电子电路都需稳定的直流电源，除少数情况下用电池外，一般都是采用由交流电网供电，经变压、整流、滤波、稳压后获得。其工作过程是，利用变压器将交流电网电压变为所需要的交流电压；然后经过整流电路，把大小和方向都随着时间变化的交流电变成脉动的直流电；再经过滤波电路，滤除脉动直流电中的交流成分，输出平滑的直流电；稳压电路的作用是，当电网电压波动或负载变化引起输出的直流电压变化时，通过稳压电路的自动调整使输出电压维持平稳，图１０-１为直流稳压电源原理框图。
10-1整流和滤波电路
１０-１-１单相桥式整流电路
1-电路组成
单相整流电路的形式有半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路，其中桥式整流电路应用最广泛。单相桥式整流电路如图１０-２（a）所示，图１０-２（b）是其简化电路。它由４只整流二极管接成电桥形式，其中两个共阴极组二极管的阴极接负载RL的一端，为输出直流电的正极。另两个共阳极组二极管的阳极接负载RL的另一端，为输出直流电的负极。两个二极管阳极和阴极相连的端子接整流变压器的次级绕组。
2-工作原理
设整流变压器次级绕组电压为u２（t）＝２U２sint（V）。当u２（t）为正半周时，VD１、VD３正偏导通，VD２、VD４反偏截止，电流经VD１RLVD３形成回路，RL上输出电压波形与u２（t）的正半周波形相同，电流iL从b流向c。
当u２（t）为负半周时，VD２、VD４正偏导通，VD１、VD３反偏截止，电流经VD２RLVD４形成回路，RL上输出电压波形是u２（t）的负半周波形的倒相，电流iL仍从b流向c。所以无论u２（t）为正半周还是负半周，流过RL的电流方向是一致的。单相桥式整流的输出波形如图１０-３所示。
图１０-２中如果有一只二极管断开时，整流电路输出会减半；如果有一只二极管接反时，会引起短路，烧坏元器件。
3-参数估算
单相桥式整流电路输出直流电压UL为u２（t）在交流电压一个周期内的平均值。由图１０-３可知由于每只二极管只在半个周期内导通，所以流过每只二极管的电流为在单相桥式整流电路中，二极管导通时压降几乎为零，而二极管截止时，u２（t）的峰值电压加在了它上面，即二极管截止时承受的最大反向电压为因此，在单相桥式整流电路中，对二极管的要求是最大整流电流为【例10-1】如图１０-２所示的单相桥式整流电路，若要求在负载上得到２４V直流电压，１００mA的直流电流，求整流变压器次级电压U２，并选出整流二极管。
解由式（１０-１）可得根据上述数据，查手册可选出最大整流电流为１００mA，最高反向工作电压为５０V的整流二极管２CZ５２B。
目前，已广泛使用将４个硅二极管封装成一个整体的硅桥式整流器，这种整流桥有４个接线端，两端接交流电源（标有“～”符号），两端接负载（标有“＋”、“－”端子）。＋、－标志表示整流输出直流电压的极性，根据需要可在手册中选用不同型号及规格的整流桥堆。
１０-１-２三相桥式整流电路
单相整流电路一般应用在小功率场合，当某些供电场合要求整流电路输出功率较大（数千瓦）时，如果仍然采用单相整流电路，它会造成三相电网负载不平衡，影响供电质量。这时就应采用三相桥式整流电路。
三相桥式整流电路如图１０-４所示。电路由三相变压器和６个二极管组成。变压器的原边接成三角形，副边接成星形。６个二极管中，VD１、VD３、VD５阴极连在一起，其阴极电位相同，所以阳极电位最高时导通；VD２、VD４、VD６阳极连在一起，其阳极电位相同，所以阴极电位最低时导通。VD１、VD３、VD５的共阴极端为整流器输出直流电的正端，VD２、VD４、VD６的共阳极端为整流器输出直流电的负端；而VD１、VD３、VD５的阳极和VD２、VD４、VD６的阴极，则分别连接到变压器副边各相的端点a、b、c上。其波形如图１０-５所示。在t１～t２期间，a点电位最高，所以VD１导通，VD１导通后使VD３、VD５承受反向电压而截止；b点电位最低，所以VD４导通，VD４导通后使VD２、VD６承受反向电压而截止。此期间电流的通路为aVD１RLVD４b负载两端电压为线电压uab，如图１０-５（b）所示。同理，在t２～t３期间，a点电位最高，c点电位最低，所以VD１、VD６导通，其余４个二极管都截止，电流通路为负载两端电压为线电压uac。其余时间以此类推。二极管导通顺序如图１０-５所示。由图１０-５（b）可知，负载所得整流电压uo的大小，等于变压器副边三相相电压的上下包络线间的垂直距离所对应的电压值。它的脉动较小，其平均值为式中，U２为变压器副边相电压的有效值。
负载中电流io的平均值为由于在一个周期中，每个二极管只有三分之一的时间导通，因此流过每个管的平均电流为每个二极管所承受的最高反向电压为变压器副边线电压的幅值，即。
１０-１-３滤波电路
滤波电路的主要元件是电容和电感，利用它可构成电容滤波电路、电感滤波电路，电容电感形滤波电路和形滤波电路等，其中以电容滤波电路最常用。电容滤波电路如图１０-６（a）所示，滤波电容器并接在负载两端。
1-工作原理
根据电容器的储能作用，电容滤波电路输出波形如图１０-６（b）所示。设t＝０时电路接通电源，电路中电容电压uC从零开始增大，电流分成两路：一路流向RL，一路向电容器C充电。由于桥式整流电路中二极管导通时的内阻和整流变压器次级绕组的直流电阻都很小，所以充电时间常数τ１很小，充电速度很快，uC（t）可跟随u２（t）变化。当u２（t）达到２U２时，uC（t）也达到２U２。u２（t）达到最大值后开始下降，uC（t）由于放电也逐渐下降，当u２（t）uC（t）时，电桥中二极管截止，电容器C经RL放电，这个回路的放电时间常数τ２＝RLC较大，所以uC（t）下降比较缓慢。τ２越大，uC（t）下降越缓慢，输出电压波形就越平滑。
当下一个正弦半波来到并大于uC（t）时，电容器C又开始充电，充至最大值后再次经放电RL。如此周而复始地进行下去，就得到图１０-６（b）所示比较平滑的波形。
2-参数估算
根据以上分析，单相桥式整流电容滤波电路的输出直流电压为UL１-２U２（１０-１１）滤波电容器的电容量通常取RLC式中，T为电网交流电压的周期。
滤波电容器的额定工作电压（又称耐压）应大于u２（t）的峰值，通常取。
【例10-2】已知单相桥式整流电容滤波电路如图１０-６（a）所示。要求UL＝１２V，IL＝１０mA，电网工作频率为５０Hz。试计算整流变压器次级电压有效值U２，并计算RL和C的值。
取C为４７μF，其耐压为UC（１-５～２）U２＝（１５～２０）V，取UC＝２５V。故整流变压器次级电压有效值为１０V，负载RL为１-２k，滤波电容器的参数为４７μF／２５V3-电容滤波的特点（１）滤波后的输出电压中直流分量提高了，交流分量降低了。
（２）电容滤波适用于负载电阻RL较大的场合。因为RLC较大时滤波效果好。
（３）存在浪涌电流。当电路接入电源的瞬间，u２（t）若不为零，由于充电电阻较小，会产生很大的充电电流，即浪涌电流，有可能烧毁整流二极管。实用中，常采用每只整流二极管两端并接一只０-０１μF的电容器来防止浪涌电流烧坏整流二极管。
（４）RLC值的改变可以影响输出直流电压的大小。RL开路时，输出UL为１-４U２；C开路时，输出UL为０-９U２；若C的容量减小，则输出UL小于１-２U２。这些典型数值有助于电路故障的判断。
其他形式的滤波电路如图１０-７所示。其基本原理都是利用电容和电感的储能作用实现的。电容器在电路中与负载接成并联形式，而电感器与负载接成串联形式。
10-2稳压电路
整流滤波后所得的直流电压虽然比较平滑，但是当电网电压波动或者负载变动时，输出的直流电压也跟着变动。实际工作中，电网电压的波动及负载的变动是客观存在的，因此负载两端的电压是不稳定的。稳压电路的作用就是向负载提供稳定的直流电压。
稳压电路按所用器件可分为分立元件直流稳压电路和集成直流稳压电路；按电路结构可分为并联型直流稳压电路和串联型直流稳压电路；按电压调整单元的工作方式则可分为线性直流稳压电路和开关型直流稳压电路。
１０-２-１并联型稳压电路
并联型稳压电路如图１０-８所示。稳压管与负载并联，并有限流电阻R配合接入整流滤波电路之后才能起到稳压作用。
为整流滤波电路的输出电压，也是稳压电路的输入电压，其稳压过程分述如下：
当交流电网波动时，如电网电压上升，则总之，无论是电网波动还是负载变动，负载两端电压经稳压管自动调整后（与限流电阻R配合）都能基本上维持稳定。
并联型稳压电路结构简单，但受稳压管最大电流限制，又不能任意调节输出电压，所以只适用于输出电压不需调节，负载电流小，要求不高的场合。
１０-２-２串联型稳压电路
1-电路组成
串联型稳压电路如图１０-９所示。电路由４部分组成。
１）采样单元
采样单元由RP和R１组成，与负载RL并联，通过它可以反映输出电压Uo的变化。反馈电压反馈电压Uf取出后送到集成运放的反相输入端，改变电位器RP的滑动端子可以调节输出电压Uo的高低。
２）基准单元
基准单元由限流电阻R与稳压管VDZ组成。VDZ两端电压UZ作为整个稳压电路自动调整和比较的基准电压。
３）比较放大单元
比较放大单元由集成运放组成。它将采样所得的反馈电压Uf与基准电压UZ比较放大后加到VT的输入端基极，控制调整管VT基极的电位UB。
４）调整单元
调整单元由三极管VT组成，它是串联型稳压电路的核心元件。VT的基极电位UB反映了整个稳压电路的输出电压Uo的变动，控制调整管VT基极的电位UB，就可自动调整Uo的值，使其维持稳定。
2-工作原理
串联型稳压电路的自动稳压过程按电网波动和负载电阻变动两种情况分述如下：
当U或R时的调整过程与上述相反。
由上述分析可知，这是一个负反馈系统。正因为电路内有深度电压串联负反馈，所以才能使输出电压稳定。
１０-２-３三端集成稳压器
三端集成稳压器的内部电路结构就是在串联型稳压电路基础上，增加了一些保护电路。
