢測出取樣電壓經(jīng)比較放大后去控制一個矩形波發(fā)生器。矩形波發(fā)生器的輸出脈沖是控制調(diào)整管(VT)的導(dǎo)通和截止時間的。如果輸出電壓U。因為電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流的變動而降低，就會使矩形波發(fā)生器的輸出脈沖變寬，于是調(diào)整管導(dǎo)通時間增大，使L、C儲能電路得到更多的能量，結(jié)果是使輸出電壓U。被提升，達(dá)到了穩(wěn)定輸出電壓的目的。

(4)集成化穩(wěn)壓電路
近年來已有大量集成穩(wěn)壓器產(chǎn)品問世，品種很多，結(jié)構(gòu)也各不相同。目前用得較多的有三端集成穩(wěn)壓器，有輸出正電壓的CW7800系列和輸出負(fù)電壓的CW7900系列等產(chǎn)品。輸出電流從0．1A一3A，輸出電壓有5V、6V、9V、12V、l5V、18V、24V等多種。這種集成穩(wěn)壓器只有三個端子，穩(wěn)壓電路的所有部分包括大功率調(diào)整管以及保護(hù)電路等都已集成在芯片內(nèi)。使用時只要加上散熱片后接到整流濾波電路后面就行了。外圍元件少，穩(wěn)壓精度高，工作可靠，—般不需調(diào)試。圖4(c)是——個三端穩(wěn)壓器電路。圖中C是主濾波電容，Cl、C2是消除寄生振蕩的電容，VD是為防止輸入短路燒壞集成塊而使用的保護(hù)二極管。

五、電源電路讀圖要點和舉例電源電路是電子電路中比較簡單然而卻是應(yīng)用最廣的電路。拿到—張電源電路圖時，應(yīng)該：1.先按“整流一濾波一穩(wěn)壓”的次序把整個電源。電路分解開來，逐級細(xì)細(xì)分析。2.逐級分析時要分清主電路相輔助電路、主要元件和次要元件，弄清它們的作用和參數(shù)要求等。例如開關(guān)穩(wěn)壓電源中，電感電容和續(xù)流二極管就是它的關(guān)鍵元件。3.因為晶體管有NPN和PNP型兩類，某些集成電路要求雙電源供電，所以一個電源電路往往包括有不同極性不同電壓值和好幾組輸出。讀圖時必須分清各組輸出電壓的數(shù)值和極性。在組裝和維修時
也要仔細(xì)分清晶體管和電解電容的極性，防止出錯。4.熟悉某些習(xí)慣畫法和簡化畫法。5.最后把整個電源電路從前到后全面綜合貫通起
來。這張電源電路圖也就讀懂了。

例l 電熱毯控溫電路圖5是一個電熱毯電路。開關(guān)在“1”的位置是低溫檔。220伏市電經(jīng)二極管后接到電熱毯，因為是半波整流，電熱毯兩端所加的是約l00伏的脈動直流電，發(fā)熱不高，所以是保溫或低溫狀態(tài)。開關(guān)扳到“2”的位置，220伏市電直接接到電熱毯上，所以是高溫檔

例2 高壓電子滅蚊蠅器圖6是利用倍壓整流原理得到小電流直流高壓電的滅蚊蠅器。220伏交流經(jīng)過四倍壓整流后輸出電壓可達(dá)1100伏，把這個直流高壓加到平行的金屬絲網(wǎng)上。網(wǎng)下放誘餌，當(dāng)蒼蠅停在網(wǎng)上時造成短路，電容器上的高壓通過蒼蠅身體放電把蠅擊斃。蒼蠅尸體落下后，電容器又被充電，電網(wǎng)又恢復(fù)高壓；這個高壓電網(wǎng)電流很小，因此對人無害。由于昆蟲夜間有趨光性，因此如在這電網(wǎng)后面放一個3瓦熒光燈或小型黑光燈，就可以誘殺蚊蟲和有害昆蟲。

例3 實用穩(wěn)壓電源圖7是一個實用的穩(wěn)壓電源。輸出電壓3～9伏可調(diào)，輸出電流最大100毫安。這個電路就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。要注意的是；①整流橋的畫法和圖2(c)不同，實際上它就是橋式整流電路。②這個電路使用PNP型鍺管，所以輸出是負(fù)電壓，正極接地。③用兩個普通二極管代替穩(wěn)壓管。任何二極管的正向壓降都是基本不變的，因此可用二極管代替穩(wěn)壓管。2AP型二極管的正向壓降約是0．3伏，2CP型約是0．7伏，2CZ型約是l伏。圖中用了兩個2CZ二極管作基準(zhǔn)電壓。④取樣電阻是一個電位器，所以輸出電壓是可調(diào)的。