2013-10-第十章-直流電源電路解析

引言晶體二極管及應(yīng)用電路晶體三極管及應(yīng)用電路場效應(yīng)管及基本放大電路放大電路的頻率響應(yīng)負反饋放大電路雙極型模擬集成電路雙般型模擬集成電路的分析與應(yīng)用MOS模擬集成電路直流電源電路電子電路的計算機輔助設(shè)計（自學）課程主要內(nèi)容問題：1.如何將50HZ、220V的交流電壓變?yōu)?V的直流電壓？2.為什么有的直流電源在電網(wǎng)電壓變化和負載變化時輸出電壓基本不變，而有的隨之變化？3.為什么市場上銷售的6V的直流電源接到收音機上，為什么有的聲音清晰，有的含有交流聲？第10章直流電源電路第10章直流電源電路10.1直流電源的組成10.2整流電路10.3濾波電路10.4穩(wěn)壓電路10.5集成穩(wěn)壓器（三端穩(wěn)壓器）第10章直流電源10.1直流電源的組成10.2整流電路10.3濾波電路10.4穩(wěn)壓電路10.5串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路10.6三端集成穩(wěn)壓電路10.1直流電源的組成直流電源中各單元作用：（1）電源變壓器：將電網(wǎng)交流電壓值降為所需要的值。（2）整流電路：將交流電變?yōu)槊}動的直流電。（3）濾波電路：利用儲能元件減小脈動。（4）穩(wěn)壓電路：負載變換、電網(wǎng)電壓變化時，輸出不變。概念：直流電源是能量轉(zhuǎn)換電路，將220V（或380V）50Hz的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。在分析電源電路時要特別考慮的兩個問題：(1)允許電網(wǎng)電壓波動±10％，(2)負載有一定的變化范圍。穩(wěn)壓電路的主要指標：1.輸出電壓2.輸出電流3.輸出功率4.穩(wěn)壓系數(shù)：表明電網(wǎng)電壓波動時電路的穩(wěn)壓性能。

在負載電阻不變時，輸出電壓相對變化量與輸入電壓變化量之比。5.輸出電阻：表明負載電流變化時電路的穩(wěn)壓性能。

在電網(wǎng)電壓不變時，負載變化引起的輸出電壓的變化量與輸出電流的變化量之比。6.紋波電壓：輸出電壓的交流分量。10.2整流電路研究的問題：1.電路的工作原理：二極管工作狀態(tài)、波形分析。2.輸出電壓和輸出電流的平均值：輸出為脈動的直流電壓。3.整流二極管的選擇：二極管承受的最大整流平均電流和最高反向工作電壓。1.單相橋式全波整流電路u2的正半周

A→D1→RL→D3→Bu2的負半周

B→D2→RL→D4→A四只管子如何接？說明：集成的橋式整流電路稱為整流堆。2.整流二極管的選擇10.3濾波電路一、電容濾波電路研究的問題：1.電路的工作原理：RC濾波電路的工作原理。2.濾波電容的選擇：C的確定依據(jù)。1.工作原理C越大，RL越大，τ放電將越大，曲線越平滑，脈動越小。放電充電

2.二極管的導(dǎo)通角導(dǎo)通角小到一定程度，難以選擇二極管！T/2問題：若RL

開路時，Uo1(AV)=？

若無電容時,Uo1(AV)=？

iD

3.濾波電容選擇4.優(yōu)缺點(1)簡單易行，輸出平均直流電壓高，C足夠大時交流分量較??；(2)不適于大電流負載。負載電流和濾波電容C的經(jīng)驗匹配選擇負載電流1A左右0.5～1A0.1～0.5A200～50mA50mA以下濾波電容/μF20001000500200～500200二、電感濾波電路

當回路電流減小時，感生電動勢的方向阻止電流的減小，從而增大二極管的導(dǎo)通角。三、復(fù)式濾波電路一、穩(wěn)壓管的伏安特性和主要參數(shù)穩(wěn)定電壓UZ：穩(wěn)壓管的擊穿電壓。穩(wěn)壓電流IZ、IZM：使穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的最小、最大電流。最大耗散功率PZM：允許的最大功率，PZM=IZMUZ。動態(tài)電阻rz：工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時，rz＝△U/△I。rZb-IZb-IZM10.4穩(wěn)壓電路二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理：三、主要指標1.輸出電壓UO＝UZ2.輸出電流ILmax－ILmin≤IZM－IZ3.穩(wěn)壓系數(shù)4.輸出電阻四、特點

簡單易行，穩(wěn)壓性能好。適用于輸出電壓固定，輸出電流變化范圍較小的場合。-IZb-IZM五、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計1.UI的選擇：為了具有較好的穩(wěn)壓性能，R應(yīng)取大些；但是若R大，則UI也要大，Sr將變大，穩(wěn)壓性能反而變差。

通常，UI＝（2～3）UZ2.穩(wěn)壓管的選擇:

UZ＝UO,IZM－IZ>ILmax－Ilmin3.限流電阻R的選擇：保證穩(wěn)壓管既穩(wěn)壓又不損壞。電網(wǎng)電壓最低且負載電流最大、穩(wěn)壓管的電流最小時滿足：電網(wǎng)電壓最高且負載電流最小、穩(wěn)壓管的電流最大時滿足：例題：已知輸出電壓為6V，負載電流為0～30mA。試選擇穩(wěn)壓管、限流電阻、濾波電容、整流二極管、變壓器副邊電壓有效值，電網(wǎng)電壓波動δ=±10％。分析：依次選擇穩(wěn)壓管、UI、R、C、U2、整流

二極管穩(wěn)壓管Dz：根據(jù)輸出電壓要求→穩(wěn)壓管UZ=6V，根據(jù)負載電流變化，要求IZM－IZ>ILmax－Ilmin=30mA2.整流輸出電壓：UI＝（2～3）UZ=（12～18）V1.輸出電壓、負載電流→穩(wěn)壓管，UZ=6V，2.整流輸出電壓UI＝（2～3）UZ=（12～18）V3.限流電阻R

根據(jù)輸出電壓UZ、負載和穩(wěn)壓管電流范圍、UI（1±10％），變壓器輸出電壓有效值UI其中RL’=R+rDZ//RL，T=50ms整流二極管的選擇考慮電網(wǎng)電壓波動δ=±10％

時，整流二極管的最大整流電流IF和最高反向工作電壓UR分別滿足5.濾波電容C：10.5串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)穩(wěn)壓電路框圖串聯(lián)穩(wěn)壓電路特點：電壓調(diào)節(jié)電路與輸出負載串聯(lián)。小結(jié)：輸出電壓僅與基準電壓有關(guān)，與負載變化和輸入電壓變化無關(guān)，所以輸出穩(wěn)定。串聯(lián)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓工作原理1（負載不變，輸入電壓波動時）串聯(lián)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓工作原理2（輸入電壓穩(wěn)定，負載波動時）10.6三端集成穩(wěn)壓電路輸出電壓：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V輸出電流：1.5A（W7800）、0.5A（W78M00）、0.1A（W78L00）2.基本應(yīng)用抵銷長線電感效應(yīng)，消除自激振蕩消除高頻噪聲使CO不通過穩(wěn)壓器放電一、W7800系列

1.簡介說明：輸入UI取值范圍需查閱芯片的相關(guān)參數(shù)。如7805，8V≤UI≤18V二、基準電壓源三端穩(wěn)壓器W107基準電壓源電路輸出電壓：Uo=1.25V三、三端集成穩(wěn)壓電路的應(yīng)用輸出電壓:1.提高輸出電壓的穩(wěn)壓電路2.可調(diào)輸出的三端穩(wěn)壓器典型電路輸出電壓:輸出電流:條件：復(fù)習與考試考試內(nèi)容：重點是各章的基本概念及其應(yīng)用考查什么？會看：電路的識別及定性分析。如是哪種電路：運算電路、有源濾波器、電壓比較器、波形發(fā)生電路、功率放大電路、電源……；又如放大倍數(shù)的大小、頻帶的寬窄、反饋性質(zhì)及其對放大電路性能的影響、輸出功率的大小……會算：電路的定量分析。如求解運算關(guān)系、電壓傳輸特性、輸出功率及效率、輸出電壓的可調(diào)范圍、輸出電壓波形及其頻率和幅值……會選：在已知需求情況下選擇電路形式，在已知功能情況下選擇元器件類型，在已知指標情況下選擇元器件的參數(shù)。如將正弦波變?yōu)榉讲?、產(chǎn)生100kHz的正弦波、輸出電壓為10～20V負載電流為3A的直流穩(wěn)壓電源……會調(diào)：

電路調(diào)試的方法及步驟，調(diào)整電路性能指標應(yīng)改變哪些元件參數(shù)、如何改變，電路故障的判斷和消除，等等。

如調(diào)整三角波振蕩電路的振蕩頻率和幅值達到預(yù)定值的方法和步驟、電路中某電阻斷路或短路對電路產(chǎn)生的影響、電路出現(xiàn)異常情況可能的原因……復(fù)習與考試怎樣復(fù)習以基本概念、基本電路、基本分析方法為主線概念和性能指標：每個術(shù)語的物理意義?；倦娐罚弘娐方Y(jié)構(gòu)特征，這是讀圖的基礎(chǔ)?；痉治龇椒ǎ和ǔ＃煌愋偷碾娐凡捎貌煌姆绞絹砻枋銎涔δ芎托阅苤笜?，不同類型電路的指標參數(shù)有不同的求解方法。如運算電路用運算關(guān)系式描述、電壓比較器用電壓傳輸特性描述、有源濾波器用幅頻特性描述、功率放大電路用最大輸出功率和效率描述、波形發(fā)生電路用輸出電壓波形及其周期和振幅描述、直流電源用輸出電壓和輸出電流來描述……怎樣復(fù)習注意綜合性：如非正弦波發(fā)生電路既含有運算電路（