電工電子技術(shù)基礎(chǔ)第十一章.ppt

第一節(jié) 整流電路,第二節(jié) 濾波電路,第三節(jié) 穩(wěn)壓電路,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,第五節(jié) 集成穩(wěn)壓電路,本章小結(jié),第十一章 整流、濾波及穩(wěn)壓電路,第一節(jié) 整流電路,1組成：?jiǎn)蜗驑蚴秸麟娐啡鐖D所示，是由 4 只二極管接成電橋形式。,一、整流電路,3電路特點(diǎn)：輸出電壓脈動(dòng)?。幻恐徽鞫O管承受的最大反向電壓也較??；變壓器的利用效率高。,2工作原理：,（1）當(dāng) vi 正半周時(shí)變壓器T次級(jí)線圈 3 正 4 負(fù)，二極管VD1、VD2 導(dǎo)通， VD3、VD4 截止負(fù)載 RL 上獲得單向脈動(dòng)電流。電流方向：3VD1 負(fù)載 VD2 4。,（2）當(dāng) vi 負(fù)半周時(shí) 變壓器T次級(jí)線圈 4 正 3 負(fù)，二極管VD3、VD4 導(dǎo)通， VD1、VD2 截止負(fù)載 RL 上獲得單向脈動(dòng)電流。電流方向：4VD3 負(fù)載 VD4 3。,第一節(jié) 整流電路,（1）特點(diǎn)：輸出的負(fù)載電壓是可控的。,二、可控整流電路,第一節(jié) 整流電路,（2）工作過(guò)程：, 當(dāng) t = 時(shí)，控制極加有觸發(fā)電壓 uG ，晶閘管具備了導(dǎo)通條件而導(dǎo)通，由于晶閘管正向壓降很小，電源電壓幾乎全部加到負(fù)載上，即,設(shè)為 u1 變壓器一次電壓， u2 為變壓器二次電壓，RL 為負(fù)載。, 當(dāng) u2 為正半周時(shí)，晶閘管 VT 承受正向電壓，如果此時(shí)沒(méi)有加觸發(fā)電壓，則晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，負(fù)載電壓,uL = u2,uL = 0,第一節(jié) 整流電路, 在 t 期間，盡管 uG 在晶閘管導(dǎo)通以后立即消失，但晶閘管仍然保持導(dǎo)通，因此，在這期間，負(fù)載電壓 uL 基本與二次電壓 u2 保持相等。, 當(dāng) t = 時(shí)，U2 = 0，晶閘管自行關(guān)斷。, t 2 時(shí)， uL 進(jìn)入負(fù)半周，晶閘管承受反向電壓呈反相阻斷狀態(tài)，負(fù)載電壓 uL = 0。,第一節(jié) 整流電路,（3）原理分析：, 在 u2 的第二個(gè)周期，電路將重復(fù)第一周期的變化。如此反復(fù)，負(fù)載 RL 上就得到單向脈動(dòng)的直流電壓。, uL平均值, 控制角 的可控制導(dǎo)通角 ， 越大 越小，且和為定值， + = 。, 控制角 可改變了負(fù)載電壓 uL 的平均值，即,反之亦成立。,第一節(jié) 整流電路,1電路圖,三、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路,第一節(jié) 整流電路,2工作原理,（1）觸發(fā)脈沖電壓的形成：,接通電源，電源通過(guò)微調(diào)電阻 RP 和 R1，對(duì)電容 C 充電，電壓 UC 上升，當(dāng)上升到單晶結(jié)管的導(dǎo)通電壓后，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，C 通過(guò) R3 放電，在 R3 上形成很窄的正脈沖 ub1，隨著 C 的放電，單結(jié)晶體管發(fā)射極 e 點(diǎn)電壓低于導(dǎo)通值而截止，放電結(jié)束，一個(gè)周期結(jié)束。隨后電源繼續(xù)給 C 充電，重復(fù)上述過(guò)程，在R3 上便形成了觸發(fā)脈沖電壓。,第一節(jié) 整流電路,（2）分析：, 改變 RP 阻值大小，即可調(diào)整 C 的充電快慢，從而改變脈沖頻率。, 時(shí)間常數(shù) =RC。當(dāng) RC時(shí)，觸發(fā)脈沖前移。,第一節(jié) 整流電路,第二節(jié) 濾波電路,一、RC 平滑濾波器,二、LC 平滑濾波器,濾波器：由電容器、電感器和電阻器按一定方式組合而成的，產(chǎn)生濾波作用的電路。,一、RC 平滑濾波器,1工作原理：RC 平滑濾波電路的輸入輸出電壓波形如圖所示。,濾波：整流電路中輸出的脈動(dòng)直流電，保留其直流成分，而濾除它的交流成分的過(guò)程。,第二節(jié) 濾波電路,濾波前輸入脈動(dòng)直流電，濾波后，輸出為平滑的直流電，而RC組成的濾波電路，利用儲(chǔ)能元件 C 的儲(chǔ)能作用實(shí)現(xiàn)濾波。,對(duì)于直流成分：C 相當(dāng)于開(kāi)路，XC = 。直流電壓被 R 和RL 分壓，為了使直流電壓在 R 上的壓降較小，R RL 。,2參數(shù)選擇,對(duì)于交流成分：C 相當(dāng)于短路，XC 0 ，即 R XC，從而保證交流成分在負(fù)載電阻RL上的壓降大大減小 。濾波電容 C的選擇條件：能使它在 50 Hz（或 100 Hz）頻率時(shí)的容抗相對(duì)于電阻 R 小的多。,第二節(jié) 濾波電路,二、LC 平滑濾波器,1工作原理：LC 平滑濾波器的電路與工作波形如圖所示。,濾波電容 C 的選擇條件：能使它在 50 Hz（或100 Hz）頻率時(shí)的容抗相對(duì)于電感 L 的感抗小的多。,第二節(jié) 濾波電路,2參數(shù)選擇,對(duì)于交流成分：XL XC 。因此，交流成分幾乎全部降落在線圈 L 的兩端，而電容兩端的交流電壓降極小。,濾波電容和平滑電容一般都采用電解電容器。,濾波電容 L的選擇條件：L 選擇越大，濾波效果越好，通常取值在幾亨到幾十亨。,對(duì)于直流成分：XL = 0，而 XC = 。因此，直流輸出電壓是由電感線圈的直流電阻和負(fù)載 RL 來(lái)分壓。直流電壓全部降在負(fù)載電阻 RL 上（因?yàn)殡姼芯€圈的直流電阻很小）。,第二節(jié) 濾波電路,第三節(jié) 穩(wěn)壓電路,一、硅穩(wěn)壓二極管的工作特性,二、工作原理,穩(wěn)壓電路：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出穩(wěn)定電壓的電路。,實(shí)驗(yàn) 11 - 1 硅穩(wěn)壓二極管特性實(shí)驗(yàn),2記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析歸納。,1按圖所示電路安裝實(shí)驗(yàn)線路。,第三節(jié) 穩(wěn)壓電路,1硅穩(wěn)壓二極管：具有穩(wěn)壓特點(diǎn)，是晶體管穩(wěn)壓電路的基本元件，是特殊的二極管。符號(hào)：,2硅穩(wěn)壓二極管特性：反向擊穿區(qū)的曲線更為陡峭，其反向特性曲線如圖所示。,一、硅穩(wěn)壓二極管的工作特性,（1）反向電壓 UR 較小時(shí)，穩(wěn)壓二極管的反向電流很小。,（2）UR 增加到某一值時(shí)，反向電流開(kāi)始急劇增加，穩(wěn)壓二極管的工作狀態(tài)進(jìn)入反向擊穿區(qū)。,第三節(jié) 穩(wěn)壓電路,3穩(wěn)壓原理：反向電流大范圍變化而反向電壓幾乎不變。,4實(shí)現(xiàn)方法：限制反向擊穿電流，使管功率損耗不超過(guò)額定值。,第三節(jié) 穩(wěn)壓電路,網(wǎng)電壓波動(dòng)穩(wěn)壓電路輸入電壓 Ui VZ 兩端電壓輸出電壓 Uo Iz 顯著通過(guò)R的電流 I1 R 上壓降 輸出 Uo,輸出電壓保持近似穩(wěn)定。,二、工作原理,第三節(jié) 穩(wěn)壓電路,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,一、直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成,二、直流穩(wěn)壓電源的工作原理,1組成框圖如下,變壓器：變壓，將網(wǎng)電（交流 220 V ）降至所需交流電壓。,一、直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成,整流電路：整流，將交流電整流成脈動(dòng)直流電。,濾波器：濾波，將脈動(dòng)直流電轉(zhuǎn)換為平滑直流電。,穩(wěn)壓器：穩(wěn)壓，將平滑直流電變成穩(wěn)定的恒壓直流電。,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,2電路圖如圖所示,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,圖中標(biāo)明各點(diǎn)的輸出電壓波形如圖所示。,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,3橋式整流電路構(gòu)成：二極管 VD1、VD2、VD3、VD4 組成，橋式整流器直接與供電電網(wǎng)相接。 濾波電路構(gòu)成：電容 C1、C2 和電阻 R1 組成。 穩(wěn)壓電路構(gòu)成：穩(wěn)壓二極管 VD5、R2，穩(wěn)壓電路與負(fù)載相接。,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,實(shí)驗(yàn) 11 - 2 直流穩(wěn)壓電源電路實(shí)驗(yàn),1按圖示電路在實(shí)驗(yàn)板上安裝電路。,二、直流穩(wěn)壓電源的工作原理,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,2用自耦調(diào)壓器將電源變壓器與電網(wǎng)連接起來(lái)。調(diào)節(jié)自耦變壓器，使 1 與 2 點(diǎn)間的電壓為 220 V。 3將變壓器二次電壓 12.6 V 加到橋式整流器的輸入端，并用示波器觀察 3 和 4 點(diǎn)間的波形。 4示波器與萬(wàn)用表分別測(cè)量 5 與 6 點(diǎn)、7 與 6 點(diǎn)間的電壓和波形。 5將示波器與直流電壓表接在點(diǎn) 8 和 6 點(diǎn)間，用 2.2 k 電位器作為電路負(fù)載。用電流表測(cè)量輸出電流。,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,6調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器，使輸入電壓在 10 的范圍內(nèi)調(diào)整，即分別使 Ui = 200 V 和 Ui = 240 V ，測(cè)量相應(yīng)的輸出電壓。,7關(guān)掉電源、拆掉電路。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和歸納總結(jié),（1）結(jié)合 3、5、7、8 的波形變化，說(shuō)明各部分作用。,（2）輸入電壓調(diào)整時(shí)，輸出電壓為什么可以穩(wěn)定。,（3）穩(wěn)壓管工作時(shí)有何要求（反接、限流、穩(wěn)壓值的選擇）。,第四節(jié) 直流穩(wěn)壓電源,第五節(jié) 集成穩(wěn)壓電路,一、集成穩(wěn)壓電路,二、實(shí)用舉例,1“三端式”集成穩(wěn)壓電路：,具有三個(gè)引線端，即：,一、集成穩(wěn)壓電路,第五節(jié) 集成穩(wěn)壓電路,國(guó)產(chǎn)三端式集成穩(wěn)壓電路由 W78 系列和 W79 系列等。,2它的外形與普通晶體管類似，外殼就是公共端，不必將其散熱片與底板絕緣，因而使用安裝很方便。,外形結(jié)構(gòu)如圖所示。,第五節(jié) 集成穩(wěn)壓電路,代表符號(hào)如圖所示,第五節(jié) 集成穩(wěn)壓電路,1單路輸出正電壓的接法,二、實(shí)用舉例,第五節(jié) 集成穩(wěn)壓電路,2單路輸出負(fù)電壓的接法,第五節(jié) 集成穩(wěn)壓電路,本章小結(jié),1濾波電路濾除脈動(dòng)電流中的