電子技術(shù)課件-直流穩(wěn)壓電源

電子技術(shù)張振英2015年5月鷹潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院江銅校區(qū)電子技術(shù)張振英鷹潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院江銅校區(qū)第六章：直流穩(wěn)壓電源1、整流電路2、濾波電路3、穩(wěn)壓電源4、單相可控整流電路一、本章主要內(nèi)容二、本章學(xué)習(xí)要點1、直流穩(wěn)壓電源電路的基本組成及其工作原理2、集成穩(wěn)壓器的特點、性能指標(biāo)及其應(yīng)用電路3、單相半控及單相橋式可控整流電路的構(gòu)成及工作原理第六章：直流穩(wěn)壓電源1、整流電路濾波整流穩(wěn)壓變壓器電網(wǎng)電壓負載組成框圖

將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。OtuOtuOtu220V單向(直流)脈動電壓降壓：合適的交流電壓OtuOtu濾除脈動:平滑直流進一步消除紋波第六章：直流穩(wěn)壓電源濾波整流穩(wěn)壓變壓器電網(wǎng)電壓負組成框圖將交流電網(wǎng)電壓6.1

整流電路整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。

常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱悖聪螂娮铻闊o窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦噪娮蛹夹g(shù)6.1整流電路整流電路的作用:常見的整流電路：分析時1、單相半波整流電路to23u2to23uLto23iF=iL~+uL–ＶRLu2iF1）整流輸出電壓平均值2）二極管平均電流3）二極管最大反向電壓-u2+u2優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用元件少缺點：輸出電壓脈動小，電源利用率低to23uDuD1、單相半波整流電路to23u2to23uL2、單相橋式整流電路RLiLV4V3V2V1u2u1輸入正半周輸入負半周V3RLV4V2V1u1u2（1）工作原理to23u2to23uLto23iF=iLto23uD1iL+uL+uL2、單相橋式整流電路RLiLV4V3V2V1u2u1輸入正半⑵輸出平均電壓Uo輸出平均電流⑶二極管的選擇二極管上的平均電流：二極管上的最高反向電壓：2、單相橋式整流電路⑵輸出平均電壓Uo輸出平均電流⑶二極管的選擇二極管上的平簡化畫法+uLRLiL~+u2習(xí)慣畫法2、單相橋式整流電路橋式整流電路的優(yōu)點：(1)輸出直流電壓高；

(2)脈動較??；（半波S=1.57，全波S=0.67

(3)二極管承受的最大反向電壓較低；

(4)電源變壓器得到充分利用。簡化畫法+RLiL~+習(xí)慣畫法2、單相橋式整流電路橋式整流電例：在橋式整流電路中，已知變壓器副邊電壓有效值V2=30V，負載電阻RL=100Ω，求：（1）輸出電壓與輸出電流平均值各是多少？解:輸出電壓平均值輸出電流平均值6.1

整流電路例：在橋式整流電路中，已知變壓器副邊電壓有效值V2=30V，二極管的最大整流平均電流ID應(yīng)滿足二極管的最高反向電壓VRM應(yīng)滿足（2）當(dāng)電網(wǎng)電壓波動范圍為±10%，二極管的最大整流平均電流ID與最高反向工作電壓VRM至少應(yīng)選取多少？解:6.1

整流電路二極管的最大整流平均電流ID應(yīng)滿足二極管的最高反向電壓VRMu1u2TrD4D2D1D3RLuoabto+-io問題與討論單相橋式整流電路中，若D2發(fā)生開路，短路，或反接三種情況，電路中將會發(fā)生什么問題？⑴D2開路：相當(dāng)于半波整流，Uo=0.45U2⑵D2短路：Uo=0，將變壓器副邊短路，燒壞繞組和管子⑶D2反接：Uo=0，將變壓器副邊短路，燒壞繞組和管子u1u2TrD4D2D1D3RLuoabto+-io問題與討6.2

濾波電路

交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成份又有交流成份。

濾波原理：濾波電路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，達到平滑輸出電壓波形的目的。方法：將電容與負載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負載RL串聯(lián))。6.2濾波電路交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直

6.2.1電容濾波電路

1.電路結(jié)構(gòu)2.工作原理

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

增加，uo=uC

。

u<uC時，二極管截止，電容通過負載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。+Cici–++–aDuoubRLio=uC

3.工作波形二極管承受的最高反向電壓為。uoutOtO6.2.1電容濾波電路

1.電路結(jié)構(gòu)2.4.電容濾波電路的特點(1)輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放電時間常數(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。

為了得到比較平直的輸出電壓近似估算取：

Uo

=1.2U(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）當(dāng)負載RL開路時，UO

6.2.1

電容濾波電路4.電容濾波電路的特點(1)輸出電壓的脈動程度與平均值1、電感濾波RLL~+u2整流后的輸出電壓：直流分量被電感L短路交流分量主要降在L上負載電流越大，電感量越大，濾波效果越好6.2.2其它形式的濾波電路

當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時，線圈中產(chǎn)生自感電勢阻礙電流的變化,使負載電流和電壓的脈動減小。

對直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波分量:f

越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負載上得到比較平滑的直流電壓。1、電感濾波RLL~+整流后的輸出電壓：直流分量被電感L2.LC-Г型濾波電路RLL~+u2C6.2.2其它形式的濾波電路LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動較小的場合，用于高頻時更為合適。2.LC-Г型濾波電路RLL~+C6.2.2其它形式的3、形LC濾波器

濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。

比形LC濾波器的體積小、成本低。LuRLuo++––~+C2+C14、形RC濾波器RuRLuo++––~+C2+C1

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R大將使直流壓降增加，主要適用于負載電流較小而又要求輸出電壓脈動很小的場合。6.2.2其它形式的濾波電路3、形LC濾波器濾波效果比LC濾波器更好，但6.3直流穩(wěn)壓電源

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負載提供穩(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、負載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實際上，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)壓電路是整個電子系統(tǒng)的一個組成部分，也可以是一個獨立的電子部件。6.3直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負6.3.1線性穩(wěn)壓電路電路組成ILRL+UL~+u2CVR簡單穩(wěn)壓電路（又稱“并聯(lián)穩(wěn)壓電路”）穩(wěn)壓原理IR（1）負載不變，電網(wǎng)電壓變化+-UiUi↑→UL↑→Iz↑→IR↑→UR↑→UL↓（2）電網(wǎng)電壓不變，負載變化IzRL↓

→UL↓

→Iz↓

→IR↓

→UR↓

→UL↑小結(jié)：利用穩(wěn)壓管電流的變化，引起限流電阻R兩端電壓的變化，從而達到穩(wěn)壓的目的。特點：電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計制作容易，但穩(wěn)壓性能較差，輸出電壓受穩(wěn)壓管自身參數(shù)的限制。1、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路6.3.1線性穩(wěn)壓電路電路組成ILRL+~+CVR簡電路參數(shù)的選擇(1)UZ

=UO(2)IZM=(1.5~3)ICM(3)UI

=(2~3)UO(4)

適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負載變動不大的場合。電子技術(shù)1、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路電路參數(shù)的選擇(1)UZ=UO(4)2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

電路結(jié)構(gòu)：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分組成。UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1調(diào)整元件比較放大基準(zhǔn)電壓取樣電路2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路電路結(jié)構(gòu)：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較穩(wěn)壓過程：UITR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1

由電路圖可知

當(dāng)由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電壓UO升高時，有如下穩(wěn)壓過程：UOUfUBICUCEUO2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓過程：UITR2UZRLUO+–R3++––+UB+–2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1

輸出電壓Z211O)(1URRRU++='''調(diào)節(jié)Rw可以改變輸出電壓輸出電壓調(diào)節(jié)范圍？2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍UiTR2UZRLUO3、集成穩(wěn)壓器單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。分類三端穩(wěn)壓器輸出正電壓78XX輸出負電壓79XXXX兩位數(shù)字為輸出電壓值輸出可調(diào)電壓（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）LM317正電壓LM337負電壓輸出固定電壓3、集成穩(wěn)壓器單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈固定正壓輸出集成穩(wěn)壓器，國標(biāo)型號為CW78--/CW78M--/CW78L--固定負壓輸出集成穩(wěn)壓器，國標(biāo)型號為CW79--/CW79M--/CW79L--型號中的××表示該電路輸出電壓值，分別為±5V，±6V，±9V，±12V，±15V，±18V，±24V共七種3、集成穩(wěn)壓器固定正壓輸出集成穩(wěn)壓器，國標(biāo)型號為CW78--/CW78M-1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端CW7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端CW7900系列穩(wěn)壓器外形123

外形及引腳功能1端:輸入端CW7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共

1、輸出為固定電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用+_CoW7800CIUI+_Uo1320.1~1F1μF用來抵消輸入端接線較長時的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。為了瞬時增減負載電流時，不致引起輸出電壓有較大的波動。即用來改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)。輸入與輸出之間的電壓不得低于3V！1、輸出為固定電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用+CoW7802、同時輸出正、負電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用2、同時輸出正、負電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用23220V

24V+C

24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO–15V1F1F0.33F0.33F1000F1000F電子技術(shù)三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用23220V24V+C24V+CW7815Ci+15V1COW78XXCIUI+_+_UO132UXXUZRDZUXX:為W78XX固定輸出電壓

UO=UXX+UZ3、提高輸出電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用COW78XXCIUI++UO132UXXUZRDZUXX4、提高輸出電流的電路COW78XXCiUI+_+_UO123RURICI2IOT+–IO=I2+ICI1=IR+IB

當(dāng)IO較小時，UR較小，T截止，IC=0。

當(dāng)IO>

IOM時，UR較大，T導(dǎo)通，IO=IOM+IC三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用4、提高輸出電流的電路COW78XXCiUI++UO123R2、三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路（1）基本應(yīng)用電路正壓輸出負壓輸出輸出電壓：（2）提高輸出電壓的應(yīng)用電路2、三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路（1）基本應(yīng)用電路正壓輸出負壓輸出2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路+-++++----+--+ULUzUBE2UBE1UCE1V2R1R2R3R4RpRLV1VzC2（B1）Ui晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路UB2取樣電路1、電路組成：基準(zhǔn)電路比較放大電路調(diào)整電路UB1取樣電路基準(zhǔn)電路比較放大管調(diào)整管2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路+-++++----+--+ULUzUUL↑→UB2↑→UBE2↑→IB2↑→UC2（UB1）↓→UCE1↑（RL↓）UL↓2、穩(wěn)壓原理概括為：UL↓→UCE1↓UL↑UL↑→UCE1↑UL↓反之，概括為：當(dāng)電網(wǎng)電壓升高或RL增大時，輸出電壓有上升的趨勢，其穩(wěn)壓過程如下：2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路UL↑→UB2↑→UBE2↑→IB2↑→UC2（UB1）↓→3、輸出電壓的調(diào)節(jié)當(dāng)忽略V2管的基極電流時忽略UBE2，上式整理得改變抽頭位置，即可調(diào)節(jié)輸出電壓UL的大小4、調(diào)整管的選用（1）管壓降UCE應(yīng)適當(dāng)，一般取3～8V

（2）極限參數(shù)應(yīng)滿足ICM≥1.5ILM

U（BR）CEO≥Uimax-ULmin

PCM≥1.5ILmaxU（BR）CEO其中，

Uimin——最小輸入電壓，考慮電網(wǎng)電壓允許±10%的波動，Uimax=1.1Ui（V）ILM——最大負載電流（A）

ULmin——最小輸出電壓（v）2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路3、輸出電壓的調(diào)節(jié)當(dāng)忽略V2管的基極電流時忽略UBE2，上式【例】在帶放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路中，已知基準(zhǔn)電壓UZ=6V，R1=RP=R2=300Ω，調(diào)整管的管壓降UCE不小于2V，UBE忽略不計。求：（1）穩(wěn)壓電路輸出電壓UL的調(diào)節(jié)范圍。解：（1）當(dāng)RP滑到最上端時，輸出電壓最小當(dāng)RP滑到最下端時，輸出電壓最大所以，輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍是：9V≤UL≤18V（2）RP滑動觸點位于中點時的UL。（3）為使調(diào)整管能正常工作，變壓器二次側(cè)電壓有效值U2至少應(yīng)取多少？（2）RP滑動觸點位于中點時，（3）因為三極管UCE不小于2V，要求穩(wěn)壓電路輸入電壓至少為變壓器二次側(cè)電壓的有效值為：

Ui=ULmax+UCE=20V≈1.2U2【例】在帶放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路中，已知基準(zhǔn)電

晶閘管是在晶體管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種大功率半導(dǎo)體器件。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴展到強電領(lǐng)域。

晶閘管也像半導(dǎo)體二極管那樣具有單向?qū)щ娦裕膶?dǎo)通時間是可控的，主要用于整流、逆變、調(diào)壓及開關(guān)等方面。

體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維修簡單、操作方便、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。

優(yōu)點：6.4單相可控整流電路

一、晶閘管體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維修簡單、操

晶閘管是用硅材料制成的半導(dǎo)體器件，它有三種結(jié)構(gòu)形式：螺栓式、平板式和塑料封裝式。平板式又分為風(fēng)冷平板式和水冷平板式。電子技術(shù)6.4.1晶閘管晶閘管是用硅材料制成的半導(dǎo)體器件，它有三種結(jié)構(gòu)形式：螺6.4.1晶閘管PPNNA陽極K陰極G門極AKG晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號1.結(jié)構(gòu)、符號6.4.1晶閘管PPNNA陽極K陰極G門極AKGP1P2N1N2K

GA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個晶體管的組合+KA

T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK6.4.1晶閘管P1P2N1N2KGA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個晶2.晶閘管工作原理T1T2A

在極短時間內(nèi)使兩個三極管均飽和導(dǎo)通，此過程稱觸發(fā)導(dǎo)通。形成正反饋過程KGEA>0、EG>0EGEA+_R電子技術(shù)2.晶閘管工作原理T1T2A在極短時間內(nèi)使兩晶閘管導(dǎo)通條件1.晶閘管陽極電路(陽極與陰極之間)施加正向電壓。2.晶閘管控制電路(控制極與陰極之間)加正向電壓或正向脈沖(正向觸發(fā)電壓)。

晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用。

依靠正反饋，晶閘管仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管關(guān)斷條件1.必須使可控硅陽極電流減小,直到正反饋效應(yīng)不能維持。2.將陽極電源斷開或者在晶閘管的陽極和陰極間加反相電壓。3.晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷條件晶閘管導(dǎo)通條件1.晶閘管陽極電路(陽極與陰極之間)施加正向4.晶閘管型號及其含義導(dǎo)通時平均電壓組別共九級,用字母A~I表示0.4~1.2V額定電壓,用百位或千位數(shù)表示取UFRM或URRM較小者額定正向平均電流(IF)（晶閘管類型）P--普通晶閘管K--快速晶閘管S--雙向晶閘管

晶閘管KP普通型如KP5-7表示額定正向平均電流為5A,額定電壓為700V。4.晶閘管型號及其含義導(dǎo)通時平均電壓組別額定電壓,用百6.4.2單相可控整流電路1.單相半波可控整流電阻性負載(1)

電路組成uuoRL+–+uT+––Tio

u

>0時：若ug=0，晶閘管不導(dǎo)通，控制極加觸發(fā)信號，晶閘管承受正向電壓導(dǎo)通，u

<0時:

晶閘管承受反向電壓不導(dǎo)通,

uo=0,uT=u，故稱可控整流。6.4.2單相可控整流電路1.單相半波可控整流電阻性6.4.2單相可控整流電路(2)

工作原理tO2tOt1u

>0時:

加觸發(fā)信號，晶閘管承受正向電壓導(dǎo)通u

<

0時:

可控硅承受反向電壓不導(dǎo)通即：晶閘管反向阻斷6.4.2單相可控整流電路(2)工作原理tOtO

接電阻負載時單相半波可控整流電路電壓、電流波形控制角t1tOtOt22tO導(dǎo)通角(3)電路波形tO接電阻負載時控制角t1tOtOt(4)整流輸出電壓及電流的平均值由公式可知：改變控制角，可改變輸出電壓Uo。(4)整流輸出電壓及電流的平均值由公式可知：改變控制角，可2.單相半控橋式整流電路

電路組成

工作原理T1和D2承受正向電壓。T1控制極加觸發(fā)電壓,則T1和D2導(dǎo)通，電流的通路為T1、T2晶閘管D1、D2晶體管aRLD2T1b(1)電壓u

為正半周時io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–b此時，T2和D1均承受反向電壓而截止。2.單相半控橋式整流電路電路組成工作原理io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–bT2和D1承受正向電壓。T2控制極加觸發(fā)電壓,則T2和D1導(dǎo)通，電流的通路為(2)電壓u

為負半周時bRLD1T2a此時，T1和D2均承受反向電壓而截止。2.單相半控橋式整流電路io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–bttOtO

電路波形2tO2.單相半控橋式整流電路ttOtO電路波形2tO2.單相半控輸出電壓及電流的平均值2.單相半控橋式整流電路輸出電壓及電流的平均值2.單相半控橋式整流電路思考題1.晶閘管有兩種工作狀態(tài)：導(dǎo)通和截止，二極管也有二種工作狀態(tài)，導(dǎo)通和截止，那么晶閘管的工作狀態(tài)和二極管的工作狀態(tài)有什么不同？可控硅的導(dǎo)通是可控的2.分析下列兩個電路，在開關(guān)S接通后又斷開時，燈泡的明暗情況有何不同？（設(shè)兩個電路元件參數(shù)完全相同）G1G2RS(A圖)G2RSV(B圖)燈亮燈滅思考題1.晶閘管有兩種工作狀態(tài)：導(dǎo)通和截止，二極管也有再見

電子技術(shù)再見電子技術(shù)

電子技術(shù)張振英2015年5月鷹潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院江銅校區(qū)電子技術(shù)張振英鷹潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院江銅校區(qū)第六章：直流穩(wěn)壓電源1、整流電路2、濾波電路3、穩(wěn)壓電源4、單相可控整流電路一、本章主要內(nèi)容二、本章學(xué)習(xí)要點1、直流穩(wěn)壓電源電路的基本組成及其工作原理2、集成穩(wěn)壓器的特點、性能指標(biāo)及其應(yīng)用電路3、單相半控及單相橋式可控整流電路的構(gòu)成及工作原理第六章：直流穩(wěn)壓電源1、整流電路濾波整流穩(wěn)壓變壓器電網(wǎng)電壓負載組成框圖

將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。OtuOtuOtu220V單向(直流)脈動電壓降壓：合適的交流電壓OtuOtu濾除脈動:平滑直流進一步消除紋波第六章：直流穩(wěn)壓電源濾波整流穩(wěn)壓變壓器電網(wǎng)電壓負組成框圖將交流電網(wǎng)電壓6.1

整流電路整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。

常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦噪娮蛹夹g(shù)6.1整流電路整流電路的作用:常見的整流電路：分析時1、單相半波整流電路to23u2to23uLto23iF=iL~+uL–ＶRLu2iF1）整流輸出電壓平均值2）二極管平均電流3）二極管最大反向電壓-u2+u2優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用元件少缺點：輸出電壓脈動小，電源利用率低to23uDuD1、單相半波整流電路to23u2to23uL2、單相橋式整流電路RLiLV4V3V2V1u2u1輸入正半周輸入負半周V3RLV4V2V1u1u2（1）工作原理to23u2to23uLto23iF=iLto23uD1iL+uL+uL2、單相橋式整流電路RLiLV4V3V2V1u2u1輸入正半⑵輸出平均電壓Uo輸出平均電流⑶二極管的選擇二極管上的平均電流：二極管上的最高反向電壓：2、單相橋式整流電路⑵輸出平均電壓Uo輸出平均電流⑶二極管的選擇二極管上的平簡化畫法+uLRLiL~+u2習(xí)慣畫法2、單相橋式整流電路橋式整流電路的優(yōu)點：(1)輸出直流電壓高；

(2)脈動較小；（半波S=1.57，全波S=0.67

(3)二極管承受的最大反向電壓較低；

(4)電源變壓器得到充分利用。簡化畫法+RLiL~+習(xí)慣畫法2、單相橋式整流電路橋式整流電例：在橋式整流電路中，已知變壓器副邊電壓有效值V2=30V，負載電阻RL=100Ω，求：（1）輸出電壓與輸出電流平均值各是多少？解:輸出電壓平均值輸出電流平均值6.1

整流電路例：在橋式整流電路中，已知變壓器副邊電壓有效值V2=30V，二極管的最大整流平均電流ID應(yīng)滿足二極管的最高反向電壓VRM應(yīng)滿足（2）當(dāng)電網(wǎng)電壓波動范圍為±10%，二極管的最大整流平均電流ID與最高反向工作電壓VRM至少應(yīng)選取多少？解:6.1

整流電路二極管的最大整流平均電流ID應(yīng)滿足二極管的最高反向電壓VRMu1u2TrD4D2D1D3RLuoabto+-io問題與討論單相橋式整流電路中，若D2發(fā)生開路，短路，或反接三種情況，電路中將會發(fā)生什么問題？⑴D2開路：相當(dāng)于半波整流，Uo=0.45U2⑵D2短路：Uo=0，將變壓器副邊短路，燒壞繞組和管子⑶D2反接：Uo=0，將變壓器副邊短路，燒壞繞組和管子u1u2TrD4D2D1D3RLuoabto+-io問題與討6.2

濾波電路

交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成份又有交流成份。

濾波原理：濾波電路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，達到平滑輸出電壓波形的目的。方法：將電容與負載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負載RL串聯(lián))。6.2濾波電路交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直

6.2.1電容濾波電路

1.電路結(jié)構(gòu)2.工作原理

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

增加，uo=uC

。

u<uC時，二極管截止，電容通過負載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。+Cici–++–aDuoubRLio=uC

3.工作波形二極管承受的最高反向電壓為。uoutOtO6.2.1電容濾波電路

1.電路結(jié)構(gòu)2.4.電容濾波電路的特點(1)輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放電時間常數(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。

為了得到比較平直的輸出電壓近似估算?。?/p>

Uo

=1.2U(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）當(dāng)負載RL開路時，UO

6.2.1

電容濾波電路4.電容濾波電路的特點(1)輸出電壓的脈動程度與平均值1、電感濾波RLL~+u2整流后的輸出電壓：直流分量被電感L短路交流分量主要降在L上負載電流越大，電感量越大，濾波效果越好6.2.2其它形式的濾波電路

當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時，線圈中產(chǎn)生自感電勢阻礙電流的變化,使負載電流和電壓的脈動減小。

對直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波分量:f

越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負載上得到比較平滑的直流電壓。1、電感濾波RLL~+整流后的輸出電壓：直流分量被電感L2.LC-Г型濾波電路RLL~+u2C6.2.2其它形式的濾波電路LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動較小的場合，用于高頻時更為合適。2.LC-Г型濾波電路RLL~+C6.2.2其它形式的3、形LC濾波器

濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。

比形LC濾波器的體積小、成本低。LuRLuo++––~+C2+C14、形RC濾波器RuRLuo++––~+C2+C1

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R大將使直流壓降增加，主要適用于負載電流較小而又要求輸出電壓脈動很小的場合。6.2.2其它形式的濾波電路3、形LC濾波器濾波效果比LC濾波器更好，但6.3直流穩(wěn)壓電源

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負載提供穩(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、負載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實際上，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)壓電路是整個電子系統(tǒng)的一個組成部分，也可以是一個獨立的電子部件。6.3直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負6.3.1線性穩(wěn)壓電路電路組成ILRL+UL~+u2CVR簡單穩(wěn)壓電路（又稱“并聯(lián)穩(wěn)壓電路”）穩(wěn)壓原理IR（1）負載不變，電網(wǎng)電壓變化+-UiUi↑→UL↑→Iz↑→IR↑→UR↑→UL↓（2）電網(wǎng)電壓不變，負載變化IzRL↓

→UL↓

→Iz↓

→IR↓

→UR↓

→UL↑小結(jié)：利用穩(wěn)壓管電流的變化，引起限流電阻R兩端電壓的變化，從而達到穩(wěn)壓的目的。特點：電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計制作容易，但穩(wěn)壓性能較差，輸出電壓受穩(wěn)壓管自身參數(shù)的限制。1、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路6.3.1線性穩(wěn)壓電路電路組成ILRL+~+CVR簡電路參數(shù)的選擇(1)UZ

=UO(2)IZM=(1.5~3)ICM(3)UI

=(2~3)UO(4)

適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負載變動不大的場合。電子技術(shù)1、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路電路參數(shù)的選擇(1)UZ=UO(4)2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

電路結(jié)構(gòu)：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分組成。UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1調(diào)整元件比較放大基準(zhǔn)電壓取樣電路2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路電路結(jié)構(gòu)：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較穩(wěn)壓過程：UITR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1

由電路圖可知

當(dāng)由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電壓UO升高時，有如下穩(wěn)壓過程：UOUfUBICUCEUO2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓過程：UITR2UZRLUO+–R3++––+UB+–2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1

輸出電壓Z211O)(1URRRU++='''調(diào)節(jié)Rw可以改變輸出電壓輸出電壓調(diào)節(jié)范圍？2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍UiTR2UZRLUO3、集成穩(wěn)壓器單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。分類三端穩(wěn)壓器輸出正電壓78XX輸出負電壓79XXXX兩位數(shù)字為輸出電壓值輸出可調(diào)電壓（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）LM317正電壓LM337負電壓輸出固定電壓3、集成穩(wěn)壓器單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈固定正壓輸出集成穩(wěn)壓器，國標(biāo)型號為CW78--/CW78M--/CW78L--固定負壓輸出集成穩(wěn)壓器，國標(biāo)型號為CW79--/CW79M--/CW79L--型號中的××表示該電路輸出電壓值，分別為±5V，±6V，±9V，±12V，±15V，±18V，±24V共七種3、集成穩(wěn)壓器固定正壓輸出集成穩(wěn)壓器，國標(biāo)型號為CW78--/CW78M-1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端CW7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端CW7900系列穩(wěn)壓器外形123

外形及引腳功能1端:輸入端CW7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共

1、輸出為固定電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用+_CoW7800CIUI+_Uo1320.1~1F1μF用來抵消輸入端接線較長時的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。為了瞬時增減負載電流時，不致引起輸出電壓有較大的波動。即用來改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)。輸入與輸出之間的電壓不得低于3V！1、輸出為固定電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用+CoW7802、同時輸出正、負電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用2、同時輸出正、負電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用23220V

24V+C

24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO–15V1F1F0.33F0.33F1000F1000F電子技術(shù)三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用23220V24V+C24V+CW7815Ci+15V1COW78XXCIUI+_+_UO132UXXUZRDZUXX:為W78XX固定輸出電壓

UO=UXX+UZ3、提高輸出電壓的電路三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用COW78XXCIUI++UO132UXXUZRDZUXX4、提高輸出電流的電路COW78XXCiUI+_+_UO123RURICI2IOT+–IO=I2+ICI1=IR+IB

當(dāng)IO較小時，UR較小，T截止，IC=0。

當(dāng)IO>

IOM時，UR較大，T導(dǎo)通，IO=IOM+IC三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用4、提高輸出電流的電路COW78XXCiUI++UO123R2、三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路（1）基本應(yīng)用電路正壓輸出負壓輸出輸出電壓：（2）提高輸出電壓的應(yīng)用電路2、三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路（1）基本應(yīng)用電路正壓輸出負壓輸出2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路+-++++----+--+ULUzUBE2UBE1UCE1V2R1R2R3R4RpRLV1VzC2（B1）Ui晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路UB2取樣電路1、電路組成：基準(zhǔn)電路比較放大電路調(diào)整電路UB1取樣電路基準(zhǔn)電路比較放大管調(diào)整管2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路+-++++----+--+ULUzUUL↑→UB2↑→UBE2↑→IB2↑→UC2（UB1）↓→UCE1↑（RL↓）UL↓2、穩(wěn)壓原理概括為：UL↓→UCE1↓UL↑UL↑→UCE1↑UL↓反之，概括為：當(dāng)電網(wǎng)電壓升高或RL增大時，輸出電壓有上升的趨勢，其穩(wěn)壓過程如下：2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路UL↑→UB2↑→UBE2↑→IB2↑→UC2（UB1）↓→3、輸出電壓的調(diào)節(jié)當(dāng)忽略V2管的基極電流時忽略UBE2，上式整理得改變抽頭位置，即可調(diào)節(jié)輸出電壓UL的大小4、調(diào)整管的選用（1）管壓降UCE應(yīng)適當(dāng)，一般取3～8V

（2）極限參數(shù)應(yīng)滿足ICM≥1.5ILM

U（BR）CEO≥Uimax-ULmin

PCM≥1.5ILmaxU（BR）CEO其中，

Uimin——最小輸入電壓，考慮電網(wǎng)電壓允許±10%的波動，Uimax=1.1Ui（V）ILM——最大負載電流（A）

ULmin——最小輸出電壓（v）2、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路3、輸出電壓的調(diào)節(jié)當(dāng)忽略V2管的基極電流時忽略UBE2，上式【例】在帶放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路中，已知基準(zhǔn)電壓UZ=6V，R1=RP=R2=300Ω，調(diào)整管的管壓降UCE不小于2V，UBE忽略不計。求：（1）穩(wěn)壓電路輸出電壓UL的調(diào)節(jié)范圍。解：（1）當(dāng)RP滑到最上端時，輸出電壓最小當(dāng)RP滑到最下端時，輸出電壓最大所以，輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍是：9V≤UL≤18V（2）RP滑動觸點位于中點時的UL。（3）為使調(diào)整管能正常工作，變壓器二次側(cè)電壓有效值U2至少應(yīng)取多少？（2）RP滑動觸點位于中點時，（3）因為三極管UCE不小于2V，要求穩(wěn)壓電路輸入電壓至少為變壓器二次側(cè)電壓的有效值為：

Ui=ULmax+UCE=20V≈1.2U2【例】在帶放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路中，已知基準(zhǔn)電

晶閘管是在晶體管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種大功率半導(dǎo)體器件。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴展到強電領(lǐng)域。

晶閘管也像半導(dǎo)體二極管那樣具有單向?qū)щ娦裕膶?dǎo)通時間是可控的，主要用于整流、逆變、調(diào)壓及開關(guān)等方面。

體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維修簡單、操作方便、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。

優(yōu)點：6.4單相可控整流電路

一、晶閘管體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維修簡單、操

晶閘管是用硅材料制成的半導(dǎo)體器件，它有三種結(jié)構(gòu)形式：螺栓式、平板式和塑料封裝式。平板式又分為風(fēng)冷平板式和水冷平板式。電子技術(shù)6.4.1晶閘管晶閘管是用硅材料制成的半導(dǎo)體器件，它有三種結(jié)構(gòu)形式：螺6.4.1晶閘管PPNNA陽極K陰極G門極AKG晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號1.結(jié)構(gòu)、符號6.4.1晶閘管PPNNA陽極K陰極G門極AKGP1P2N1N2K

GA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個晶體管的組合+KA

T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK6.4.1晶閘管P1P2N1N2KGA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個晶2.晶閘管工作原理T1T2A

在極短時間內(nèi)