整流電路和直流穩(wěn)壓電源課件

第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源6.2濾波電路6.3簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路6.1整流電路第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源6.2濾波電路6.3第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能6.1整流電路整流電路的作用:

將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電。

常見的整流電路：

半波、全波和橋式整流分析時(shí)可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無(wú)窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦?.1整流電路整流電路的作用:常見的整流電路：分析時(shí)uoOuDO6.1.1單相半波整流電路2.工作原理

u2

正半周，Ua>Ub，二極管D導(dǎo)通；工作波形

u2負(fù)半周，Ua<Ub，二極管D截止。1.電路結(jié)構(gòu)–++–aTrDuou2bRLiou2tOuoOuDO6.1.1單相半波整流電路2.工作原理3.輸出電壓、電流的大小整流電壓平均值Uo整流電流平均值Io–++–aTrDuou2bRLiouDOuoO3.輸出電壓、電流的大小整流電壓平均值Uo整流電流uoO流過(guò)二極管電流平均值ID每管承受的最高反向電壓UDRM–++–aTrDuou2bRLiouDO4.整流元件的參數(shù)計(jì)算及選擇選管時(shí)應(yīng)滿足：

IOM

≥ID，URM

≥

UDRM=uoO流過(guò)二極管電流平均值ID每管承受的最高反向電壓uoO5.變壓器容量計(jì)算–++–aTrDuou2bRLiouDO變壓器副側(cè)電流有效值I2輸出電流平均值I0uoO5.變壓器容量計(jì)算–++–aTrDuou2bR6.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u2

正半周，Ua>Ub，二極管D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－u26.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u26.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u2

負(fù)半周，Ua<Ub，二極管D2、D4

導(dǎo)通，D1、D3截止。工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－u2uD1uD36.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u2RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD3整流電壓平均值Uo整流電流平均值Io3.輸出電壓、電流的大小RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDRLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD3流過(guò)每管電流平均值ID每管承受的最高反向電壓UDRM4.整流元件的參數(shù)計(jì)算及選擇選管時(shí)應(yīng)滿足：

IOM

≥ID，URM

≥

UDRM=RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouD5.變壓器容量計(jì)算變壓器副側(cè)電流有效值I2輸出電流平均值I0RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD35.變壓器容量計(jì)算變壓器副側(cè)電流有效值I2輸出電流平均6.2濾波電路小功率直流穩(wěn)壓電源的組成u4u3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓6.2濾波電路小功率直流穩(wěn)壓電源的組成u4u3u2u1交

6.2.1電容濾波器

1.電路結(jié)構(gòu)2.工作原理

u2

>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電，uC

增加，uo=uC

。

u

2<uC時(shí)，二極管截止，電容通過(guò)負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。=uC

3.工作波形動(dòng)畫RLu2iouo1234ab+–+–iciuou2tOtO+C6.2.1電容濾波器

1.電路結(jié)構(gòu)2.4.電容濾波電路的特點(diǎn)(1)二極管的導(dǎo)通角減小。uou2tOtO4.電容濾波電路的特點(diǎn)(1)二極管的導(dǎo)通角減小。uou(T—電源電壓的周期)(2)輸出電壓的脈動(dòng)程度及平均值Uo與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。

RLC

越大電容器放電越慢輸出電壓的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算?。?/p>

Uo

=1.2U2(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

2（半波）為了得到比較平直的輸出電壓(T—電源電壓的周期)(2)輸出電壓的脈動(dòng)程度及平均值(3)外特性曲線有電容濾波無(wú)電容濾波0.9U2UooIO結(jié)論

采用電容濾波時(shí)，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場(chǎng)合。當(dāng)負(fù)載RL開路時(shí)，(3)外特性曲線有電容濾波無(wú)電容濾波0.9U26.3直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓u4uou3u2u16.3直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成交流電源負(fù)載變6.3直流穩(wěn)壓電源

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。

穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化無(wú)關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實(shí)際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

穩(wěn)壓電路是整個(gè)電子系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，也可以是一個(gè)獨(dú)立的電子部件。6.3直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)6.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.工作原理UO

=UZ

IR=IO+IDZUIUZRL(IO)IR設(shè)Uo'一定，負(fù)載RL變化UO

基本不變IR

(IRR)基本不變UO

(UZ

)IDZ1.電路+–Uo'RL+CIOUO+–+–u2IRRDZIDZ限流電阻穩(wěn)壓電路6.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.工作原理UO=UZUIUZUo'UZ設(shè)負(fù)載RL一定，Uo'變化UO

基本不變IRRIDZIRUO

=UZ

IR=IO+IDZ+–Uo'RL+CIOUO+–+–u2IRRDZIDZUIUZUo'UZ設(shè)負(fù)載RL一定，Uo'變化3.參數(shù)的選擇(1)UZ

=UO(2)Uo'

=(2~3)UO(3)為保證穩(wěn)壓管安全工作為保證穩(wěn)壓管正常工作適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。+–Uo'RL+CIOUO+–+–uIRRDZIz3.參數(shù)的選擇(1)UZ=UO(3)為保證穩(wěn)壓一、基本概念電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電位、參考點(diǎn)、電功率、電能、實(shí)際方向、參考方向（正方向）、電壓源、電流源第一章總結(jié)二、基本定律1、歐姆定律（無(wú)源電路、有源電路）2、基爾霍夫定律（KCL、KVL）三、分析方法1、支路電流法（列KCL、KVL方程）2、節(jié)點(diǎn)電壓法（支路多、節(jié)點(diǎn)少）3、疊加原理4、等效電源定理（戴維南、諾頓）一、基本概念電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電位、參考點(diǎn)、電功率、電能、例1：

電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，試用戴維南定理求電流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–USR0+_R3abI3ab注意：“等效”是指對(duì)端口外等效即用等效電源替代原來(lái)的二端網(wǎng)絡(luò)后，待求支路的電壓、電流不變。有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電源例1：電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R解：(1)斷開待求支路求等效電源的源電壓US

例1：電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，試用戴維南定理求電流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abR2U1IU2+–R1+–ab+U0–US=

U0=U2+I

R2=2+0.52

=3V或：US

=

U0=U1–I

R1=4–0.52

=3VI解：(1)斷開待求支路求等效電源的源電壓US例1：電路解：(2)求等效電源的內(nèi)阻R0

除去所有電源（理想電壓源短路，理想電流源開路）U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abR2R1abR0從a、b兩端看進(jìn)去，

R1和R2并聯(lián)求內(nèi)阻R0時(shí)，關(guān)鍵要弄清從a、b兩端看進(jìn)去時(shí)各電阻之間的串并聯(lián)關(guān)系。例1：電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，試用戴維南定理求電流I3。解：(2)求等效電源的內(nèi)阻R0U1I1U2I2R2I3R解：(3)畫出等效電路求電流I3U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–ab例1：電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，試用戴維南定理求電流I3。USR0+_R3abI3解：(3)畫出等效電路求電流I3U1I1U2I2R2I3一、電路如圖所示，已知求：（1）用戴維南定理求（2）A點(diǎn)電位；（3）恒壓源和恒流源的功率，判斷它們是電源還是負(fù)載，并說(shuō)明原因。ISR3UsR1AR2R4+-I3一、電路如圖所示，已知求：（1）用戴維南定理求（2）A點(diǎn)電位一、已知求：（1）用戴維南定理求ISR3UsR1AR2R4+-I3解：R3Us0AR0+-I3一、已知求：（1）用戴維南定理求ISR3UsR1AR2R4+一、已知求：（

2）A點(diǎn)電位；ISR3UsR1AR2R4+-I3解：一、已知求：（2）A點(diǎn)電位；ISR3UsR1AR2R4+-一、電路如圖所示，已知求：

（3）恒壓源和恒流源的功率，判斷它們是電源還是負(fù)載，并說(shuō)明原因。ISR3UsR1AR2R4+-I3解：一、電路如圖所示，已知求：（3）恒壓源和恒流源的功率，判斷二:電路如右圖所示,已知求：（1）用戴維南定理求（2）A點(diǎn)電位；（3）恒流源的功率，判斷它是電源還是負(fù)載。ISRRRUs+-IA解：二:電路如右圖所示,已知ISRRRUs+-IA解：第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源6.2濾波電路6.3簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路6.1整流電路第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源6.2濾波電路6.3第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓第6章整流電路和直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能6.1整流電路整流電路的作用:

將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電。

常見的整流電路：

半波、全波和橋式整流分析時(shí)可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無(wú)窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦?.1整流電路整流電路的作用:常見的整流電路：分析時(shí)uoOuDO6.1.1單相半波整流電路2.工作原理

u2

正半周，Ua>Ub，二極管D導(dǎo)通；工作波形

u2負(fù)半周，Ua<Ub，二極管D截止。1.電路結(jié)構(gòu)–++–aTrDuou2bRLiou2tOuoOuDO6.1.1單相半波整流電路2.工作原理3.輸出電壓、電流的大小整流電壓平均值Uo整流電流平均值Io–++–aTrDuou2bRLiouDOuoO3.輸出電壓、電流的大小整流電壓平均值Uo整流電流uoO流過(guò)二極管電流平均值ID每管承受的最高反向電壓UDRM–++–aTrDuou2bRLiouDO4.整流元件的參數(shù)計(jì)算及選擇選管時(shí)應(yīng)滿足：

IOM

≥ID，URM

≥

UDRM=uoO流過(guò)二極管電流平均值ID每管承受的最高反向電壓uoO5.變壓器容量計(jì)算–++–aTrDuou2bRLiouDO變壓器副側(cè)電流有效值I2輸出電流平均值I0uoO5.變壓器容量計(jì)算–++–aTrDuou2bR6.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u2

正半周，Ua>Ub，二極管D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－u26.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u26.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u2

負(fù)半周，Ua<Ub，二極管D2、D4

導(dǎo)通，D1、D3截止。工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－u2uD1uD36.1.2單相橋式整流電路2.工作原理u2RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD3整流電壓平均值Uo整流電流平均值Io3.輸出電壓、電流的大小RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDRLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD3流過(guò)每管電流平均值ID每管承受的最高反向電壓UDRM4.整流元件的參數(shù)計(jì)算及選擇選管時(shí)應(yīng)滿足：

IOM

≥ID，URM

≥

UDRM=RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouD5.變壓器容量計(jì)算變壓器副側(cè)電流有效值I2輸出電流平均值I0RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD35.變壓器容量計(jì)算變壓器副側(cè)電流有效值I2輸出電流平均6.2濾波電路小功率直流穩(wěn)壓電源的組成u4u3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓6.2濾波電路小功率直流穩(wěn)壓電源的組成u4u3u2u1交

6.2.1電容濾波器

1.電路結(jié)構(gòu)2.工作原理

u2

>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電，uC

增加，uo=uC

。

u

2<uC時(shí)，二極管截止，電容通過(guò)負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。=uC

3.工作波形動(dòng)畫RLu2iouo1234ab+–+–iciuou2tOtO+C6.2.1電容濾波器

1.電路結(jié)構(gòu)2.4.電容濾波電路的特點(diǎn)(1)二極管的導(dǎo)通角減小。uou2tOtO4.電容濾波電路的特點(diǎn)(1)二極管的導(dǎo)通角減小。uou(T—電源電壓的周期)(2)輸出電壓的脈動(dòng)程度及平均值Uo與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。

RLC

越大電容器放電越慢輸出電壓的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算取：

Uo

=1.2U2(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

2（半波）為了得到比較平直的輸出電壓(T—電源電壓的周期)(2)輸出電壓的脈動(dòng)程度及平均值(3)外特性曲線有電容濾波無(wú)電容濾波0.9U2UooIO結(jié)論

采用電容濾波時(shí)，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場(chǎng)合。當(dāng)負(fù)載RL開路時(shí)，(3)外特性曲線有電容濾波無(wú)電容濾波0.9U26.3直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓u4uou3u2u16.3直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成交流電源負(fù)載變6.3直流穩(wěn)壓電源

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。

穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化無(wú)關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實(shí)際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

穩(wěn)壓電路是整個(gè)電子系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，也可以是一個(gè)獨(dú)立的電子部件。6.3直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)6.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.工作原理UO

=UZ

IR=IO+IDZUIUZRL(IO)IR設(shè)Uo'一定，負(fù)載RL變化UO

基本不變IR

(IRR)基本不變UO

(UZ

)IDZ1.電路+–Uo'RL+CIOUO+–+–u2IRRDZIDZ限流電阻穩(wěn)壓電路6.3.1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2.工作原理UO=UZUIUZUo'UZ設(shè)負(fù)載RL一定，Uo'變化UO

基本不變IRRIDZIRUO

=UZ

IR=IO+IDZ+–Uo'RL+CIOUO+–+–u2IRRDZIDZUIUZUo'UZ設(shè)負(fù)載RL一定，Uo'變化3.參數(shù)的選擇(1)UZ

=UO(2)Uo'

=(2~3)UO(3)為保證穩(wěn)壓管安全工作為保證穩(wěn)壓管正常工作適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。+–Uo'RL+CIOUO+–+–uIRRDZIz3.參數(shù)的選擇(1)UZ=UO(3)為保證穩(wěn)壓一、基本概念電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電位、參考點(diǎn)、電功率、電能、實(shí)際方向、參考方向（正方向）、電壓源、電流源第一章總結(jié)二、基本定律1、歐姆定律（無(wú)源電路、有源電路）2、基爾霍夫定律（KCL、KVL）三、分析方法1、支路電流法（列KCL、KVL方程）2、節(jié)點(diǎn)電壓法（支路多、節(jié)點(diǎn)少）3、疊加原理4、等效電源定理（戴維南、諾頓）一、基本概念電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電位、參考點(diǎn)、電功率、電能、例1：

電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，試用戴維南定理求電流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–USR0+_R3abI3ab注意：“等效”是指對(duì)端口外等效即用等效電源替代原來(lái)的二端網(wǎng)絡(luò)后，待求支路的電壓、電流不變。有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電源例1：電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R解：(1)斷開待求支路求等效電源的源電壓US

例1：電路如圖，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，試用戴維南定理求電流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abR2U1IU2+–R1+–ab+U0–US=

U0=U2+I

R2=2+0.52

=3V或：US

=

U0=U