西安交通大学 赵进全 模拟电子技术基础 第十章PPT学习教案

1、会计学1西安交通大学西安交通大学 赵进全赵进全 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 第十章第十章10.2.1 单相桥式整流电路1. 电路组成电路组成a+_uOTru2+_u1b+_D1D2D4D3RL第2页/共74页2. 工作原理工作原理u2tO22UuOtOtOiO22UL2/2RU输入电压输出电压输出电流设tUu sin222 (a)二极管D1D4性能理想(b)uOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第3页/共74页tOuD1uD3,tOiD1iD3,u2tO22U输入电压二极管D1、D3电流二极管D1、D3电压22UL2/2RUuOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2

2、u2iD2iOab第4页/共74页3. 主要性能指标 (1) 整流输出直流电压 u2tO22UuOtO22U)6cos3524cos1522cos321(222O tttUu 因为输出电压tuU 02Od1输出直流电压222U 29 . 0 U 第5页/共74页(2) 输出电压纹波因数 OorUU 定义式中Uor 输出电压中各次谐波电压有效值的总和UO 输出电压的平均值第6页/共74页2O2O22OorUUUUU 对于全波整流电路)6cos3524cos1522cos321(222O tttUu 26o24o22oorUUUU2O22UU 由于故1)(2O2 UU483. 0 第7页/共74页

3、(3) 整流二极管的正向平均电流 2ODII (4) 整流二极管的最高反向电压 2RM2UU LO2RU L229 . 0RU L245. 0RU uOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第8页/共74页10.2.2 电容滤波电路+_uOTru2+_u1+_D1D2D4D3RLC第9页/共74页(1) 当当C=0时时1 . 工作原理工作原理Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C输入电压tUu sin222 23 4u222UtO第10页/共74页23 4u222UtO输入电压输出电压波形桥式整流电路输出电压2O9 . 0 UU Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO

4、uOO23422Ut第11页/共74页输出电压波形由于电容器的充电时间常数0o1 Cr (2) 当C0、RL=时22UuOO234tTr+u1D4+D1D3D2u2uO+Cro23 4u222UtO输入电压第12页/共74页(3) 当C0、RL 时电容器的充电时间常数0)/(oLo1 CrCRr 输出电压23 4u222UtO输入电压Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro22UO234tuOuC,uO =uC u2第13页/共74页输出电压23 4u222UtO输入电压Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro22UO234tuOuC,当C充电到最高点时C将通过RL开始放电二极

5、管D1、D3将截止第14页/共74页电容器的放电时间常数CRL2 由于2较大，放电比较缓慢Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C23 4u222UtO输出电压22UO234tuOuC,ro第15页/共74页当|u2|uC时C又开始充电，直到最大值。二极管D2、D4导通23 4u222UtOTr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro输出电压22UO234tuOuC,第16页/共74页t输出电压波形23 4u222UtO输入电压Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+CroC放电C充电D截止D导通22UO234uOuC,第17页/共74页2电容滤波电路的外特性及主要参数估计 (1)

6、电容滤波电路的外特性)(OOifu 0.9U2C=0C小C大Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+CiOuOiOO22U第18页/共74页a. 当iO一定时，C越小，UO(AV)越小，纹波越大。b.当C一定时，iO越大, UO(AV)越小。外特性特点电容滤波电路适用于负载电流比较小或负载基本不变的场合。结论： 外特性差0.9U2C=0C小C大uOiOO22U第19页/共74页(3) 输出电流平均值 L2L(AV)OO(AV)2 . 1RURUI (2) 输出电压平均值2(AV)O)4 .11 .1(UU 一般取 2O(AV)2 . 1 UU 若若LCR 2)5(3T第20页/共74页(4)

7、 整流二极管的平均电流 (b) 二极管导通时，有冲击电流(a) 比无滤波电容时的平均电流大二极管电流的特点tO23OtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO流过二极管电流波形电压波形第21页/共74页放电时间常数越大，越小，冲击电流越大。(c) 冲击电流与二极管的导通角()有关O23tOtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO(5) 整流二极管的最高反向电压 2RM2UU 第22页/共74页3型滤波电路 R+C1C2uIuORL+L+C1C2uIuORL+LC型滤波电路RC型滤波电路第23页/共74页在图示电烙铁供电电路中，试分析以下几种情况各属在图示电烙铁供电电路中，

8、试分析以下几种情况各属于什么供电电路？输出电压多高？哪种情况下电烙铁于什么供电电路？输出电压多高？哪种情况下电烙铁温度最低？为什么？温度最低？为什么？(1) S1、 S2均闭合均闭合;(2) S1、 S2均分断均分断;(3) S1闭合闭合、S2分断分断;(4) S1分断分断、 S2闭合。闭合。电烙铁电烙铁UOCD1D3D2D4S1S2220V思 考 题第24页/共74页10.3.1 稳压电路的功能和性能指标 1稳压电路的功能 稳定输出直流电压稳定输出直流电压2稳压电路的主要性能指标 (1) 稳压系数 0,0IIOOrO TIUUUUS第25页/共74页(2) 电压调整率 %10010,0IOO

9、O TIUUUUS(3) 输出电阻 0,0OOOI TUIUR(4) 电流调整率 %1000,0OOI TUIUUS第26页/共74页(5) 输出电压的温度系数 %10010,0OOIO UITTUUS稳压电路输出端的交流分量（通常为100Hz）的有效值或幅值。 (6) 纹波电压 (7) 纹波电压抑制比 oppippriplg20UUS 输入、输出电压中的纹波电压之比第27页/共74页10.3.2 串联反馈型线性稳压电路的工作原理1电路组成 基准环节比较放大环节调整环节取样环节+R+AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO第28页/共74页2稳压原理 IU OUCEUL)(R或FUO

10、UBU+R+AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO第29页/共74页REFW22W1minOURRRRRU REF22W1maxOURRRRU REFW22W1OURRRRRU 3输出电压UI+RRL+-ATDZRWR2R1UBUFUREF+UOWR WR +第30页/共74页4调整管参数选取原则 (1) ICMIOmaxO(max)CE(max)IU(2) PCM(3)CEO(BR)UCE(max)U第31页/共74页5限流保护电路 保护电路R+-UORL+T1IB1T2IC2URUBIO比较放大环节I+UI第32页/共74页(2) 当Io增大, T2导通。IB1减小，限制了Io

11、的增大。(1) 当IO较小时，URIZmax，稳压管首先可能被烧坏。(4) 如R=0,则u2RD1D3D2D4C1RLUOC2DZu1V15Z U+第60页/共74页例2 试求图示电路的输出电压UO 的可调范围。 解 由题意知，运算放大器处于线性状态，根据“虚短”的概念，由图可得 +-+-+AW7808OU1R2R3RpR4RK5K5K3K1K2IUV15+-XXUpR pR 第61页/共74页O2P1P1XX433URRRRRURRR 故XXP12P1433OURRRRRRRRU +-+-+AW7808OU1R2R3RpR4RK5K5K3K1K2IUV15+-XXUpR pR 第62页/共7

12、4页当 时 ppRR V8V)821213555(O U当 时0p RV12V)82213555(O U故 UO 的可调范围为812V。 XXP12P1433OURRRRRRRRU PR PR(0 )第63页/共74页例3 运算放大器组成的稳压电路如图所示。图中输入直流电压UI=30 V，调整管T的=25，运算放大器的开环增益为100 dB、输出电阻为100 ， 输入电阻为2 M ，稳压管的稳定电压UZ=5.4 V，稳压电路的输出电压近似等于9 V。在稳压电路工作正常的情况下，试问： +R112kUOUiAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第64页/共74页(1) 调整管T的功耗P

13、T和运算放大器的输出电流等于多少？ (2) 从电压串联负反馈电路详细分析计算的角度看，该稳压电路的输出电压能否真正等于9V?如不能，输出电压的精确值等于多少？+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第65页/共74页(3) 在调整管的集电极和基极之间加一只5.1 k的电阻R4（如图中虚线所示），再求运算放大器的输出电流；(4) 说明引入电阻R4的优点。+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第66页/共74页解 (1) 调整管功耗 )()(32OLOOIECETRRURUUUIUP W11. 2mW)329091. 09()930( +R

14、112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第67页/共74页运算放大器的输出电流IAO即为调整管的基极电流IB )(1132OLOBAORRURUII mA87. 3mA)329091. 09(2511 +R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第68页/共74页(2) 由于电路中运放的电压放大倍数是有限值，所以UO只能近似等于9V。已知运放的开环增益 A=105 电路的反馈系数53323323 RRRF+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第69页/共74页531011055 按负反馈电路增益计算方法可得闭环增益AFAA 1f60001105 第70页/共74页V)4 . 56000110(5 V9998. 8 ZfOUAU 故+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第71页/共74页(c) 增加电阻R4后，流过R4的电流I4为 mA98. 3mA1 . 5)7