西安交通大學(xué)趙進(jìn)全模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第十講課件

10.1

概述交流電源電源變壓器整流電路直流穩(wěn)壓電源的組成方框圖波形圖OOO10

直流穩(wěn)壓電源10.1概述交流電源電源變壓器整流電路直流穩(wěn)壓電源的組濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路波形圖OOO濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路波形圖OOO10.2

單相整流及電容濾波電路10.2.1單相橋式整流電路1.電路組成a+_uOTru2+_u1b+_D1D2D4D3RL10.2單相整流及電容濾波電路10.2.1單相橋式2.工作原理u2ωtOuOωtOωtOiO輸入電壓輸出電壓輸出電流設(shè)(a)二極管D1~D4性能理想(b)uOTr++u1RLiD1D4+–D1D3D2u2iD2iOab––2.工作原理u2ωtOuOωtOωtOiO輸入電壓輸出電ωtOuD1uD3,ωtOiD1iD3,u2ωtO輸入電壓二極管D1、D3電流二極管D1、D3電壓uOTr++u1RLiD1D4+–D1D3D2u2iD2iOab––ωtOuD1uD3,ωtOiD1iD3,u2ωtO輸入電壓二3.主要性能指標(biāo)

(1)整流輸出直流電壓

u2ωtOuOωtO因?yàn)檩敵鲭妷狠敵鲋绷麟妷?.主要性能指標(biāo)(1)整流輸出直流電壓u2ωtOu(2)輸出電壓紋波因數(shù)

定義式中Uor——輸出電壓中各次諧波電壓有效值的總和UO——輸出電壓的平均值(2)輸出電壓紋波因數(shù)定義式中Uor——輸出電壓對(duì)于全波整流電路由于故對(duì)于全波整流電路由于故(3)整流二極管的正向平均電流

(4)整流二極管的最高反向電壓uOTr++u1RLiD1D4+–D1D3D2u2iD2iOab––(3)整流二極管的正向平均電流(4)整流二極管的最10.2.2

電容濾波電路+_uOTru2+_u1+_D1D2D4D3RLC10.2.2電容濾波電路+_uOTru2+_u1+_D1(1)當(dāng)C=0時(shí)1.工作原理Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––輸入電壓π2π3π4πu2ωtO(1)當(dāng)C=0時(shí)1.工作原理Tr+–+u1RLD4π2π3π4πu2ωtO輸入電壓輸出電壓波形橋式整流電路輸出電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO––uOπO2π3π4πωtπ2π3π4πu2ωtO輸入電壓輸出電壓波形橋式整流電路輸出輸出電壓波形由于電容器的充電時(shí)間常數(shù)(2)當(dāng)C≠0、RL=∞時(shí)uOπO2π3π4πωtTr+–+u1D4+D1D3D2u2uO+C––roπ2π3π4πu2ωtO輸入電壓輸出電壓波形由于電容器的充電時(shí)間常數(shù)(2)當(dāng)C≠0、R(3)當(dāng)C≠0、RL≠∞時(shí)電容器的充電時(shí)間常數(shù)輸出電壓π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––roπO2π3π4πωtuOuC,uO=uCu2(3)當(dāng)C≠0、RL≠∞時(shí)電容器的充電時(shí)間常數(shù)輸出輸出電壓π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––roπO2π3π4πωtuOuC,當(dāng)C充電到最高點(diǎn)時(shí)C將通過(guò)RL開(kāi)始放電二極管D1、D3將截止輸出電壓π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD電容器的放電時(shí)間常數(shù)由于2較大，放電比較緩慢Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––π2π3π4πu2ωtO輸出電壓πO2π3π4πωtuOuC,ro電容器的放電時(shí)間常數(shù)由于2較大，放電比較緩慢Tr+–+u1當(dāng)|u2|>uC時(shí)C又開(kāi)始充電，直到最大值。二極管D2、D4導(dǎo)通π2π3π4πu2ωtOTr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––ro輸出電壓πO2π3π4πωtuOuC,當(dāng)|u2|>uC時(shí)C又開(kāi)始充電，直到最大值。二極管D2、D4ωt輸出電壓波形π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––roC放電C充電D截止D導(dǎo)通πO2π3π4πuOuC,ωt輸出電壓波形π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u2．電容濾波電路的外特性及主要參數(shù)估計(jì)

(1)電容濾波電路的外特性0.9U2C=0C小C大Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––iOuOiOO2．電容濾波電路的外特性及主要參數(shù)估計(jì)(1)電容濾a.當(dāng)iO一定時(shí)，C越小，UO(AV)越小，紋波越大。b.當(dāng)C一定時(shí)，iO越大,UO(AV)越小。外特性特點(diǎn)電容濾波電路適用于負(fù)載電流比較小或負(fù)載基本不變的場(chǎng)合。結(jié)論：外特性差0.9U2C=0C小C大uOiOOa.當(dāng)iO一定時(shí)，C越小，UO(AV)越小，紋波越大。b.(3)輸出電流平均值

(2)輸出電壓平均值一般取若≥(3)輸出電流平均值(2)輸出電壓平均值一般取(4)

整流二極管的平均電流(b)

二極管導(dǎo)通時(shí)，有沖擊電流(a)

比無(wú)濾波電容時(shí)的平均電流大二極管電流的特點(diǎn)ωtπO2π3πOωtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO流過(guò)二極管電流波形電壓波形(4)整流二極管的平均電流(b)二極管導(dǎo)通時(shí)，有沖擊放電時(shí)間常數(shù)越大，θ越小，沖擊電流越大。(c)沖擊電流與二極管的導(dǎo)通角θ(θ<)有關(guān)πO2π3πωtOωtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO(5)整流二極管的最高反向電壓

放電時(shí)間常數(shù)越大，θ越小，沖擊電流越大。(c)沖擊電流與3．π型濾波電路R++–C1C2uIuORL+–+L++–C1C2uIuORL+–+LC—π型濾波電路RC—π型濾波電路3．π型濾波電路R++–C1C2uIuORL+–+L++–在圖示電烙鐵供電電路中，試分析以下幾種情況各屬于什么供電電路？輸出電壓多高？哪種情況下電烙鐵溫度最低？為什么？(1)S1、

S2均閉合;(2)S1、

S2均分?jǐn)?(3)S1閉合、S2分?jǐn)?(4)S1分?jǐn)唷?/p>

S2閉合。電烙鐵UOC+D1D3D2D4S1S2~220V思考題在圖示電烙鐵供電電路中，試分析以下幾種情況各屬于什么供電電路10.3.1

穩(wěn)壓電路的功能和性能指標(biāo)1．穩(wěn)壓電路的功能

穩(wěn)定輸出直流電壓2．穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)

(1)穩(wěn)壓系數(shù)10.3串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路10.3.1穩(wěn)壓電路的功能和性能指標(biāo)1．穩(wěn)壓電路的功能(2)電壓調(diào)整率(3)輸出電阻(4)電流調(diào)整率(2)電壓調(diào)整率(3)輸出電阻(4)電流調(diào)整(5)輸出電壓的溫度系數(shù)穩(wěn)壓電路輸出端的交流分量（通常為100Hz）的有效值或幅值。(6)紋波電壓(7)紋波電壓抑制比輸入、輸出電壓中的紋波電壓之比(5)輸出電壓的溫度系數(shù)穩(wěn)壓電路輸出端的交流分量（通常10.3.2

串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路的工作原理1．電路組成

基準(zhǔn)環(huán)節(jié)比較放大環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)+R+–AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO––10.3.2串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路的工作原理1．電路組成2．穩(wěn)壓原理

IUCEUL)(R或FUOUBU+R+–AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO––2．穩(wěn)壓原理IUCEUL)(R或FUOUB3．輸出電壓UI+RRL+-ATDZRWR2R1UBUFUREF+UO––+–3．輸出電壓UI+RRL+-ATDZRWR2R1UBUFUR4．調(diào)整管參數(shù)選取原則(1)ICM≥IOmax(2)PCM≥(3)≥4．調(diào)整管參數(shù)選取原則(1)ICM≥IOmax(25．限流保護(hù)電路

保護(hù)電路R+-UORL+–T1IB1T2IC2URUBIO比較放大環(huán)節(jié)I+–UI5．限流保護(hù)電路保護(hù)電路R+-UORL+–T1IB1T2I(2)當(dāng)Io增大,

T2導(dǎo)通。IB1減小，限制了Io的增大。(1)當(dāng)IO較小時(shí)，UR<UBE2,T2截止，電路正常工作。正常工作區(qū)OUOIOIOmax電路外特性保護(hù)電路R+-UORL+–T1IB1T2IC2URUBIO比較放大環(huán)節(jié)I+–UI工作原理(2)當(dāng)Io增大,T2導(dǎo)通。IB1減小，限制了Io的增大1.電路組成10.3.3高精度基準(zhǔn)電壓源微電流源溫度補(bǔ)償電路UIRE2T1T2IC1UREFIO+IC2RC2RC1T3+––1.電路組成10.3.3高精度基準(zhǔn)電壓源微電流源溫度2.工作原理圖中由此可得UIRE2T1T2IC1UREFIO+IC2RC2RC1T3+––2.工作原理圖中由此可得UIRE2T1T2IC1UREF如果合理地選擇IC1/IC2和RC2/RE2的值，使正溫度系數(shù)的電壓IC2RC2正好補(bǔ)償負(fù)溫度系數(shù)電壓的UBE3，可獲得零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓。由式可知基準(zhǔn)電壓為式中Ug0為硅材料在0K時(shí)禁帶寬度(能帶間隙)的電壓值。如果合理地選擇IC1/IC2和RC2/RE2的值，使正溫度系2.主要特點(diǎn)10.3.4

集成三端穩(wěn)壓器1.

電路主要組成部分(1)

串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路(2)

高精度基準(zhǔn)電壓源(3)

過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)等電路(2)

外接元件少

(1)工作可靠(3)

使用方便2.主要特點(diǎn)10.3.4集成三端穩(wěn)壓器1.電路主要組3213.外形圖外形圖4.分類按輸出電壓是否可調(diào)固定式三端穩(wěn)壓器可調(diào)式三端穩(wěn)壓器1

——

輸入端3

——

輸出端2

——

公共端78系列1

——

公共端3

——

輸出端2

——

輸入端79系列3213.外形圖外形圖4.分類按輸出電壓是否可調(diào)固定式三——

輸出電壓的標(biāo)稱值5.固定式集成三端穩(wěn)壓器的型號(hào)a.

78××（輸出正電壓）系列b.79××（輸出負(fù)電壓）系列輸出電壓種類5V、6V、9V、12V、15V和24V等——輸出電壓的標(biāo)稱值5.固定式集成三端穩(wěn)壓器的型LM78123LM791236.穩(wěn)壓器電路符號(hào)7.固定式三端穩(wěn)壓器的典型接法a.78系列UI+–+UOC10.33μF0.1μF100μFLM78+–132C3C2LM78123LM791236.穩(wěn)壓器電路符號(hào)7C1防止自激振蕩C2減小高頻干擾C3減小輸出紋波和低頻干擾b.79系列各電容器的作用UI++UOC10.33μF0.1μF100μFLM79+–132C3C2–C1防止自激振蕩C2減小高頻干擾C3減小輸出紋波和低頻

a.輸出正、負(fù)電壓的穩(wěn)壓電路8.固定式三端穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路++UOC10.33μF0.1μF100μFLM78132C3C2–+UOC10.33μF0.1μF100μFLM79132C3C2+1000μFC~a.輸出正、負(fù)電壓的穩(wěn)壓電路8.固定式三端穩(wěn)壓器的應(yīng)b.提高輸出電壓UI+UOC1LM78+–132C2R2R1++IQ––忽略公共端電流IQb.提高輸出電壓UI+UOC1LM78+–132C2c.擴(kuò)大輸出電流式中圖中若=10，R1=0.5,|UBE|=0.3V,。則UI+UOC1LM78××+–132C2R1T–c.擴(kuò)大輸出電流式中圖中若=10，R1=0.5具有抗飽和電路的低壓差線性集成穩(wěn)壓器簡(jiǎn)化原理電路10.3.5

高效率低壓差線性集成穩(wěn)壓器e3AUO+UI基準(zhǔn)UREF–+gmT3eT2T1e3BcUB3RL+–UFUB1IB1I輔助R2R1CO+IO+–誤差放大器EA–具有抗飽和電路的低壓差線性集成穩(wěn)壓器簡(jiǎn)化原理電路10.3.1.指出圖示穩(wěn)壓電路中的錯(cuò)誤，說(shuō)明原因并改正之。RD1D3D2D4CRLUODZ+-uI+-思考題2.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路主要由哪四部分組成？簡(jiǎn)述各部分的主要作用及電路的穩(wěn)壓原理。1.指出圖示穩(wěn)壓電路中的錯(cuò)誤，說(shuō)明原因并改正之。RD1D310.4

開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)電壓穩(wěn)定度高(2)紋波電壓小(3)響應(yīng)速度快(4)電路簡(jiǎn)單(5)調(diào)整管的功耗大(6)功率變換效率低10.4開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)調(diào)整管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗低(2)功率變換效率高(3)體積小、重量輕(4)可以省去電源變壓器(5)輸出紋波大開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)調(diào)整管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的工作原理

1.降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的工作原理1.降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路UO開(kāi)關(guān)管續(xù)流二極管儲(chǔ)能電感濾波電容控制脈沖UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––開(kāi)關(guān)管續(xù)流二極管儲(chǔ)能電感濾波電容控制脈沖UO+TuLUIIO控制脈沖的特點(diǎn)來(lái)自反饋控制電路周期T恒定UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––控制脈沖的特點(diǎn)來(lái)自反饋控制電路周期T恒定UO+TuLUIIO2.工作原理(1)當(dāng)控制脈沖為高電平(Ton期間)時(shí)T飽和導(dǎo)通D截止CO充電、L儲(chǔ)能UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––2.工作原理(1)當(dāng)控制脈沖為高電平(Ton期間)時(shí)T(2)當(dāng)控制脈沖為低電平(Toff期間)時(shí)T截止D導(dǎo)通CO、L放能UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––(2)當(dāng)控制脈沖為低電平(Toff期間)時(shí)T截止D導(dǎo)通CuEOtUIUOOtUOUOminUOmaxUO/RLOtiL(3)工作波形ToffTon射極電壓uE輸出電壓uO電感電流iLUO+–iO+–iLCOiCuERLLuEOtUIUOOtUOUOminUOmaxUO/RLOti占空比輸出直流電壓3.輸出電壓UOuEOtUIUOOtUOUOmaxUO/RLOtiLToffTonUOmin占空比輸出直流電壓3.輸出電壓UOuEOtUIUOOt4.反饋控制的降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源方框圖脈寬調(diào)制器采樣電路UO+–TUI+–LCDRLR4.反饋控制的降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源方框圖脈寬調(diào)制器采樣電路思考題為什么說(shuō)在開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源中，當(dāng)控制脈沖周期不變時(shí)，調(diào)整管飽和導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，輸出電壓越高？思考題為什么說(shuō)在開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源中，當(dāng)控制脈沖周期不變時(shí)，[例1]某穩(wěn)壓電源如圖所示,試問(wèn)：

(1)輸出電壓UO的極性和大小如何?(2)電容器C1和C2的極性如何?(3)如將穩(wěn)壓管接反，后果如何?(4)如R=0，又將產(chǎn)生怎樣的后果?練習(xí)題UOu2RD1D3D2D4C1RLC2DZu1+-++––[例1]某穩(wěn)壓電源如圖所示,試問(wèn)：練習(xí)題UOu2RD[解](1)UO=15V，極性上“－”下“＋”。(2)C1和C2的極性均為上“－”下“＋”。(b)可能造成二極管和穩(wěn)壓管也被燒壞。(3)穩(wěn)壓管接反的直接后果是:(a)輸出電壓UO0;u2RD1D3D2D4C1RLUOC2DZu1+-++––[解](1)UO=15V，極性上“－(b)當(dāng)穩(wěn)壓管燒壞造成短路時(shí),二極管電流過(guò)大也會(huì)被燒壞。(a)

UIUZ

、IZ>IZmax，穩(wěn)壓管首先可能被燒壞。(4)如R=0,則u2RD1D3D2D4C1RLUOC2DZu1+-++––(b)當(dāng)穩(wěn)壓管燒壞造成短路時(shí),二極管電流過(guò)大也會(huì)被燒壞。[例2]試求圖示電路的輸出電壓UO

的可調(diào)范圍。

[解]由題意知，運(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)，根據(jù)“虛短”的概念，由圖可得+-+--+AW7808+-[例2]試求圖示電路的輸出電壓UO的可調(diào)范圍。[解]故+-+--+AW7808+-故+-+--+AW7808+-當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)故UO

的可調(diào)范圍為8~12V。

(0≤≤)當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)故UO的可調(diào)范圍為[例3]運(yùn)算放大器組成的穩(wěn)壓電路如圖所示。圖中輸入直流電壓UI=30V，調(diào)整管T的=25，運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益為100dB、輸出電阻為100W，輸入電阻為2MW

，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=5.4V，穩(wěn)壓電路的輸出電壓近似等于9V。在穩(wěn)壓電路工作正常的情況下，試問(wèn)：+R112kWUOUiAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––[例3]運(yùn)算放大器組成的穩(wěn)壓電路如圖所示。圖中輸入直流(1)調(diào)整管T的功耗PT和運(yùn)算放大器的輸出電流等于多少？

(2)從電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路詳細(xì)分析計(jì)算的角度看，該穩(wěn)壓電路的輸出電壓能否真正等于9V?如不能，輸出電壓的精確值等于多少？+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––(1)調(diào)整管T的功耗PT和運(yùn)算放大器的輸出電流等于多少？(3)在調(diào)整管的集電極和基極之間加一只5.1kW的電阻R4（如圖中虛線所示），再求運(yùn)算放大器的輸出電流；(4)說(shuō)明引入電阻R4的優(yōu)點(diǎn)。+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––(3)在調(diào)整管的集電極和基極之間加一只5.1kW的電阻[解](1)調(diào)整管功耗

+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––[解](1)調(diào)整管功耗+R112kWUOUIAR運(yùn)算放大器的輸出電流IAO即為調(diào)整管的基極電流IB

+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––運(yùn)算放大器的輸出電流IAO即為調(diào)整管的基極電流IB+R1(2)由于電路中運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)是有限值，所以UO只能近似等于9V。已知運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益A=105電路的反饋系數(shù)+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––(2)由于電路中運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)是有限值，所以UO只能近按負(fù)反饋電路增益計(jì)算方法可得閉環(huán)增益按負(fù)反饋電路增益計(jì)算方法可得閉環(huán)增益故+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––故+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.(c)增加電阻R4后，流過(guò)R4的電流I4為

運(yùn)放的輸出電流為

+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––(c)增加電阻R4后，流過(guò)R4的電流I4為運(yùn)放的輸出電(d)R4接入后減小了運(yùn)放A的輸出電流，從而降低運(yùn)放的功率損耗。但是運(yùn)放A對(duì)調(diào)整管的基極電流的控制作用則有所削弱。

+R112kWUOUIAR2R3RLDZR4+T91W5.1kW2kW3kW–+––(d)R4接入后減小了運(yùn)放A的輸出電流，從而降低運(yùn)放的功10.1

概述交流電源電源變壓器整流電路直流穩(wěn)壓電源的組成方框圖波形圖OOO10

直流穩(wěn)壓電源10.1概述交流電源電源變壓器整流電路直流穩(wěn)壓電源的組濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路波形圖OOO濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路波形圖OOO10.2

單相整流及電容濾波電路10.2.1單相橋式整流電路1.電路組成a+_uOTru2+_u1b+_D1D2D4D3RL10.2單相整流及電容濾波電路10.2.1單相橋式2.工作原理u2ωtOuOωtOωtOiO輸入電壓輸出電壓輸出電流設(shè)(a)二極管D1~D4性能理想(b)uOTr++u1RLiD1D4+–D1D3D2u2iD2iOab––2.工作原理u2ωtOuOωtOωtOiO輸入電壓輸出電ωtOuD1uD3,ωtOiD1iD3,u2ωtO輸入電壓二極管D1、D3電流二極管D1、D3電壓uOTr++u1RLiD1D4+–D1D3D2u2iD2iOab––ωtOuD1uD3,ωtOiD1iD3,u2ωtO輸入電壓二3.主要性能指標(biāo)

(1)整流輸出直流電壓

u2ωtOuOωtO因?yàn)檩敵鲭妷狠敵鲋绷麟妷?.主要性能指標(biāo)(1)整流輸出直流電壓u2ωtOu(2)輸出電壓紋波因數(shù)

定義式中Uor——輸出電壓中各次諧波電壓有效值的總和UO——輸出電壓的平均值(2)輸出電壓紋波因數(shù)定義式中Uor——輸出電壓對(duì)于全波整流電路由于故對(duì)于全波整流電路由于故(3)整流二極管的正向平均電流

(4)整流二極管的最高反向電壓uOTr++u1RLiD1D4+–D1D3D2u2iD2iOab––(3)整流二極管的正向平均電流(4)整流二極管的最10.2.2

電容濾波電路+_uOTru2+_u1+_D1D2D4D3RLC10.2.2電容濾波電路+_uOTru2+_u1+_D1(1)當(dāng)C=0時(shí)1.工作原理Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––輸入電壓π2π3π4πu2ωtO(1)當(dāng)C=0時(shí)1.工作原理Tr+–+u1RLD4π2π3π4πu2ωtO輸入電壓輸出電壓波形橋式整流電路輸出電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO––uOπO2π3π4πωtπ2π3π4πu2ωtO輸入電壓輸出電壓波形橋式整流電路輸出輸出電壓波形由于電容器的充電時(shí)間常數(shù)(2)當(dāng)C≠0、RL=∞時(shí)uOπO2π3π4πωtTr+–+u1D4+D1D3D2u2uO+C––roπ2π3π4πu2ωtO輸入電壓輸出電壓波形由于電容器的充電時(shí)間常數(shù)(2)當(dāng)C≠0、R(3)當(dāng)C≠0、RL≠∞時(shí)電容器的充電時(shí)間常數(shù)輸出電壓π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––roπO2π3π4πωtuOuC,uO=uCu2(3)當(dāng)C≠0、RL≠∞時(shí)電容器的充電時(shí)間常數(shù)輸出輸出電壓π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––roπO2π3π4πωtuOuC,當(dāng)C充電到最高點(diǎn)時(shí)C將通過(guò)RL開(kāi)始放電二極管D1、D3將截止輸出電壓π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD電容器的放電時(shí)間常數(shù)由于2較大，放電比較緩慢Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––π2π3π4πu2ωtO輸出電壓πO2π3π4πωtuOuC,ro電容器的放電時(shí)間常數(shù)由于2較大，放電比較緩慢Tr+–+u1當(dāng)|u2|>uC時(shí)C又開(kāi)始充電，直到最大值。二極管D2、D4導(dǎo)通π2π3π4πu2ωtOTr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––ro輸出電壓πO2π3π4πωtuOuC,當(dāng)|u2|>uC時(shí)C又開(kāi)始充電，直到最大值。二極管D2、D4ωt輸出電壓波形π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––roC放電C充電D截止D導(dǎo)通πO2π3π4πuOuC,ωt輸出電壓波形π2π3π4πu2ωtO輸入電壓Tr+–+u2．電容濾波電路的外特性及主要參數(shù)估計(jì)

(1)電容濾波電路的外特性0.9U2C=0C小C大Tr+–+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C––iOuOiOO2．電容濾波電路的外特性及主要參數(shù)估計(jì)(1)電容濾a.當(dāng)iO一定時(shí)，C越小，UO(AV)越小，紋波越大。b.當(dāng)C一定時(shí)，iO越大,UO(AV)越小。外特性特點(diǎn)電容濾波電路適用于負(fù)載電流比較小或負(fù)載基本不變的場(chǎng)合。結(jié)論：外特性差0.9U2C=0C小C大uOiOOa.當(dāng)iO一定時(shí)，C越小，UO(AV)越小，紋波越大。b.(3)輸出電流平均值

(2)輸出電壓平均值一般取若≥(3)輸出電流平均值(2)輸出電壓平均值一般取(4)

整流二極管的平均電流(b)

二極管導(dǎo)通時(shí)，有沖擊電流(a)

比無(wú)濾波電容時(shí)的平均電流大二極管電流的特點(diǎn)ωtπO2π3πOωtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO流過(guò)二極管電流波形電壓波形(4)整流二極管的平均電流(b)二極管導(dǎo)通時(shí)，有沖擊放電時(shí)間常數(shù)越大，θ越小，沖擊電流越大。(c)沖擊電流與二極管的導(dǎo)通角θ(θ<)有關(guān)πO2π3πωtOωtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO(5)整流二極管的最高反向電壓

放電時(shí)間常數(shù)越大，θ越小，沖擊電流越大。(c)沖擊電流與3．π型濾波電路R++–C1C2uIuORL+–+L++–C1C2uIuORL+–+LC—π型濾波電路RC—π型濾波電路3．π型濾波電路R++–C1C2uIuORL+–+L++–在圖示電烙鐵供電電路中，試分析以下幾種情況各屬于什么供電電路？輸出電壓多高？哪種情況下電烙鐵溫度最低？為什么？(1)S1、

S2均閉合;(2)S1、

S2均分?jǐn)?(3)S1閉合、S2分?jǐn)?(4)S1分?jǐn)唷?/p>

S2閉合。電烙鐵UOC+D1D3D2D4S1S2~220V思考題在圖示電烙鐵供電電路中，試分析以下幾種情況各屬于什么供電電路10.3.1

穩(wěn)壓電路的功能和性能指標(biāo)1．穩(wěn)壓電路的功能

穩(wěn)定輸出直流電壓2．穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)

(1)穩(wěn)壓系數(shù)10.3串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路10.3.1穩(wěn)壓電路的功能和性能指標(biāo)1．穩(wěn)壓電路的功能(2)電壓調(diào)整率(3)輸出電阻(4)電流調(diào)整率(2)電壓調(diào)整率(3)輸出電阻(4)電流調(diào)整(5)輸出電壓的溫度系數(shù)穩(wěn)壓電路輸出端的交流分量（通常為100Hz）的有效值或幅值。(6)紋波電壓(7)紋波電壓抑制比輸入、輸出電壓中的紋波電壓之比(5)輸出電壓的溫度系數(shù)穩(wěn)壓電路輸出端的交流分量（通常10.3.2

串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路的工作原理1．電路組成

基準(zhǔn)環(huán)節(jié)比較放大環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)+R+–AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO––10.3.2串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路的工作原理1．電路組成2．穩(wěn)壓原理

IUCEUL)(R或FUOUBU+R+–AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO––2．穩(wěn)壓原理IUCEUL)(R或FUOUB3．輸出電壓UI+RRL+-ATDZRWR2R1UBUFUREF+UO––+–3．輸出電壓UI+RRL+-ATDZRWR2R1UBUFUR4．調(diào)整管參數(shù)選取原則(1)ICM≥IOmax(2)PCM≥(3)≥4．調(diào)整管參數(shù)選取原則(1)ICM≥IOmax(25．限流保護(hù)電路

保護(hù)電路R+-UORL+–T1IB1T2IC2URUBIO比較放大環(huán)節(jié)I+–UI5．限流保護(hù)電路保護(hù)電路R+-UORL+–T1IB1T2I(2)當(dāng)Io增大,

T2導(dǎo)通。IB1減小，限制了Io的增大。(1)當(dāng)IO較小時(shí)，UR<UBE2,T2截止，電路正常工作。正常工作區(qū)OUOIOIOmax電路外特性保護(hù)電路R+-UORL+–T1IB1T2IC2URUBIO比較放大環(huán)節(jié)I+–UI工作原理(2)當(dāng)Io增大,T2導(dǎo)通。IB1減小，限制了Io的增大1.電路組成10.3.3高精度基準(zhǔn)電壓源微電流源溫度補(bǔ)償電路UIRE2T1T2IC1UREFIO+IC2RC2RC1T3+––1.電路組成10.3.3高精度基準(zhǔn)電壓源微電流源溫度2.工作原理圖中由此可得UIRE2T1T2IC1UREFIO+IC2RC2RC1T3+––2.工作原理圖中由此可得UIRE2T1T2IC1UREF如果合理地選擇IC1/IC2和RC2/RE2的值，使正溫度系數(shù)的電壓IC2RC2正好補(bǔ)償負(fù)溫度系數(shù)電壓的UBE3，可獲得零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓。由式可知基準(zhǔn)電壓為式中Ug0為硅材料在0K時(shí)禁帶寬度(能帶間隙)的電壓值。如果合理地選擇IC1/IC2和RC2/RE2的值，使正溫度系2.主要特點(diǎn)10.3.4

集成三端穩(wěn)壓器1.

電路主要組成部分(1)

串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路(2)

高精度基準(zhǔn)電壓源(3)

過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)等電路(2)

外接元件少

(1)工作可靠(3)

使用方便2.主要特點(diǎn)10.3.4集成三端穩(wěn)壓器1.電路主要組3213.外形圖外形圖4.分類按輸出電壓是否可調(diào)固定式三端穩(wěn)壓器可調(diào)式三端穩(wěn)壓器1

——

輸入端3

——

輸出端2

——

公共端78系列1

——

公共端3

——

輸出端2

——

輸入端79系列3213.外形圖外形圖4.分類按輸出電壓是否可調(diào)固定式三——

輸出電壓的標(biāo)稱值5.固定式集成三端穩(wěn)壓器的型號(hào)a.

78××（輸出正電壓）系列b.79××（輸出負(fù)電壓）系列輸出電壓種類5V、6V、9V、12V、15V和24V等——輸出電壓的標(biāo)稱值5.固定式集成三端穩(wěn)壓器的型LM78123LM791236.穩(wěn)壓器電路符號(hào)7.固定式三端穩(wěn)壓器的典型接法a.78系列UI+–+UOC10.33μF0.1μF100μFLM78+–132C3C2LM78123LM791236.穩(wěn)壓器電路符號(hào)7C1防止自激振蕩C2減小高頻干擾C3減小輸出紋波和低頻干擾b.79系列各電容器的作用UI++UOC10.33μF0.1μF100μFLM79+–132C3C2–C1防止自激振蕩C2減小高頻干擾C3減小輸出紋波和低頻

a.輸出正、負(fù)電壓的穩(wěn)壓電路8.固定式三端穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路++UOC10.33μF0.1μF100μFLM78132C3C2–+UOC10.33μF0.1μF100μFLM79132C3C2+1000μFC~a.輸出正、負(fù)電壓的穩(wěn)壓電路8.固定式三端穩(wěn)壓器的應(yīng)b.提高輸出電壓UI+UOC1LM78+–132C2R2R1++IQ––忽略公共端電流IQb.提高輸出電壓UI+UOC1LM78+–132C2c.擴(kuò)大輸出電流式中圖中若=10，R1=0.5,|UBE|=0.3V,。則UI+UOC1LM78××+–132C2R1T–c.擴(kuò)大輸出電流式中圖中若=10，R1=0.5具有抗飽和電路的低壓差線性集成穩(wěn)壓器簡(jiǎn)化原理電路10.3.5

高效率低壓差線性集成穩(wěn)壓器e3AUO+UI基準(zhǔn)UREF–+gmT3eT2T1e3BcUB3RL+–UFUB1IB1I輔助R2R1CO+IO+–誤差放大器EA–具有抗飽和電路的低壓差線性集成穩(wěn)壓器簡(jiǎn)化原理電路10.3.1.指出圖示穩(wěn)壓電路中的錯(cuò)誤，說(shuō)明原因并改正之。RD1D3D2D4CRLUODZ+-uI+-思考題2.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路主要由哪四部分組成？簡(jiǎn)述各部分的主要作用及電路的穩(wěn)壓原理。1.指出圖示穩(wěn)壓電路中的錯(cuò)誤，說(shuō)明原因并改正之。RD1D310.4

開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)電壓穩(wěn)定度高(2)紋波電壓小(3)響應(yīng)速度快(4)電路簡(jiǎn)單(5)調(diào)整管的功耗大(6)功率變換效率低10.4開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)調(diào)整管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗低(2)功率變換效率高(3)體積小、重量輕(4)可以省去電源變壓器(5)輸出紋波大開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路的主要特點(diǎn)(1)調(diào)整管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的工作原理

1.降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的工作原理1.降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路UO開(kāi)關(guān)管續(xù)流二極管儲(chǔ)能電感濾波電容控制脈沖UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––開(kāi)關(guān)管續(xù)流二極管儲(chǔ)能電感濾波電容控制脈沖UO+TuLUIIO控制脈沖的特點(diǎn)來(lái)自反饋控制電路周期T恒定UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––控制脈沖的特點(diǎn)來(lái)自反饋控制電路周期T恒定UO+TuLUIIO2.工作原理(1)當(dāng)控制脈沖為高電平(Ton期間)時(shí)T飽和導(dǎo)通D截止CO充電、L儲(chǔ)能UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––2.工作原理(1)當(dāng)控制脈沖為高電平(Ton期間)時(shí)T(2)當(dāng)控制脈沖為低電平(Toff期間)時(shí)T截止D導(dǎo)通CO、L放能UO+TuLUIIO+C+T+iLCO+iC–uEDRLe––(2)當(dāng)控制脈沖為低電平(Toff期間)時(shí)T截止D導(dǎo)通CuEOtUIUOOtUOUOminUOmaxUO/RLOtiL(3)工作波形ToffTon射極電壓uE輸出電壓uO電感電流iLUO+–iO+–iLCOiCuERLLuEOtUIUOOtUOUOminUOmaxUO/RLOti占空比輸出直流電壓3.輸出電壓UOuEOtUIUOOtUOUOmaxUO/RLOtiLToffTonUOmin占空比輸出直流電壓3.輸出電壓UOuEOtUIUOOt4.反饋控制的降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源方框圖脈寬調(diào)制器采樣電路UO+–TUI+–LCDRLR4.反饋控制的降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源方框圖脈寬調(diào)制器采樣電路思考題為什么說(shuō)在開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源中，當(dāng)控制脈沖周期不變時(shí)，調(diào)整管飽和導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，輸出電壓越高？思考題為什么說(shuō)在開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源中，當(dāng)控制脈沖周期不變時(shí)，[例1]某穩(wěn)壓電源如圖所示,試問(wèn)：

(1)輸出電壓UO的極性和大小如何?(2)電容器C1和C2的極性如何?(3)如將穩(wěn)壓管接反，后果如何?(4)如R=0，又將產(chǎn)生怎樣的后果?練習(xí)題UOu2RD1D3D2D4C1RLC2DZu1+-++––[例1]某穩(wěn)壓電源如圖所示,試問(wèn)：練習(xí)題UOu2RD[解](1)UO=15V，極性上“－”下“＋”。(2)C1和C2的極性均為上“－”下“＋”。(b)可能造成二極管和穩(wěn)壓管也被燒壞。(3)穩(wěn)壓管接反的直接后果是:(a)輸出電壓UO0;u2RD1D3D2D4