模電功率電路及系統(tǒng)PPT課件

1、電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路: 將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。濾波電路: 將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路: 清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路u1u2u3u4uo直流電源的一般組成如下圖所示。第1頁/共84頁1. 整流工作原理利用二極管的單向?qū)щ娦噪娐穲D整流分類：半波、全波、橋式、倍壓整流電路 921整流濾波電路一、整流濾波電路220V50H z(a )RLV第2頁/共84頁 圖

2、911常用整流電路(a)半波整流；(b)全波整流；(c)橋式整流；(d)倍壓整流220V50Hz(b)RLV1V2第3頁/共84頁 圖911常用整流電路(a)半波整流；(b)全波整流；(c)橋式整流；(d)倍壓整流220V50Hz(c)U2V1V2V3V4RL第4頁/共84頁 圖911常用整流電路(a)半波整流；(b)全波整流；(c)橋式整流；(d)倍壓整流220V50Hz(d)U22 U2V1V2V3V4V52 U22 U22 U222 U2222第5頁/共84頁濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。交流電壓脈動直流電壓整流整流濾波濾波直流電壓RLLRLC濾波電

3、路濾波原理：利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性, 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。第6頁/共84頁幾種濾波電路 濾波電路（a）電容濾波電路（b）電感電容濾波電路（倒L型）（c） 型濾波電路第7頁/共84頁二二 整流與濾波電路工作原理整流與濾波電路工作原理1.半波整流電路二極管導(dǎo)通，uL=u2二極管截止, uL=0+io+u2 0 時:u20時:u2uLuD t 2 3 4 0+12L+uR-L1u2u220VD第8頁/共84頁1、工作原理iDu2tuot2設(shè)變壓器輸出電壓：u2= U2sint u1 u2uoRL+則輸出

4、電壓： 200sin22tttUuo=2、電路特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，元件少。 缺點(diǎn)：輸出波形脈動大，利用率低+第9頁/共84頁200sin22tttUuo=3、電路分析)4cos1522cos32sin211(22tttUuo22045. 02UUuLLRURuI20045. 022UURM57. 12001uUSm輸出電壓的平均值的幅值負(fù)載上最低次諧波分量（1）輸出直流電壓：（2）負(fù)載平均電流（3）二極管所承受的最大反向電壓（4）整流管平均整流電流=負(fù)載平均電流4、整流輸出電壓的脈動系數(shù) u1 u2uoRL第10頁/共84頁220 V1212R2+Luuu2L1DD22.全波整流電路+原理：

5、+變壓器副邊中心抽頭，感應(yīng)出兩個相等的電壓u2當(dāng)u2正半周時， D1導(dǎo)通，D2截止。當(dāng)u2負(fù)半周時， D2導(dǎo)通，D1截止。第11頁/共84頁全波整流電壓波形u2uLuD1 t 2 3 4 0uD2V22012122uuDD221+uLLR第12頁/共84頁全波整流電路)4cos1542cos342(22ttU2209 . 022UUuLLRURuI2009 . 0222UURMu1u2u2D1RLD2u2tuot電路分析：2sin20sin222ttUttUu0=67. 0322232422UUS第13頁/共84頁3. 橋式整流電路（1）組成：由四個二極管組成橋路）組成：由四個二極管組成橋路+

6、41231u2u220V+-RLLuD21DD3D4u2正半周時正半周時: :D1 、D3導(dǎo)通導(dǎo)通， D2、D4截止截止+（2）工作原理：）工作原理：u2ttuL第14頁/共84頁+41231u2u220V+-RLLuD21DD3D4-+u2負(fù)半周時：負(fù)半周時： D2、D4 導(dǎo)通導(dǎo)通， D1 、D3截止截止u2ttuL第15頁/共84頁橋式整流電路)4cos1542cos342(22ttU2209 . 022UUuLLRURuI2009 . 022UURMu2tuot正確利用二極管的引導(dǎo)作用 67. 0322232422UUSu1u2RL2sin20sin222ttUttUu0=第16頁/共8

7、4頁如何實現(xiàn)正、負(fù)電源？將橋式整流電路變壓器副邊中點(diǎn)接地，并將二個負(fù)載電阻相連接，且連接點(diǎn)接地。圖利用橋式整流電路實現(xiàn)正、負(fù)電源uO1 1 為正； uO2 2為負(fù)第17頁/共84頁思考1：一個二極管接反時的情況。！整流橋中一個二極管接反，可能燒毀變壓器線圈或整流管。第18頁/共84頁思考2：一個二極管短路時的情況。！整流橋中一個二極管短路，可能燒毀變壓器線圈或整流管。第19頁/共84頁思考3：一個二極管虛焊（斷路）時的情況。！整流橋中一個二極管斷路，變成半波整流。第20頁/共84頁 實際應(yīng)用實際應(yīng)用1 1：利用橋式整流電路實現(xiàn)正、負(fù)電源：利用橋式整流電路實現(xiàn)正、負(fù)電源第21頁/共84頁 實際應(yīng)

8、用實際應(yīng)用1 1：利用橋式整流電路實現(xiàn)正、負(fù)電源：利用橋式整流電路實現(xiàn)正、負(fù)電源（）（）變壓器副邊抽頭不在中間時，輸出的正、負(fù)電源是否還對稱？第22頁/共84頁220V50HzUo1Uo2正電壓輸出負(fù)電壓輸出圖914 用“硅橋”實現(xiàn)正、負(fù)兩路直流輸出的全波整流電路第23頁/共84頁集成硅整流橋：u2uL+ +- +第24頁/共84頁全波整流電路橋式整流電路半波整流電路290 U.LRU.29022U571.670.22ULRU.24502450 U.290 U.LRU.290670.222 U)AV(OU)AV(OIS2maxRULRU.2450LRU.2450LRU.2450)AV(DI主要

9、參數(shù)電路形式表表 1整流電路的主要參數(shù)整流電路的主要參數(shù)第25頁/共84頁多倍壓整流電路多倍壓整流電路+- -+- -22U- -+ +u2+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U適用于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小的場合。圖圖 多倍壓整流電路多倍壓整流電路第26頁/共84頁+22U+222Uu2的第一個正半周：的第一個正半周：u2、C1、D1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，C1充充電到：電到：22Uu2的第一個負(fù)半周：的第一個負(fù)半周：u2、C2、D2 、C1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，C2充電到：充電到：222UC1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6倍壓整流電路的工作原理第

10、27頁/共84頁+22U+222U+222U+222U+222U+222UC1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二個正半周：的第二個正半周：u2、C1、C3 、D3 、C2構(gòu)成回構(gòu)成回路，路， C1補(bǔ)充電荷，補(bǔ)充電荷，C3充電到：充電到：222Uu2的第二個負(fù)半周：的第二個負(fù)半周： u2、C2、C4、D4、C3 、C1構(gòu)構(gòu)成回路，成回路， C2補(bǔ)充電荷，補(bǔ)充電荷， C4充電到：充電到：222U把電容接在相應(yīng)電容組的兩端，即可獲得所需的多倍壓直流輸出。第28頁/共84頁 由于整流輸出電壓存在一定的紋波, ,故需用濾波電路來濾除紋波電壓。濾波電路利用電抗性元件的儲能作用實

11、現(xiàn)濾波。 一般通過將電容C C與負(fù)載并聯(lián)或?qū)㈦姼蠰 L跟負(fù)載串聯(lián)來實現(xiàn)。 經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。 二、整流濾波電路的工作原理及主要性能第29頁/共84頁假設(shè)電路剛好在 由負(fù)到零的時刻接通, ,則 通過VDVD1 1和VDVD3 3向C C充電。電容電壓 緊隨輸入電壓 按正弦規(guī)律上升至 的最大值。2u2uCu2u2u電容濾波電路(1)空載(RL=)時:設(shè)電容器兩端初始電壓為零。u2tuLt+41232u2DCL31DD-220VD+14uuuc第30頁/共84頁電容濾波電路(1)空載(RL=)

12、時:設(shè)電容器兩端初始電壓為零。u2tuLtuc=uL+41232u2DCL31DD-220VD+14uuuc22UuuCL故然后 繼續(xù)按正弦規(guī)律下降, ,當(dāng) 時, ,二極管截止,C,C放電, ,由于無放電回路, ,所以 保持。2u2uCuCu第31頁/共84頁電源 在向負(fù)載R RL L供電的同時又對電容C C充電。電容電壓 緊隨輸入電壓 按正弦規(guī)律上升至 的最大值。 2uCu2u2u電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時:+412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1Cucu2t第32頁/共84頁電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時:+412321R220V+Lu-uL2

13、uD4D3DD1Cucu2t而后 繼續(xù)按正弦規(guī)律下降,當(dāng) 時，二極管又導(dǎo)通，電容C C再次充電。Cu2uCu第34頁/共84頁電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時:+412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1Cucu2t二極管中二極管中的電流的電流uc= uLiDt t這樣循環(huán)下去， 周期性變化，電容C C周而復(fù)始地進(jìn)行充電和放電, ,使輸出電壓脈動減小。 2u只有整流電路輸只有整流電路輸出電壓大于出電壓大于uc時，時，才有充電電流。才有充電電流。因此二極管中的因此二極管中的電流是脈沖波。電流是脈沖波。第35頁/共84頁電容C C放電的快慢取決于時間常數(shù)(=R(=RL LC

14、C）的大小，時間常數(shù)越大，電容C C放電越慢，輸出電壓 就越平坦，平均值也越高。ou電容濾波電路(2)接入RL(且RLC較大)時:+412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1Cucu2t二極管中二極管中的電流的電流uc= uLiDt t第36頁/共84頁電容濾波電路的特點(diǎn)：RLC 較大u2tiDtuc= uL(2)UL與RLC的關(guān)系：RLC愈大C放電愈慢UL(平均值)愈大一般?。? (T T: :電源電壓的周期) )2)53(TCRL近似估算: UL=1.2U2(1)整流管導(dǎo)電時間越短 的峰值電流越大Di第37頁/共84頁電容濾波電路的特點(diǎn)：(3)(3)圖為輸出直流電壓U UL L隨

15、負(fù)載電流I IL L的變化關(guān)系曲線。OC型濾波純電阻負(fù)載LILU22U29 . 0 U負(fù)載直流電壓隨負(fù)載電流增加而減小。 電容濾波電路的輸出電壓在負(fù)載變化時波動較大，說明它的帶負(fù)載能力較差，只適用于負(fù)載較輕且變化不大的場合。C值一定,RL=即空載時,22UUO C=0,即無電容時,29 . 0 UUO 第38頁/共84頁（1）濾波電容C一般選擇體積小，容量大的電解電容器。 （2）普通電解電容器有正、負(fù)極性，使用時正極必須接高電位端，如果接反會造成電解電容器的損壞。要注意的幾點(diǎn)：（3）加入濾波電容以后，二極管導(dǎo)通時間縮短，且在短時間內(nèi)承受較大的沖擊電流( )，為了保證二極管的安全，選管時應(yīng)放寬裕

16、量。LCii 第39頁/共84頁 *使用條件：2)53(LdTCR各種電路參數(shù)比較：第40頁/共84頁一、電容濾波電路mAIID200021vUUUDRM5 . 32 . 1220200LIUf12R2T4C33. 01415 .10)41 (220TCRSvCRTUuLL例1、某電子設(shè)備需要直流電壓U0=30v，I0=400mA的直流電流，若采用橋式直流，電容濾波電路，試選擇直流元件和濾波電容。（1）選擇二極管考慮到電容充電電流的沖擊，選用最大直流電流為500mA、耐壓為50v的整流二極管。（2）選電容選C=500F，耐壓為50v的電解電容。例2、一個全波整流、電容濾波電路中，U2=10v，

17、C=1000F，當(dāng)RL=20時，試求 和S的值，整流管的壓降和整流內(nèi)阻可忽略。0u第41頁/共84頁 例例3 如圖所示，要求輸出電壓如圖所示，要求輸出電壓U O（AV) =15V，負(fù)，負(fù)載電流平均值載電流平均值I L（AV) = 100mA, U O（AV) =1.2U2。試。試問：問：（1） 濾波電容的大小。濾波電容的大小。（2）考慮到電網(wǎng)電壓的波動范圍為）考慮到電網(wǎng)電壓的波動范圍為10%, 濾波電濾波電容的耐壓值。容的耐壓值。解： （1）由U O（AV) =1.2U2 可知，C的取值應(yīng)滿足RLC=（35）T/2的條件。第42頁/共84()(AVLAVOLIURF3

18、33200F1501202.0)53(C第43頁/共84頁（2）12.5V1.2V152 .1)(2AVOUU電容的耐壓值為V5 .19V5 .1221 .121 .12UU實際可選取容量為300F、耐壓為25V的電容。第44頁/共84頁例例4 如圖所示，如圖所示，RL=50歐姆，歐姆，C=1000uF，U2=20V U O（AV)有以下幾種情況有以下幾種情況:（1） 28V （2） 18V （3） 9V 分析電路產(chǎn)生了什么故障分析電路產(chǎn)生了什么故障?解： （1）RL開路 （2）電容開路 （3）一個二極管開路且電容開路第45頁/共84頁穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：（1 1）帶負(fù)載能力差（2 2）輸出

19、電壓不可調(diào)改進(jìn)1 1：（1 1）提高帶負(fù)載能力在輸出端加一射極輸出器UO=UZ-0.7V基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路922串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電源的工作原理第46頁/共84頁1、穩(wěn)壓原理、穩(wěn)壓原理OUUB不變不變BEUBIEIOUBEZOUUUCESOIUUU基本調(diào)整管電路基本調(diào)整管電路第47頁/共84頁改進(jìn)2 2：（2 2）使輸出電壓可調(diào)在射極輸出器前加一帶有負(fù)反饋的放大器具有放大環(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)壓電路第48頁/共84頁具有放大環(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1.1.電路構(gòu)成電路構(gòu)成Z3221OU)RRRR1(U基準(zhǔn)電壓電路基準(zhǔn)電壓電路采樣電路采樣電路比較放

20、大電路比較放大電路調(diào)整管調(diào)整管電路電路第49頁/共84頁ZoURRRRRU32321minZoURRRRU3321max3.3.輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍2.穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理UOU-UB UO UO U- UB UO引入了負(fù)反饋引入了負(fù)反饋第50頁/共84頁4.調(diào)整管的選擇調(diào)整管的選擇maxLmaxCII參數(shù)確定：參數(shù)確定：minOaxImmaxCEUUUmaxCEmaxCmaxCUIPmaxIcICMmax)(CECEOBRUUmaxCCMPP 調(diào)整管一般為大功率管，選擇時主要調(diào)整管一般為大功率管，選擇時主要考慮三個極限參數(shù)：考慮三個極限參數(shù)：CMICEOBRUCMP第51頁/共8

21、4頁例:設(shè)如圖所示串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓管為2CW14,其穩(wěn)定電壓為UZ7V，采樣電阻R1=3K，R2=2K, R3=3K,試估算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。iUC1URZVDBEU1R2R3RLRLIoUZU2R2R 放 大 比 較 環(huán) 節(jié)基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電 壓解：VURRRRRUZo2 .1173232332321min第52頁/共84頁解：VURRRRUZo7 ax因此,穩(wěn)壓電路輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍是(11.218.7V)。例:設(shè)如圖所示串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路中,穩(wěn)壓管為2CW14,其穩(wěn)定電壓為UZ7V，采樣電阻R1=3K，R2=2K, R3=3K,試估算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。

22、iUC1URZVDBEU1R2R3RLRLIoUZU2R2R 放 大 比 較 環(huán) 節(jié)基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電 壓第53頁/共84頁 例：如圖,要求輸出電壓UO=(1015V),負(fù)載電流IL=(0100)mA,已選定基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)壓管為2CW1,其穩(wěn)定電壓UZ=7V,IZmin=5mA,IZmax33mA。若選用3DD2C,其主要參數(shù):ICM=0.5A,U(BR)CEO=45V,PCM=3W。iUC1URZVDBEU1R2R3RLRLIoUZU2R2R 放 大 比 較 環(huán) 節(jié)基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電 壓 假設(shè)采樣電阻總的阻值選定為2k左右,則R1、R2、R3三個電阻分別為多大？第54頁/共84頁解： 因ZURRRRU

23、o3321max故kkUURRRRZo93. 0)7152(max3213取 9103RZoURRRRRU32321min故kUURRRRRZo4 . 1)7102(min32132則kR49. 0)91. 04 . 1 (2取5102R(電位器)則kR58. 0)51. 091. 02(1取5601R第55頁/共84頁 在確定了采樣電阻R1R2R3的阻值以后再來驗算輸出電壓的變化范圍是否符合要求,此時VUo23. 1) 791. 091. 051. 056. 0(maxVUo76. 9)791. 051. 091. 051. 056. 0(min 輸出電壓的實際變化范圍為 ,所以符合給定的要

24、求。VUO)23.1576. 9( 估算電源變壓器副邊電壓的有效值U2；解：穩(wěn)壓電路的直流輸入電壓的有效值為VVVVUUoI)2318()83(15)83(maxiUC1URZVDBEU1R2R3RLRLIoUZU2R2R 第56頁/共84頁取 ，則變壓器副邊電壓的有效值為VUI23VUUI21)2 . 1231 . 1 (2 . 11 . 12 估算基準(zhǔn)穩(wěn)壓管的限流電阻R的阻值； 解：基準(zhǔn)電壓支路中的電阻R的作用是保證穩(wěn)壓管VDZ的工作電流比較合適,通常使穩(wěn)壓管中的電流略大于其最小參考電流值IZmin。可認(rèn)為RUUIZIZ故基準(zhǔn)穩(wěn)壓管的限流電阻應(yīng)為kIUURZZin74. 2)57239 .

25、 0(minImiUC1URZVDBEU1R2R3RLRLIoUZU2R 2R 第57頁/共84頁 驗算穩(wěn)壓電路中的調(diào)整管是否安全。 解：根據(jù)穩(wěn)壓電路的各項參數(shù),可知調(diào)整管的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)為mAIIIRLCM108)91. 051. 056. 023.15100(maxVUUCEOBR3 .32)2121 . 1 (21 . 12)(maxmin2)2 . 11 . 1 (CoCMIUUPW94. 1108. 0)76. 9212 . 11 . 1( 已知低頻大功率三極管3DD2C的ICM0.5A，U(BR)CEO=45V,PCM=3W,可見調(diào)整管的參數(shù)符合安全的要求,而且留有一定的余地。第5

26、8頁/共84頁 三、集成三端穩(wěn)壓器 集成三端穩(wěn)壓器是集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，用途十分廣泛，而且非常方便。集成三端穩(wěn)壓器有78系列(輸出正電壓)和79系列(輸出負(fù)電壓)，后面兩位數(shù)表示輸出電壓值，如7812，即表示輸出直流電壓為+12V。第59頁/共84頁1.調(diào)整管 當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流波動時,調(diào)整自身的集射壓降使輸出電壓基本保持不變。集成三端穩(wěn)壓器(集成的穩(wěn)壓電源)框圖第60頁/共84頁2.放大電路 將基準(zhǔn)電壓與從輸出端得到的采樣電壓進(jìn)行比較,然后再放大并送到調(diào)整管的基極。第61頁/共84頁3.基準(zhǔn)電源 采用能帶間隙式基準(zhǔn)源,具有低噪聲、低溫漂的特點(diǎn),在單片式大電流集成穩(wěn)壓器中廣泛應(yīng)用。第62頁/

27、共84頁4.采樣電路 由兩個分壓組成,它將輸出電壓變化量的一部分送到放大電路的輸入端。第63頁/共84頁5.啟動電路 在剛接通直流輸入時使調(diào)整管、放大電路和基準(zhǔn)電源等建立起各自的工作電流, 當(dāng)穩(wěn)壓電路正常工作時斷開啟動定路,以免影響穩(wěn)壓電路的性能。第64頁/共84頁6.保護(hù)電路 在W7800系列三端集成穩(wěn)壓器中,已將三種保護(hù)電路集成在芯片內(nèi)部,它們是限流保護(hù)電路、過熱保護(hù)電路和過壓保護(hù)電路。第65頁/共84頁IuIuIUC1C312OU2C注意：輸入電壓UI一般應(yīng)比輸出電壓端UO高2-3V以上。C1、C2的作用：防止自激振蕩，減小高頻噪聲、改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。(1)基本電路第66頁/共84頁

28、IuIuIUC1C312OUOC 若輸出電壓比較高，應(yīng)在輸入端與輸出端之間跨接一個保護(hù)二極管VD，在輸入端短路時，使CO通過二極管放電，以便保護(hù)集成穩(wěn)壓器內(nèi)部的調(diào)整管。(1)基本電路第67頁/共84頁 負(fù)載所需的大電流由大功率三極管提供。(2)擴(kuò)大輸出電流 二極管VD補(bǔ)償了溫度對三極管UBE的影響,使輸出電壓穩(wěn)定。 電容C2的作用是濾調(diào)二極管VD兩端的脈動電壓，以減小輸出電壓的脈動成分。第68頁/共84頁 (3)提高輸出電壓 利用電阻來提升輸出電壓。假設(shè)流過電阻R1、R2的電流比三端集成穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流I大很多,則可認(rèn)為OOURRRU211 即輸出電壓為OOURRU )1(12LM78UoUi

29、C1R2132(b)C2R1IQoU第69頁/共84頁 (4)使輸出電壓可調(diào) 集成運(yùn)放接成電壓跟隨形式，它的輸出電壓UA等于某輸入電壓，即OAURRRRRU32132 即OOOURRRRRRRRRUU )1()1/(2132 32132由圖可得OAOUUU第70頁/共84頁 923開關(guān)型穩(wěn)壓電源 1. 串聯(lián)型反饋式穩(wěn)壓電源用途廣泛，但存在以下兩個問題： (1)調(diào)整管總工作在線性放大狀態(tài)，管壓降大，流過的電流也大(大于負(fù)載電流)，所以功耗很大，效率較低(一般為40%60%)，且需要龐大的散熱裝置。 (2)電源變壓器的工作頻率為50Hz，頻率低而使得變壓器體積大、重量重。 第71頁/共84頁(1)

30、、能否讓調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)？導(dǎo)通時，電流大而管壓降?。唤刂箷r，管壓降高而電流趨于零。因此，總功耗很小，大大提高了效率(一般可達(dá)8090)。(2)、能否省去低頻工作的電源變壓器? 改用高頻變壓器(工作頻率提高到幾十kHz)，從而大大減小電源的體積和重量。 開關(guān)穩(wěn)壓電源正是基于上述改革思路而發(fā)明的新型穩(wěn)壓電源。已廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、電視機(jī)及其它電子設(shè)備中。 2 2 改進(jìn)思路改進(jìn)思路第72頁/共84頁開關(guān)調(diào)整管脈沖調(diào)制比較放大濾波電路采樣電路基準(zhǔn)電壓+- -UIUO+- -圖圖 開關(guān)型穩(wěn)壓電路框圖開關(guān)型穩(wěn)壓電路框圖第73頁/共84頁電路結(jié)構(gòu)1與串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路相比，增加了LC濾波電路、三角波發(fā)生器

31、和比較器C組成的控制電路。第74頁/共84頁脈沖寬度調(diào)制式開關(guān)型穩(wěn)壓電路1二、工作原理當(dāng) ut uA 時，uB = + UOPP，調(diào)整管飽和導(dǎo)通，iE 向負(fù)載提供電流，并將能量儲存在電感的磁場中；當(dāng) ut uA 時，uB = - - UOPP，調(diào)整管截止， iE = 0，電感釋放能量，產(chǎn)生的電流流過負(fù)載和二極管。圖圖 1第75頁/共84頁結(jié)論：調(diào)整管處于開關(guān)狀態(tài)，發(fā)射極電位是高低交替的脈沖波形，經(jīng) LC 濾波電路后，負(fù)載上得到較平滑的輸出電壓互感器 uO。圖圖1 電路的波形圖電路的波形圖第76頁/共84頁1 1、首先，將電網(wǎng)電壓、首先，將電網(wǎng)電壓(220V(220V、50Hz)50Hz)不經(jīng)電

32、源變壓器降壓而不經(jīng)電源變壓器降壓而直接整流成直流直接整流成直流高壓高壓( (一次整流，一次整流，ACDCACDC，輸出一般為，輸出一般為300300多伏多伏) ,) ,作為開關(guān)管的電源電壓。作為開關(guān)管的電源電壓。2 2、開關(guān)管在控制電路作用下，、開關(guān)管在控制電路作用下，時而導(dǎo)通時而截止，這樣又將直流高壓時而導(dǎo)通時而截止，這樣又將直流高壓“斬斬波波”成交流方波成交流方波( (這就是這就是DCACDCAC，即所謂的逆變器，即所謂的逆變器) )。斬波電壓經(jīng)一個高頻小。斬波電壓經(jīng)一個高頻小變壓器隔離、降壓，并經(jīng)二次整流后即可得到所需的直流電壓。變壓器隔離、降壓，并經(jīng)二次整流后即可得到所需的直流電壓。脈

33、沖寬度調(diào)制式開關(guān)型穩(wěn)壓電路2第77頁/共84頁4 4、例如，電網(wǎng)電壓不穩(wěn)使、例如，電網(wǎng)電壓不穩(wěn)使輸出直流輸出直流電壓電壓U Uo o增大，經(jīng)光耦合器隔離，誤差增大，經(jīng)光耦合器隔離，誤差放大器反相輸入端電壓增大，其輸出放大器反相輸入端電壓增大，其輸出減小。該電壓減小。該電壓(Uc+)(Uc+)與與Uc-Uc-的三角波比的三角波比較結(jié)果，會使其輸出電壓較結(jié)果，會使其輸出電壓(U(UG G) )的的占空占空比減小，比減小，如圖虛線所示，從而使如圖虛線所示，從而使VMOSVMOS導(dǎo)通時間減小，經(jīng)二次整流后取出方導(dǎo)通時間減小，經(jīng)二次整流后取出方波的平均值波的平均值(U(Uo o) )將隨之減小。將隨之減小。3 3、輸出電壓、輸出電壓U Uo o分壓后，經(jīng)光耦合分壓后，經(jīng)光耦合( (隔隔離離) )到誤差放大器反相端，與同相端基到誤差放大器反相端，與同相端基準(zhǔn)電壓比較放大后，輸出至比較器準(zhǔn)電壓比較放大后，輸出至比較器C C的的輸入端。比較器輸入端。比較器C C另一輸入端接三角波另一輸入端接三角波振蕩器的輸出，二者比較后得到振蕩器的輸出，二者比較后得到頻率頻率相同而占空比可調(diào)的脈沖波相同而占空比可調(diào)的脈沖波( (這一過程這一過程稱脈