模電課件第十章教學(xué)課件

1、uO0tDRL+-uO+-uD220V50HzAB10.2.1 單相半波整流電路單相半波整流電路10 2 10 2 整流電路整流電路1. 1.電路結(jié)構(gòu)及工作原理電路結(jié)構(gòu)及工作原理uD0t0tu222U 2 3 4 22U 2 3 2 3 4 4 22UtUu2sin22 2 設(shè)設(shè)02u，02u2uuo0ou二極管二極管D兩端電壓兩端電壓uD導(dǎo)通導(dǎo)通D，截截止止D2、主要參數(shù)主要參數(shù)uO0t22U 2 3 4 245. 0U02)()(sin221ttdUUAVO22)(45. 02UUUAVOLLAVOAVORURUI2)()(45. 0)(1AVOMOUUS uO的平均值的平均值UO(AV)

2、為為負(fù)載電流的平均值負(fù)載電流的平均值整流輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)整流輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)S)2(21UUMO57. 12/2222UUDRL+-uO+-uD220V50HzAB)2cos(34cos21 22ttUuo3.二極管的選擇二極管的選擇二極管的正向平均整流電流二極管的正向平均整流電流LAVOAVDRUII2)()(45. 0整流二極管承受的最大反向電壓整流二極管承受的最大反向電壓2max2UURDRL+ +- -uO+ +- -uD220V50HzABuO0 0t tuD0 0t t0 0t tu222U 2 2 3 3 4 4 22U 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 22U

3、在選用二極管時(shí)，留有在選用二極管時(shí)，留有10%10%的的LAVOFRUII2)(21 . 11 . 1221 . 1UUR特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，變壓器利用率低。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，變壓器利用率低。裕量，即選取裕量，即選取10.2.2 10.2.2 單相橋式整流電路單相橋式整流電路D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D31 1、單相橋式整流電路的組成、單相橋式整流電路的組成D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3RL+-uOu2220V50HzAB(-)(+)+-D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D32、工作原理工作

4、原理設(shè)設(shè)tUusin2220tu222U 2 3 4 uD0t 2 3 4 uD2, uD4uD1, uD30t 2 3 4 iDiD2, iD4iD1, iD3uO0t 2 3 4 ，、，導(dǎo)通導(dǎo)通時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)310Du 2D，、，導(dǎo)導(dǎo)通通時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)420Du 2D2uuo2uuo；、截截止止42DD；、截截止止31DD)(sin210)(ttdUAVO229 . 022UULLAVOAVORURUI2)()(9 . 03.主要參數(shù)主要參數(shù))4cos1542cos342(220tUuuO0t 2 3 4 67. 032)(1AVOMOUUS/223221UUMOLAVOAVDRUII2)()(45.

5、 022max2UURLAVOFRUII2)(21 . 121 . 1221 . 1UUR4.二極管的選擇二極管的選擇D1RL1uO1220V50HzABD2D4D3221u221uRL2uO2+-（-）（+）D1RLuOD2D6D5D3D4+-u2Au2Bu2C0tuD0tu2u2Au2Bu2Cu2ABu2ACu2BCu2BAu2CAu2CBD1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3C+10 3 10 3 濾波電路濾波電路10.3.1 電容濾波電路電容濾波電路uO0 t 2 abcd1. 電路組成電路組成uO0 t 2 uO0 t 2 RLC大大 RLC小小2. 濾波原理（二極管為

6、理想二極管）濾波原理（二極管為理想二極管）設(shè)設(shè)t=0時(shí)，電容時(shí)，電容uc=2U2t0時(shí)，時(shí)，u20，截止截止41 DDC通過通過RL放電放電,CRL放電放電ucu2 uc，、導(dǎo)通導(dǎo)通31DDC被充電被充電,CRd充電充電uc u2 uc重復(fù)上述過程。重復(fù)上述過程。uO0 t 2 3.輸出電壓平均值輸出電壓平均值當(dāng)當(dāng) RLC=(3-5)T/2 時(shí)時(shí)，電容的耐壓值應(yīng)大于電容的耐壓值應(yīng)大于221 . 1U2)()2 . 11 . 1 (UUAVO4.脈動(dòng)系數(shù)為脈動(dòng)系數(shù)為141TCRSLuO0 t 2 i0 t2 iDiO 5.整流二極管得導(dǎo)通角整流二極管得導(dǎo)通角6.電容濾波電路的輸出特性和濾波特性電

7、容濾波電路的輸出特性和濾波特性0.9U20IO(AV)UO(AV)22URLC減少減少輸出特性輸出特性0IO(AV)SRLC減少減少濾波特性濾波特性D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3C+例例10.3.1在圖中所是電路中，已知電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍為在圖中所是電路中，已知電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍為10%， UO(AV) 1.2U2。要求輸出電壓平均值。要求輸出電壓平均值UO(AV)=15V，負(fù)載電流平均值，負(fù)載電流平均值IL(AV)=100mA。 試選擇合適的濾波電容。試選擇合適的濾波電容。解：根據(jù)解：根據(jù)UO(AV) 1.2U2可知，可知，3)()(1010015AVOAVOLIURF

8、FC333200150121020)53(3電容的容量為電容的容量為2.變壓器副邊電壓有效值為變壓器副邊電壓有效值為VVUUAVO5 .122 . 1152 . 1)(2電容的耐壓值為電容的耐壓值為VVUU5 .195 .1221 . 121 . 12實(shí)際可選取容量為實(shí)際可選取容量為300 F、耐壓為、耐壓為25V的電容做本電路的濾波電容。的電容做本電路的濾波電容。RLC=(3-5)T/215010.3.2 倍壓整流電路倍壓整流電路220V50HzD1+-uOu2ABD2C1C2+-+-(-)(+)+-+-220V50HzD1u2D2C1C2D3C4C6C3C5D4D5D6+-+-22U（+）

9、（-）+-22U222U+-+-+-+-22U222U222U（+）（-）+-22U222U+-222U222U+-+-+-+-22U222U222U222U222U+-（+）（-）+-22U222U+-222U222U+-222U222U+-10.3.3 其它形式的濾波電路其它形式的濾波電路1.電感濾波電路電感濾波電路RL+-uOu2220V50HzABLUD(AV)+ud+-2)()(9 . 0 URRRURRRULLAVDLLAVOdLdLLouLRuRLRu22電感濾波后的輸出電壓平均值電感濾波后的輸出電壓平均值輸出電壓的交流分量輸出電壓的交流分量RL+-uOLuD+-C2.復(fù)式濾波電

10、容復(fù)式濾波電容RL+-uOLuD+-C2C1RL+-uORuD+-C2C1 10.7 電路如圖所示，變壓器副邊電壓有效值電路如圖所示，變壓器副邊電壓有效值U2150V，U22 20V。試問：。試問：（1 1）輸出電壓平均值）輸出電壓平均值UO1（AVAV）和和UO2（AVAV）各為各為多少？（多少？（2 2）各二極管承受的最大反向電壓為多少？）各二極管承受的最大反向電壓為多少？V99)(22221RUUU V572222RUU 例例 有有220V、20W電烙鐵，其電源控制電路如圖所示，試分析在電烙鐵，其電源控制電路如圖所示，試分析在 以下幾種情況下各屬何種供電電路？輸出電壓各為多大？那種以下幾

11、種情況下各屬何種供電電路？輸出電壓各為多大？那種 情況下溫度最高？那種情況下溫度最低？為什么？情況下溫度最高？那種情況下溫度最低？為什么？(1)S1、S2均均 接通；接通；(2)S1斷開、斷開、S2接通，接通， (3)S1接通、接通、S2斷開；斷開； (4)S1、S2 均斷開。均斷開。電電烙烙鐵鐵S2S1D1D3D2D4C220V解：解：(1)電路為全波整流濾波電路電路為全波整流濾波電路VUU2642 . 120(2)電路為半波整流濾波電路電路為半波整流濾波電路VUUo2202(3)電路為全波整流電路電路為全波整流電路VUUo1989 . 02(4)電路為半波整流電路電路為半波整流電路VUUo

12、9945. 02所以第一種情況溫度最高，第四種情況溫度最低。所以第一種情況溫度最高，第四種情況溫度最低。例例圖示電路中，已知穩(wěn)壓管圖示電路中，已知穩(wěn)壓管Dz的工作電流為的工作電流為（1020）mA，其，其他參數(shù)如圖所示。他參數(shù)如圖所示。求（求（1）RL兩端兩端的電壓范圍的電壓范圍（2） RL的允許變化的允許變化范圍。范圍。D1RL+-+-uIU2=10VR 200D2DzC1C2+-8.2V解解：D1、 D2、 V1、V2組成倍壓整流電路組成倍壓整流電路時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) IIZZminVRIUUUZZIRL18minmax時(shí)時(shí) 當(dāng)當(dāng) IIZZmaxVRIUUUZZIRL16maxminVUV LR1

13、816ZLRIRULKRL8 . 11018KRL8 . 02016KRK L8 . 18 . 0VUUI28.2822210-4 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路10.4.1 電路的組成電路的組成RL+-uOR-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路iuOUZIZIZMORIUUULDRIIIZ從穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路可得兩個(gè)基本關(guān)系式從穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路可得兩個(gè)基本關(guān)系式10.4.2 穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓 UI 負(fù)載增加負(fù)載增加 Io IDZ UO(UZ) IR UR UO UR Uo IZ IR UO 10.4.3 性能指標(biāo)性能指標(biāo)穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)Sr輸

14、出電阻定義輸出電阻定義常數(shù)IUOOoIURLZLZIORrRRrUU/RL+-R-rZ UI+ UOOIIOrUUUUSZZorrRR/常常數(shù)數(shù)LRIIOOrUUUUSOIZZUUrRr常數(shù)常數(shù)LRIOOIUUUU)(ZLrR ZZrRrRL+-uOR-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路10.4.4 電路參數(shù)的選擇電路參數(shù)的選擇1.穩(wěn)壓電路輸入電壓穩(wěn)壓電路輸入電壓UI的選擇的選擇OIUU322. 2.穩(wěn)壓管選擇穩(wěn)壓管選擇 因?yàn)橐驗(yàn)镺ZUUminmaxLLZZMIIIIZLZMIIImaxiuOUZIZIZM已知：已知：Uo、ILmax、ILminRL+-uOR

15、-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路根據(jù)：經(jīng)驗(yàn)根據(jù)：經(jīng)驗(yàn)LI變化時(shí)變化時(shí)ZDI變化相反變化相反LDIIZ空載時(shí)空載時(shí)RDIIZ滿載時(shí)滿載時(shí)ZDIIZ3. 3.限流電阻限流電阻R的選擇的選擇ZMDZIIIZ一是穩(wěn)壓管實(shí)際流過的最小電流應(yīng)一是穩(wěn)壓管實(shí)際流過的最小電流應(yīng)大于穩(wěn)壓管的最小電流；二是穩(wěn)壓大于穩(wěn)壓管的最小電流；二是穩(wěn)壓管實(shí)際流過的最大電流小于穩(wěn)壓管管實(shí)際流過的最大電流小于穩(wěn)壓管的最大電流。的最大電流。iuOUZIZIZMRL+-uOR-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路RUUIZIRLRDIIIZZLZinLRDIIRUU

16、IIIZmaxImmaxminminZMLZaxLRDIIRUUIIIZminImminmaxmaxminImminLZMZaxIIUURmaxImmaxLZZinIIUUR)(1 (minmaxmaxZZLIIIBEZOUUU10-5 10-5 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路10.5.1 具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路RL+-DZUI+UOTR3R2R1A+-R基準(zhǔn)電壓電路基準(zhǔn)電壓電路調(diào)整管調(diào)整管比較放大比較放大取樣取樣電路電路1. 1.電路的構(gòu)成電路的構(gòu)成2. 2.穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理o32123NoIURRRRRUUUo32123NURRRRRUIdUBIBUBEUC

17、IoUBiBEuciCEuCEU電路引入深度電壓負(fù)反電路引入深度電壓負(fù)反饋饋來穩(wěn)定輸出電。來穩(wěn)定輸出電。RL+-DZUI+UOTR3R2R1A+-R基準(zhǔn)電壓電路基準(zhǔn)電壓電路調(diào)整管調(diào)整管比較放大比較放大取樣取樣電路電路3. 3.輸出電壓的可調(diào)范圍輸出電壓的可調(diào)范圍ZOURRRRRU32321minZOURRRRU3321maxoNZURRRRRUU 33232ZOURRRRRU32321o32123NLLURRRRRUIRNoUUIdUBUBEUBICIoUCEU4. 4.調(diào)整管的選擇調(diào)整管的選擇LREIII1OICEUUUmaxmax1LREIII當(dāng)負(fù)載電流最大時(shí)，流過當(dāng)負(fù)載電流最大時(shí)，流過T

18、 T管發(fā)管發(fā)忽略忽略R1上的電流，上的電流，maxmaxmaxLECIII 當(dāng)輸入電壓最高，同時(shí)當(dāng)輸入電壓最高，同時(shí)minImmaxOaxCEUUU當(dāng)晶體管的集電極電流當(dāng)晶體管的集電極電流maxmaxmaxCECCUIP在選擇調(diào)整管在選擇調(diào)整管T T時(shí)，應(yīng)保證時(shí)，應(yīng)保證maxLCMIIminIm)(OaxCEOBRUUU)(minImmaxOaxLCMUUIPRL+-DZUI+UOTR3R2R1A+-R主要考慮極限參數(shù)主要考慮極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO和和PCM。射極的電流最大射極的電流最大輸出電壓又最低時(shí)；輸出電壓又最低時(shí)；最大，且管壓降最大時(shí)，最大，且管壓降最大時(shí)，RL+-DZUI+

19、UOTR3R2R1A+-R基準(zhǔn)電壓電路基準(zhǔn)電壓電路調(diào)整管調(diào)整管比較放大比較放大取樣取樣電路電路例例10.5.1電路如圖所示，已知輸入電壓電路如圖所示，已知輸入電壓UI的波動(dòng)范圍為的波動(dòng)范圍為10%，調(diào)調(diào)整管的飽和壓降整管的飽和壓降UCES=2V，輸出電壓輸出電壓UO的調(diào)節(jié)范圍為的調(diào)節(jié)范圍為520V， R1= R3=200 。試問試問：（1）穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ和和R2的取值各為多少的取值各為多少？（2）為使調(diào)整管正常工作，在電網(wǎng)電壓為為使調(diào)整管正常工作，在電網(wǎng)電壓為220V時(shí)時(shí)，UI的值至少應(yīng)的值至少應(yīng)取多少取多少？解：解： （1）輸出電壓最小值為：輸出電壓最小值為：ZOURR

20、RRRU32321min最大值為最大值為ZOURRRRU3321max解得解得R2 =600 ， UZ =4V。（2）CESOinCEUUUUmaxImminCESOinUUUmaxIm即即VUI)220(9 . 0得出得出UI 24.7V，故故UI至少應(yīng)取至少應(yīng)取25V。5. 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的方框圖調(diào)整管調(diào)整管比較放比較放大電路大電路保護(hù)保護(hù)電路電路基準(zhǔn)電基準(zhǔn)電壓電路壓電路取取樣樣電電路路+UI-+UO-RL10.5.2 集成穩(wěn)壓器中的基準(zhǔn)電壓電路和保護(hù)電路集成穩(wěn)壓器中的基準(zhǔn)電壓電路和保護(hù)電路1. 1.穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓電路穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓電路IRRDZUIUREFT1T2I

21、ZIE2IC2IZBEREFUUU2.保護(hù)電路保護(hù)電路過流保護(hù)電路過流保護(hù)電路UIUOT1T2R0來自比較放大電路來自比較放大電路IOUO002maxmax/ RUIIBEEOOOAURIU0圖10.5.9 截流型過流保護(hù)電路及其輸出特性000021202212000)(UURIRRRUUUURRRUURIUBBEABA10.5.3 集成穩(wěn)壓器電路集成穩(wěn)壓器電路按內(nèi)部工作方式：按內(nèi)部工作方式：按外部特性分：按外部特性分：按型號分：按型號分：w79、 w 17、 w 37系列系列1.三端固定穩(wěn)壓器三端固定穩(wěn)壓器w78（正輸出）（正輸出）w79（負(fù)輸出）（負(fù)輸出）輸出電流有輸出電流有0.1A、0.

22、5A、1.5A三個(gè)等級。三個(gè)等級。 輸出電壓有輸出電壓有 5V、 6V、 9V、 12V、 15V、w7805U0=5Vw7905U0=-5V(1)型號及技術(shù)指標(biāo)型號及技術(shù)指標(biāo)串聯(lián)型、并聯(lián)型、開關(guān)型。串聯(lián)型、并聯(lián)型、開關(guān)型。三端固定、三端可調(diào)、多端固定、多端可調(diào)三端固定、三端可調(diào)、多端固定、多端可調(diào)w78、 18V、 24V、七個(gè)等級。、七個(gè)等級。(2)應(yīng)用應(yīng)用基本應(yīng)用電路基本應(yīng)用電路擴(kuò)大輸出電流的穩(wěn)壓電路擴(kuò)大輸出電流的穩(wěn)壓電路W7800RL+-UOUI+-Ci0.33uFCo1uFBEDOOUUUUBEDUUOOUUROBIIImaxmaxW7800RL+-UOUI+-C1C2D10uF+RT