第章直流電源G

第4章直流電源4.2穩(wěn)壓電路﹡4.3開關(guān)型穩(wěn)壓電源4.4可控整流電路4.1橋式整流、濾波電路

生產(chǎn)和生活中常用到直流電源，而電網(wǎng)提供的交流電，因此須將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，完成此項(xiàng)功能的電子設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。原理框圖

將電網(wǎng)提供的交流電壓變換為電路所需的交流電壓。將交流電壓變換為單向脈動(dòng)直流電壓。減小整流后電壓的脈動(dòng)程度，以適應(yīng)負(fù)載的需要。在電網(wǎng)交流電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，使輸出的直流電壓穩(wěn)定。第4章直流電源一、單相半波整流電路1.電路組成uototototo23uou2u2u1uDioioRLT232U22U22U2Im2233uD2.工作原理VDu2正半周負(fù)4.1橋式整流、濾波電路

I2=Im2,I2=1.57IO

半波信號(hào)平均值、有效值、峰值關(guān)系整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知負(fù)載電阻，負(fù)載兩端直流電壓為100V。試求:(1)直流電流表的讀數(shù)。(2)交流電壓表(V)、交流電流表的讀數(shù)(設(shè)電流表內(nèi)阻為零，電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大);(3)在下表中選出合適型號(hào)的二極管。例1VD1和VD3導(dǎo)通,VD2和VD4截止(相當(dāng)于開路)u2Tu1RLuoio2.整流工作原理+–+–+–—u2正半周二、單相橋式整流電路1.橋式整流工作的組成由變壓器T和二極管VD1VD4及負(fù)載RL組成。VD4VD3VD2VD1u2Tu1RLVD4VD3VD2uoio2.整流工作原理—u2負(fù)半周VD1+–+–+–VD2和VD4導(dǎo)通，VD1和VD3截止思考：通過二極管的電流？u2Tu1RLuoio+–+–+–—u2正半周VD4VD3VD2VD1u2Tu1RLVD4VD3VD2uoio—u2負(fù)半周VD1+–+–+–totototo23232U22U22U2Im2233uD1uD2uOuDiOuD3uD4思考：通過二極管的電流？橋式電路畫法u2uo+

–

~+~-

+–集成硅整流橋：設(shè)直流電源采用單相橋式整流電路，輸入電壓為交流380V，負(fù)載要求輸出直流電壓UO=110V，直流電流IO=3A。試求（1）如何選取整流二極管？（2）整流變壓器的變比及容量。解：（1）流過整流二極管的平均電流為由于變壓器繞組及整流二極管均有壓降，故取查手冊(cè)可知2CZ12D滿足電路參數(shù)要求。例2（2）變壓器變比為變壓器副邊電流有效值變壓器的容量為uou2uDioVDRLTu1Ct0232U21.半波整流電容濾波電路估算公式:UO=1.0U2

2UDRM=2U2注意:UDRu2電容充電電容放電二極管導(dǎo)通時(shí)給電容充電,二極管截止時(shí)電容向負(fù)載放電.2.橋式整流電容濾波電路u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uoioCuC2.工作波形u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uOiOCuCtiDuO2U20tt1t4t3t2''0分析RL未接入時(shí)的情況?一般取(T:電源電壓的周期)（1）近賄似估最算:半波Uo=U2，全極波Uo=1將.2父U2。(3碼)流過忽二極確管瞬將時(shí)電朱流很貪大RLC越大U0越高,負(fù)載志電流溉的平若均值越越大整流涂管導(dǎo)冰電時(shí)泳間越為短iD的峰奪值電勢(shì)流越等大電容濫濾波熊電路惜的特哀點(diǎn)(2懸)輸出某電壓U0與時(shí)路間常臣數(shù)RLC有關(guān)堂，希景望C足夠另大。RLC愈大電容甲器放話電愈襪慢U0(平均蒸值)愈大佛，電容首濾波延電路島適用禽于輸勢(shì)出電功壓較拼高,負(fù)載沈電流嬸較小診且負(fù)丸載變形動(dòng)不毀大的補(bǔ)場(chǎng)合鎖。注意整流洲、濾統(tǒng)波電揭路小奏結(jié)半波云整流絞、橋朱式整切流、唐半波陡電容哲、橋枯式電就容半波聽信號(hào)啦平均忙值、浴有效般值、上峰值趙關(guān)系全波煮信號(hào)棕平均好值、誼有效弱值、初峰值至關(guān)系I2=析1.趨11IO討論芬課整流租電路或如圖夾所示猶，二擠極管迫為理顯想元脖件，矮變壓作器副盛邊電違壓有字效值吸為10表V，負(fù)條載電撿阻RL=2座k，變季壓器利變比k=姨10。(1伴)求負(fù)綁載電覺阻上好電流個(gè)的平匆均值模；(2纏)求變遼壓器源原邊剝電壓桃有效多值和旱變壓祖器副孕邊電眾流的溉有效鬼值；(3圣)變壓縫器副嫁邊電傭壓的冠波形泳如圖耍所示迫，試英定性航畫出掠的波洋形。圖示涌電路燥中，村二極珠管為秋理想識(shí)元件予，ui為正漆弦交糟流電酸壓，翁已知腔交流跟電壓嘆表的理讀數(shù)悄為10休0V，負(fù)范載電疑阻RL=1忙k，求印開關(guān)S斷開墾和閉陜合時(shí)碧直流久電壓炒表和家電流逐表（A）的稻讀數(shù)械及整誼流電寸流的最大矩值。（綢設(shè)各在電壓瓶表的趴?jī)?nèi)阻叢為無(wú)禿窮大編，電芹流表構(gòu)的內(nèi)羽阻為算零）整流壁電路番如圖揀所示免，二童極管勿為理導(dǎo)想元纏件，濁已知絕直流冰電壓頑表的亭讀數(shù)喪為45共V，負(fù)最載電捧阻RL=5抹k，整炮流變抖壓器和的變攏比k=班10，要羊求：(1抵)說明串電壓濾表的濟(jì)極性寶；(2息)計(jì)算面變壓狗器原揀邊電踢壓有柔效值省；(3轉(zhuǎn))計(jì)算面直流憂電流論表(A搖)的讀墊數(shù)。(設(shè)電社流表牲的內(nèi)紡阻視抽為零種，電鄰壓表應(yīng)的內(nèi)企阻視臣為無(wú)太窮大)整流盒電路司如圖襖所示近，二叨極管逗為理是想元罷件，誕已知話負(fù)載催電阻RL=2該00，負(fù)躬載兩坑端直減流電振壓UO=3沖0V試求暗：(1笨)交流廢電壓倦表和供交流殿電流扇表(A釣)的讀良數(shù)(設(shè)電味壓表杜內(nèi)阻鉆為無(wú)潛窮大慮，電裂流表烏內(nèi)阻貪為零)。(2未)在下央表中浩選出嘉合適靈型號(hào)句的二速極管爸。整流脈濾波盛電路窩如圖峰，二昂極管某為理蜘想元孤件，斗電容C=謊10甜00華uF負(fù)載炎兩端慮直流告電壓UO=2齊0V負(fù)載喂電阻RL=2黑50，試殺求:變壓耽器副黃邊電漿壓有政效值念并在費(fèi)下表消中選限出合孟適型溪號(hào)的嘆二極位管。已知假負(fù)載案電阻RL=1劍00束Ω，負(fù)糠載電訪壓為12略0V，交才流電堤壓頻直率為50靈Hz，采列用單賊相橋惹式整奸流電洽路，試求躲：如叼何選扮取整嘉流二呈極管腥及濾羅波電紐奉容器檢？解：（a）流穗過整刃流二序極管活的平灘均電駛流為查表豬可知2C示Z1肆1B的最梢大整確流電值流為1A，最在高反館向耐名壓為20參0V，滿饒足電貧路參窮數(shù)要遺求例24.現(xiàn)2穩(wěn)壓繳電路經(jīng)過旦整流趁濾波曉后的孔直流啟電壓短會(huì)隨蛛著輸入透交流香電的政波動(dòng)或負(fù)載耽的變疏化而改修變，鈴有時(shí)買不能利滿足旁負(fù)載擱的要無(wú)求，抽因此菊還需闊要穩(wěn)之壓環(huán)癥節(jié)。交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波有波紋的直流電壓穩(wěn)壓直流電壓穩(wěn)壓跨電源宋類型:目前曾應(yīng)用開較多,主要薄討論芹線性亂穩(wěn)壓帝電路鵝。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路(小功率設(shè)備)電路介最簡(jiǎn)抖單，開但是卡帶負(fù)退載能嶺力差截，一荒般只星提供纖基準(zhǔn)醫(yī)電壓闖，不紋作為階電源摩使用暖。效率獸較高救，目?jī)?cè)前用衫的也持比較際多，嶼但因覆學(xué)時(shí)鞠有限便，這惹里不掀做介菌紹。一、慘硅穩(wěn)玻壓管聰穩(wěn)壓庫(kù)電路1.穩(wěn)壓?jiǎn)犭娐烽y的工離作原膽理TRLCUiRIRUZIZVZUou2iou1交流炕輸入貓?jiān)黾咏埔刹蛔儗?shí)現(xiàn)乎穩(wěn)壓TRLCUiRIRUZIZVZUou2iou1輸出竄電流同增加近似芹不變實(shí)現(xiàn)友穩(wěn)壓2.穩(wěn)壓猾管參仗數(shù)的懶選擇（1）穩(wěn)雨壓電照路穩(wěn)察壓的蕉實(shí)質(zhì)嗽是靠德穩(wěn)壓迅管的智調(diào)節(jié)超作用和電架阻的孫補(bǔ)償乎作用貴。（2）使遮用穩(wěn)梢壓管由時(shí)必菊須串吉聯(lián)電漲阻。（3）在柜穩(wěn)壓染電路才中，巨穩(wěn)壓紫管通孝常為枝反接誕；UZ=UO，IZm昌ax≥1梯.5~3IOma橡x3.總結(jié)勤及注蒜意：RLUiUZIZVZUoioRIR對(duì)交捷流電曠源的橡要求限流蔑電阻R的選跳擇（1）當(dāng)，因此（2）當(dāng)，如圖穩(wěn)壓管電路，已知負(fù)載電阻由開路變到2KΩ，整流濾波后的電壓Ui為30V，設(shè)電網(wǎng)電壓變化，負(fù)載電壓Uo=1V,試求：如何選取穩(wěn)壓二極管及限流電阻？解：負(fù)載電流最大值取穩(wěn)壓緊管可興選2C歇W1盜8例3取電網(wǎng)啟波動(dòng)價(jià)時(shí)限流電阻取整流塊濾波失電路藥如圖看所示后，已金知,穩(wěn)壓園管的仆穩(wěn)定說電流與當(dāng)試境求：(1彼)通過悠負(fù)載袍和穩(wěn)睡壓管但的電糊流；(2鄰)變壓刮器副兔邊電密壓的閘有效炎值；(3閑)通過止二極例管的姿平均裙電流晶和二異極管嗓承受臣的最鴨高反押向電劃壓。T1調(diào)整管R3

、T2比較放大R1

、RW

、R2采樣電阻R、UZ基準(zhǔn)電壓R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2二、坊串聯(lián)推型晶畝體管雪穩(wěn)壓斗電路（1）電灶路的森組成（2）穩(wěn)陰壓原消理輸出仙近似匆不變實(shí)現(xiàn)仁穩(wěn)壓（3）輸故出電糟壓的宗調(diào)節(jié)浙范圍由于IB1為微渴安級(jí)架，與IR2相比騾可以謝忽略剪不計(jì)反，所帥以有UI=1裹8V，UZ=4錄V，R1=R2=RW=4小.7痰k，求貍輸出瓜電壓惹的調(diào)刪節(jié)范際圍。R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2221ZWWOminURRRRRU+++=4=6V4.74.7++=4.74.7+4.7221ZWOmaxURRRRU++=4=12V4.74.7++=4.74.7例4(4戀)實(shí)際揭的穩(wěn)膠壓電疤源采旦取的諒改進(jìn)喊措施1.比較接放大旱級(jí)采尚用差肯動(dòng)放葛大器評(píng)或集校成運(yùn)籍放2.調(diào)整賭管采齡用復(fù)煙合三系極管3.采用搖輔助苦電源(比較寺放大雕部分弊的電倚源)4.用恒載流源濱負(fù)載賓代替巖集電逝極電行阻以粗提高暢增益5.內(nèi)部惜加短洪路和斯過熱敢保護(hù)卡電路R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2集成合化集成幸穩(wěn)壓泉電源三、詢集成鉗穩(wěn)壓妖器將穩(wěn)姨壓電營(yíng)路集斧成在紙一個(gè)妨器件蜘內(nèi)，被就構(gòu)娘成集低成穩(wěn)稀壓器緞。具炸有體喪積小柏、可曲靠性巴高、倍使用已簡(jiǎn)單受等優(yōu)普點(diǎn)。右圖美為W7麻8、79系列欣三端目集成仁穩(wěn)壓春器的凍外形途圖，臘其中78系列練輸出影電壓蛇為正撞、79系列黑輸出廁為負(fù)羅。a圖為店金屬偽封裝禾，b圖為稀塑料敘封裝尸。1端:輸入違端2端:公共培端3端:輸出辦端W7切80蜓0系列姻穩(wěn)壓燒器外片形1231端:公共迫端2端:輸入怠端3端:輸出加端W7照90裂0系列拆穩(wěn)壓母器外協(xié)形1231.三端正集成嘗穩(wěn)壓負(fù)器基耀本穩(wěn)沙壓電悄路Uo=12武VW7畝81費(fèi)2123Co++UiCi可根條據(jù)需曲要,選用W7闊8XX,則Uo=XXV。輸入眉與輸視出端驗(yàn)之間柿的電關(guān)壓一薄般不熊得低祖于3V！2.同時(shí)陡輸出道正、漸負(fù)電奶壓的較穩(wěn)壓滿電路W7燒91港5W7舉81齒5CO+1爭(zhēng)5V–1腐5VUO1選用羞不同駁穩(wěn)壓炊值的78公XX和79窯XX庭,可構(gòu)伍成同時(shí)清輸出句不對(duì)立稱正文、負(fù)忍電壓脈的穩(wěn)蘭壓電尚路。UiUO1CiCOCiCoW78XXCiUi+_+_Uo132UXXUZRDZUXX:為W7覺8X蘆X固定接輸出澇電壓Uo=UXX+UZ（1）提朵高輸重出電如壓的縣電路3.擴(kuò)展線應(yīng)用予電路由于們運(yùn)放秧的輸母入阻俘抗很直高,輸出著阻抗打很低劃，此裙處為競(jìng)電壓資跟隨財(cái)器作穴隔離艱器使膨用,它的化電源臉就借偏助于族穩(wěn)壓勺器的五輸入昨直流條電壓搞。（2）輸忽出電馬壓可練調(diào)式鉤電路用W7密80預(yù)5組成喇的6－30驗(yàn)V可調(diào)碑式穩(wěn)役壓電寄源。W78051321KCICOUI76234UO1KF0070.3333V4K0.1μR1R2（3）釣擴(kuò)大寨輸出遷電流紹的電愁路CW柳78駛00123UiUOCiCORLVIoICI2Io=I2+IC>I2當(dāng)負(fù)突載電池流Io小于顫穩(wěn)壓飼器電片流I2=1勉5時(shí)，三極彼管V截止當(dāng)負(fù)瞎載電類流IoI2時(shí),T導(dǎo)通,R則有特點(diǎn)成：結(jié)構(gòu)拘框圖乓如圖艷，與晶串聯(lián)城反饋湖式（線串聯(lián)瓶晶體止管）適穩(wěn)壓償電路環(huán)相比吉，此浮電路監(jiān)的調(diào)之整管沸工作影在開陡關(guān)狀仍態(tài)，貧故稱槐為開旋關(guān)電失源。效率虹高、矮體積鏟小、真重量逝輕，軌但輸熄出電粒壓紋菜波較誼大。﹡4.席3開關(guān)號(hào)型穩(wěn)悉壓電頓源別名否：晶閘蹄管（Th渣yr翠is鳳to通r）是一種大功縫率半航導(dǎo)體物器件區(qū)，出夠現(xiàn)于70年代玻。它蝴的出機(jī)現(xiàn)使玻半導(dǎo)錢體器蜻件由曠弱電第領(lǐng)域訪擴(kuò)展支到強(qiáng)騎電領(lǐng)筑域。特點(diǎn)橫：體積蠻小、鍬重量釀?shì)p、脾無(wú)噪扁聲、貨壽命源長(zhǎng)、眨容邊量大棕（正磁向平償均電量流達(dá)器千安楊、正眼向耐掉壓達(dá)雞數(shù)千索伏）那。應(yīng)用膝領(lǐng)域蝦：整流喚（交齡流直流冬）逆變?cè)u(píng)（直慨流交流造）變頻曾（交旦流交流信）斬波朽（直稅流直流城）此外別還可撫作無(wú)芒觸點(diǎn)勇開關(guān)逼等。一、污可控崗硅（SC疲R)（Sil治ic拒onCon比tr業(yè)ol濟(jì)le揀dRec膽ti管fi烏er）4.欲4可控嘗整流等電路1.結(jié)構(gòu)P1P2N1N2四層半導(dǎo)體K（陰極）G（控制極）A（陽(yáng)極）PN期PN四層振半導(dǎo)林體結(jié)鞠構(gòu)三個(gè)

PN結(jié)符號(hào)AKG陽(yáng)極陰極控制極APPNNNPGKig?1ig?2?1igKAGT1T2等效質(zhì)為由且二個(gè)罵三極攝管組殺成UGKUAKT1、T2都導(dǎo)河通后載，即猾使去發(fā)掉UGK，T1、T2仍然態(tài)導(dǎo)通RL(1漲)陽(yáng)極A加反碼向電舍壓?？煽厍夜鑼?dǎo)殿通的福條件腔：（1）陽(yáng)現(xiàn)極A加正意電壓（2）控翅制極G加正繼的觸爸發(fā)電莖壓可控槽硅截底止的蜘條件趴：(2桌)可控竊硅正猜向?qū)r通后察，若欠令其諒關(guān)斷蠢，必馬須減胡小UAK（或枯使UAK反向貸），歇使可讓控硅挨中電腸流小嫩于某介一最帶小電艷流IH（IH稱為維持卷電流）Aig?ig??igKGT1T2UAKRLUGKAKG（1）晶捉閘管順具有遮單向未導(dǎo)電威性。若使戴其關(guān)綢斷，寒必須贏降低UAK或加江大回朵路電翁阻，害把陽(yáng)金極電盛流減犯小到養(yǎng)維持養(yǎng)電流手以下隨。正向餃導(dǎo)通睛條件旅：A、K間加戴正向跌電壓跳，G、K間加暈正的田觸發(fā)逼信號(hào)襲。晶閘設(shè)管的喂工作傲原理好小結(jié)（2）晶昆閘管囑一旦能導(dǎo)通不，控累制極糠便失淺去作粥用。3、伏摩安特墨性UIIHIFIG=0時(shí)有IG時(shí)正向反向U--陽(yáng)極、陰極間的電壓I--陽(yáng)極電流UBO正向轉(zhuǎn)折電壓截止導(dǎo)通導(dǎo)通但后管渾壓降期約1V額定肥正向秧平均恭電流維持徑電流UBR反向擊穿電壓(1剪)豪UFR瓶M：正向牲重復(fù)聲峰值裂電壓晶閘麗管耐匹壓值著。一紐奉般取UFR跡M=悉80泊%恥UBO（正若向轉(zhuǎn)諷折電籠壓）嫌。普通獵晶閘死管UFR莫M為10劣0V蓬--失-3愉00幻玉0V4.主要酬參數(shù)UIIHIF額定正向平均電流UBO正向轉(zhuǎn)折電壓UBR反向擊穿電壓UFRM控制米極斷技路時(shí)內(nèi)，可鼓以重?cái)貜?fù)作頌用在攝晶閘甩管上倚的反耳向重犧復(fù)電鞠壓。墻一般偽取URR鳴M=櫻80坊%距UBR反向慎擊穿擱電壓渴）。磨普珍通晶汁閘管URR搞M為10風(fēng)0V狂--民30杰00儲(chǔ)V）(2材)子URR丑M：反向丸峰值配電壓UIIHIF額定正向平均電流UBO正向轉(zhuǎn)折電壓UBR反向擊穿電壓UFRMURRM(3讓)帽IF：正向廢平均釘電流通用茄系列挽為：1、5、10、20、30、50、10軋0、20途0、30跌0、40楊0、幟50癥0、60赤0、80傲0、10另00和A等14種規(guī)鏈格。UIIHIF額定正向平均電流UBO正向轉(zhuǎn)折電壓UBR反向擊穿電壓UFRMURRM在環(huán)雨境溫岸度小瀉于40度、擋標(biāo)準(zhǔn)哀散熱狹和全榴導(dǎo)通亦的條撿件下騰，可睛控硅絞可以億連續(xù)遲通過無(wú)的工頻害正弦什半波學(xué)電流晶的平永均值。設(shè)正衰弦半初波電姻流的露最大華值為Im正弦俊半波恨電流濃的有章效值獲為It（4）正末向維啞持電擇流IH在規(guī)筆定的需環(huán)境霸溫度霞和控辮制極懂?dāng)嗦穾蜁r(shí)，沫維持宵可控灣硅繼辜續(xù)導(dǎo)郵通的蹈最小剃電流冰。二、可控晝整流極電路1.單相瞧半波燒可控份整流砌電路(1務(wù))電路膊及工戶作原援理u1u2uTuLAGKRLuG(2匠)工作攤波形(設(shè)u1為正停弦波)tu2tuGtuLtuT：控制角：導(dǎo)通角u2>請(qǐng)0時(shí)，鉆加上莫觸發(fā)戴電壓uG，晶于閘管扇導(dǎo)通乞。抱且uL的大埋小隨uG加入廊的早唐晚而蜻變化見；u2<傍0時(shí)，找晶閘怖管不覽通，uL=猛0。故稱廚可控卵整流淚。u1u2uTuLAGKRLuG(3豪)輸出罵電壓衫及電句流的乏平均靜值tuL2(4正)承受衛(wèi)的最肌高正漏反向屠電壓:tuT電感南性負(fù)斜載（籍如直菊流電嘗動(dòng)機(jī)堂的激剪磁線喂圈）電路最及工邪作原廣理D由于且電感臂反電誦動(dòng)勢(shì)奏的存吃在，夸晶閘聯(lián)管在雹一定各時(shí)間詢內(nèi)仍邪維持裙導(dǎo)通書，失庭去單錫向?qū)щ娮髦糜?。解決溜辦法旗：加父續(xù)流暗二極黃管D,加入D的目節(jié)的就浪是消譯除反愈電動(dòng)恥勢(shì)的組影響準(zhǔn)，使旋晶閘躁管在u2過零時(shí)關(guān)饅斷GAuLu1u2uTRKL+–u2正半暮周時(shí)濁晶閘破管導(dǎo)卵通，u2過零借后，參電感膏產(chǎn)生白反電戰(zhàn)動(dòng)勢(shì)鳳。波形顯圖2.單相刃全波狐可控載整流縣電路一、喊電阻吐性負(fù)椅載橋催式可泥控整扮流電期路(1陷)電路雖及工文作原變理u2>撞0的導(dǎo)攝通路爭(zhēng)徑：u2(A予)T1RLD2u2(B刃)T1、T2--晶閘管D1、D2--二極管T1T2D1D2RLuLu2AB+-T1、D2導(dǎo)通怨，T2、D1截止uGT2RLD1u2(A她)u2(B棒)u2<債0的導(dǎo)局通路妨徑：T1、T2--晶閘管D1、D2--