模电课件第十章教学课件

1、uO0tDRL+-uO+-uD220V50HzAB10.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路10 2 10 2 整流电路整流电路1. 1.电路结构及工作原理电路结构及工作原理uD0t0tu222U 2 3 4 22U 2 3 2 3 4 4 22UtUu2sin22 2 设设02u，02u2uuo0ou二极管二极管D两端电压两端电压uD导通导通D，截截止止D2、主要参数主要参数uO0t22U 2 3 4 245. 0U02)()(sin221ttdUUAVO22)(45. 02UUUAVOLLAVOAVORURUI2)()(45. 0)(1AVOMOUUS uO的平均值的平均值UO(AV)

2、为为负载电流的平均值负载电流的平均值整流输出电压的脉动系数整流输出电压的脉动系数S)2(21UUMO57. 12/2222UUDRL+-uO+-uD220V50HzAB)2cos(34cos21 22ttUuo3.二极管的选择二极管的选择二极管的正向平均整流电流二极管的正向平均整流电流LAVOAVDRUII2)()(45. 0整流二极管承受的最大反向电压整流二极管承受的最大反向电压2max2UURDRL+ +- -uO+ +- -uD220V50HzABuO0 0t tuD0 0t t0 0t tu222U 2 2 3 3 4 4 22U 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 22U

3、在选用二极管时，留有在选用二极管时，留有10%10%的的LAVOFRUII2)(21 . 11 . 1221 . 1UUR特点：结构简单，变压器利用率低。特点：结构简单，变压器利用率低。裕量，即选取裕量，即选取10.2.2 10.2.2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D31 1、单相桥式整流电路的组成、单相桥式整流电路的组成D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3RL+-uOu2220V50HzAB(-)(+)+-D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D32、工作原理工作

4、原理设设tUusin2220tu222U 2 3 4 uD0t 2 3 4 uD2, uD4uD1, uD30t 2 3 4 iDiD2, iD4iD1, iD3uO0t 2 3 4 ，、，导通导通时时当当310Du 2D，、，导导通通时时当当420Du 2D2uuo2uuo；、截截止止42DD；、截截止止31DD)(sin210)(ttdUAVO229 . 022UULLAVOAVORURUI2)()(9 . 03.主要参数主要参数)4cos1542cos342(220tUuuO0t 2 3 4 67. 032)(1AVOMOUUS/223221UUMOLAVOAVDRUII2)()(45.

5、 022max2UURLAVOFRUII2)(21 . 121 . 1221 . 1UUR4.二极管的选择二极管的选择D1RL1uO1220V50HzABD2D4D3221u221uRL2uO2+-（-）（+）D1RLuOD2D6D5D3D4+-u2Au2Bu2C0tuD0tu2u2Au2Bu2Cu2ABu2ACu2BCu2BAu2CAu2CBD1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3C+10 3 10 3 滤波电路滤波电路10.3.1 电容滤波电路电容滤波电路uO0 t 2 abcd1. 电路组成电路组成uO0 t 2 uO0 t 2 RLC大大 RLC小小2. 滤波原理（二极管为

6、理想二极管）滤波原理（二极管为理想二极管）设设t=0时，电容时，电容uc=2U2t0时，时，u20，截止截止41 DDC通过通过RL放电放电,CRL放电放电ucu2 uc，、导通导通31DDC被充电被充电,CRd充电充电uc u2 uc重复上述过程。重复上述过程。uO0 t 2 3.输出电压平均值输出电压平均值当当 RLC=(3-5)T/2 时时，电容的耐压值应大于电容的耐压值应大于221 . 1U2)()2 . 11 . 1 (UUAVO4.脉动系数为脉动系数为141TCRSLuO0 t 2 i0 t2 iDiO 5.整流二极管得导通角整流二极管得导通角6.电容滤波电路的输出特性和滤波特性电

7、容滤波电路的输出特性和滤波特性0.9U20IO(AV)UO(AV)22URLC减少减少输出特性输出特性0IO(AV)SRLC减少减少滤波特性滤波特性D1RL+-uOu2220V50HzABD2D4D3C+例例10.3.1在图中所是电路中，已知电网电压的波动范围为在图中所是电路中，已知电网电压的波动范围为10%， UO(AV) 1.2U2。要求输出电压平均值。要求输出电压平均值UO(AV)=15V，负载电流平均值，负载电流平均值IL(AV)=100mA。 试选择合适的滤波电容。试选择合适的滤波电容。解：根据解：根据UO(AV) 1.2U2可知，可知，3)()(1010015AVOAVOLIURF

8、FC333200150121020)53(3电容的容量为电容的容量为2.变压器副边电压有效值为变压器副边电压有效值为VVUUAVO5 .122 . 1152 . 1)(2电容的耐压值为电容的耐压值为VVUU5 .195 .1221 . 121 . 12实际可选取容量为实际可选取容量为300 F、耐压为、耐压为25V的电容做本电路的滤波电容。的电容做本电路的滤波电容。RLC=(3-5)T/215010.3.2 倍压整流电路倍压整流电路220V50HzD1+-uOu2ABD2C1C2+-+-(-)(+)+-+-220V50HzD1u2D2C1C2D3C4C6C3C5D4D5D6+-+-22U（+）

9、（-）+-22U222U+-+-+-+-22U222U222U（+）（-）+-22U222U+-222U222U+-+-+-+-22U222U222U222U222U+-（+）（-）+-22U222U+-222U222U+-222U222U+-10.3.3 其它形式的滤波电路其它形式的滤波电路1.电感滤波电路电感滤波电路RL+-uOu2220V50HzABLUD(AV)+ud+-2)()(9 . 0 URRRURRRULLAVDLLAVOdLdLLouLRuRLRu22电感滤波后的输出电压平均值电感滤波后的输出电压平均值输出电压的交流分量输出电压的交流分量RL+-uOLuD+-C2.复式滤波电

10、容复式滤波电容RL+-uOLuD+-C2C1RL+-uORuD+-C2C1 10.7 电路如图所示，变压器副边电压有效值电路如图所示，变压器副边电压有效值U2150V，U22 20V。试问：。试问：（1 1）输出电压平均值）输出电压平均值UO1（AVAV）和和UO2（AVAV）各为各为多少？（多少？（2 2）各二极管承受的最大反向电压为多少？）各二极管承受的最大反向电压为多少？V99)(22221RUUU V572222RUU 例例 有有220V、20W电烙铁，其电源控制电路如图所示，试分析在电烙铁，其电源控制电路如图所示，试分析在 以下几种情况下各属何种供电电路？输出电压各为多大？那种以下几

11、种情况下各属何种供电电路？输出电压各为多大？那种 情况下温度最高？那种情况下温度最低？为什么？情况下温度最高？那种情况下温度最低？为什么？(1)S1、S2均均 接通；接通；(2)S1断开、断开、S2接通，接通， (3)S1接通、接通、S2断开；断开； (4)S1、S2 均断开。均断开。电电烙烙铁铁S2S1D1D3D2D4C220V解：解：(1)电路为全波整流滤波电路电路为全波整流滤波电路VUU2642 . 120(2)电路为半波整流滤波电路电路为半波整流滤波电路VUUo2202(3)电路为全波整流电路电路为全波整流电路VUUo1989 . 02(4)电路为半波整流电路电路为半波整流电路VUUo

12、9945. 02所以第一种情况温度最高，第四种情况温度最低。所以第一种情况温度最高，第四种情况温度最低。例例图示电路中，已知稳压管图示电路中，已知稳压管Dz的工作电流为的工作电流为（1020）mA，其，其他参数如图所示。他参数如图所示。求（求（1）RL两端两端的电压范围的电压范围（2） RL的允许变化的允许变化范围。范围。D1RL+-+-uIU2=10VR 200D2DzC1C2+-8.2V解解：D1、 D2、 V1、V2组成倍压整流电路组成倍压整流电路时时 当当 IIZZminVRIUUUZZIRL18minmax时时 当当 IIZZmaxVRIUUUZZIRL16maxminVUV LR1

13、816ZLRIRULKRL8 . 11018KRL8 . 02016KRK L8 . 18 . 0VUUI28.2822210-4 稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路10.4.1 电路的组成电路的组成RL+-uOR-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+稳压电路稳压电路iuOUZIZIZMORIUUULDRIIIZ从稳压管稳压电路可得两个基本关系式从稳压管稳压电路可得两个基本关系式10.4.2 稳压原理稳压原理电网电压电网电压 UI 负载增加负载增加 Io IDZ UO(UZ) IR UR UO UR Uo IZ IR UO 10.4.3 性能指标性能指标稳压系数稳压系数Sr输

14、出电阻定义输出电阻定义常数IUOOoIURLZLZIORrRRrUU/RL+-R-rZ UI+ UOOIIOrUUUUSZZorrRR/常常数数LRIIOOrUUUUSOIZZUUrRr常数常数LRIOOIUUUU)(ZLrR ZZrRrRL+-uOR-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+稳压电路稳压电路10.4.4 电路参数的选择电路参数的选择1.稳压电路输入电压稳压电路输入电压UI的选择的选择OIUU322. 2.稳压管选择稳压管选择 因为因为OZUUminmaxLLZZMIIIIZLZMIIImaxiuOUZIZIZM已知：已知：Uo、ILmax、ILminRL+-uOR

15、-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+稳压电路稳压电路根据：经验根据：经验LI变化时变化时ZDI变化相反变化相反LDIIZ空载时空载时RDIIZ满载时满载时ZDIIZ3. 3.限流电阻限流电阻R的选择的选择ZMDZIIIZ一是稳压管实际流过的最小电流应一是稳压管实际流过的最小电流应大于稳压管的最小电流；二是稳压大于稳压管的最小电流；二是稳压管实际流过的最大电流小于稳压管管实际流过的最大电流小于稳压管的最大电流。的最大电流。iuOUZIZIZMRL+-uOR-DZCu2220V50HzABUI+IRIDZIO+稳压电路稳压电路RUUIZIRLRDIIIZZLZinLRDIIRUU

16、IIIZmaxImmaxminminZMLZaxLRDIIRUUIIIZminImminmaxmaxminImminLZMZaxIIUURmaxImmaxLZZinIIUUR)(1 (minmaxmaxZZLIIIBEZOUUU10-5 10-5 串联型稳压电路串联型稳压电路10.5.1 具有放大环节的串联型稳压电路具有放大环节的串联型稳压电路RL+-DZUI+UOTR3R2R1A+-R基准电压电路基准电压电路调整管调整管比较放大比较放大取样取样电路电路1. 1.电路的构成电路的构成2. 2.稳压原理稳压原理o32123NoIURRRRRUUUo32123NURRRRRUIdUBIBUBEUC

17、IoUBiBEuciCEuCEU电路引入深度电压负反电路引入深度电压负反馈馈来稳定输出电。来稳定输出电。RL+-DZUI+UOTR3R2R1A+-R基准电压电路基准电压电路调整管调整管比较放大比较放大取样取样电路电路3. 3.输出电压的可调范围输出电压的可调范围ZOURRRRRU32321minZOURRRRU3321maxoNZURRRRRUU 33232ZOURRRRRU32321o32123NLLURRRRRUIRNoUUIdUBUBEUBICIoUCEU4. 4.调整管的选择调整管的选择LREIII1OICEUUUmaxmax1LREIII当负载电流最大时，流过当负载电流最大时，流过T

18、 T管发管发忽略忽略R1上的电流，上的电流，maxmaxmaxLECIII 当输入电压最高，同时当输入电压最高，同时minImmaxOaxCEUUU当晶体管的集电极电流当晶体管的集电极电流maxmaxmaxCECCUIP在选择调整管在选择调整管T T时，应保证时，应保证maxLCMIIminIm)(OaxCEOBRUUU)(minImmaxOaxLCMUUIPRL+-DZUI+UOTR3R2R1A+-R主要考虑极限参数主要考虑极限参数ICM、U(BR)CEO和和PCM。射极的电流最大射极的电流最大输出电压又最低时；输出电压又最低时；最大，且管压降最大时，最大，且管压降最大时，RL+-DZUI+

19、UOTR3R2R1A+-R基准电压电路基准电压电路调整管调整管比较放大比较放大取样取样电路电路例例10.5.1电路如图所示，已知输入电压电路如图所示，已知输入电压UI的波动范围为的波动范围为10%，调调整管的饱和压降整管的饱和压降UCES=2V，输出电压输出电压UO的调节范围为的调节范围为520V， R1= R3=200 。试问试问：（1）稳压管的稳定电压稳压管的稳定电压UZ和和R2的取值各为多少的取值各为多少？（2）为使调整管正常工作，在电网电压为为使调整管正常工作，在电网电压为220V时时，UI的值至少应的值至少应取多少取多少？解：解： （1）输出电压最小值为：输出电压最小值为：ZOURR

20、RRRU32321min最大值为最大值为ZOURRRRU3321max解得解得R2 =600 ， UZ =4V。（2）CESOinCEUUUUmaxImminCESOinUUUmaxIm即即VUI)220(9 . 0得出得出UI 24.7V，故故UI至少应取至少应取25V。5. 串联型稳压电路的方框图串联型稳压电路的方框图调整管调整管比较放比较放大电路大电路保护保护电路电路基准电基准电压电路压电路取取样样电电路路+UI-+UO-RL10.5.2 集成稳压器中的基准电压电路和保护电路集成稳压器中的基准电压电路和保护电路1. 1.稳压管基准电压电路稳压管基准电压电路IRRDZUIUREFT1T2I

21、ZIE2IC2IZBEREFUUU2.保护电路保护电路过流保护电路过流保护电路UIUOT1T2R0来自比较放大电路来自比较放大电路IOUO002maxmax/ RUIIBEEOOOAURIU0图10.5.9 截流型过流保护电路及其输出特性000021202212000)(UURIRRRUUUURRRUURIUBBEABA10.5.3 集成稳压器电路集成稳压器电路按内部工作方式：按内部工作方式：按外部特性分：按外部特性分：按型号分：按型号分：w79、 w 17、 w 37系列系列1.三端固定稳压器三端固定稳压器w78（正输出）（正输出）w79（负输出）（负输出）输出电流有输出电流有0.1A、0.

22、5A、1.5A三个等级。三个等级。 输出电压有输出电压有 5V、 6V、 9V、 12V、 15V、w7805U0=5Vw7905U0=-5V(1)型号及技术指标型号及技术指标串联型、并联型、开关型。串联型、并联型、开关型。三端固定、三端可调、多端固定、多端可调三端固定、三端可调、多端固定、多端可调w78、 18V、 24V、七个等级。、七个等级。(2)应用应用基本应用电路基本应用电路扩大输出电流的稳压电路扩大输出电流的稳压电路W7800RL+-UOUI+-Ci0.33uFCo1uFBEDOOUUUUBEDUUOOUUROBIIImaxmaxW7800RL+-UOUI+-C1C2D10uF+RT