模拟电子技术基础第章直流电源

第十章直流电源

作业10.510.18（教材中的图错误，+，-端互换）10.1直流电源的组成及各部分的作用10.2单相整流电路10.3滤波电路10.1直流电源的组成及各部分的作用改变电压值通常为降压交流变脉动的直流减小脉动1)负载变化输出电压基本不变；2)电网电压变化输出电压基本不变。

直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。半波整流全波整流

在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。10.2单相整流电路对整流电路要研究清楚以下问题：1.电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析2.输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压3.整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压

为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为0。整流二极管的伏安特性：实际特性理想化特性正向导通电压为0，正向电阻为0。1.单相半波整流电路（1）工作原理u2的正半周，D导通，A→D→RL→B，uO=u2。u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2；uO=0。（2）UO（AV）和IL（AV）的估算

已知变压器副边电压有效值为U2考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足：（3）二极管的选择2.

单相桥式整流电路u2的正半周A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的负半周B→D2→RL→D4→A，uO=-u2四只管子如何接？集成的桥式整流电路称为整流堆。（1）工作原理若接反了呢？（2）估算（3）二极管的选择考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足：三、滤波电路路（1）工作原原理1.电容滤波电路路充电放电速度与正弦波下降速度相似按指数规律下下降滤波后，输出出电压平均值值增大，脉动动变小。（1）工作原原理：考虑变变压器和整流流电路的内阻阻C越大，RL越大，τ放电将越大，曲线线越平滑，脉脉动越小。内阻使（2）二极管管的导通角导通角无滤波电容时时θ＝π。有滤波电容时时θ<π，且二极管平平均电流增大大，故其峰值值很大！θ小到一定程度度，难于选择择二极管！简单易行，UO（AV）高，C足够大时交流流分量较小；；不适于大电电流负载。（3）电容的的选择及UO（AV）的估算若负载开路UO（AV）＝？（4）优缺点点2.电感滤波电路路当回路电流减减小时，感生生电动势的方方向阻止电流流的减小，从从而增大二极极管的导通角角。电感对直流分分量的电抗为为线圈电阻，，对交流分量量的感抗为ωL。适于大电流负负载！3.复式滤波电路路为获得更好的的滤波效果，，可采用复式式滤波电路。。电感应与负载载串联，电容容应与负载并并联。4.倍压压整流电路分析时的两个个要点：设①①负载开路，，②电路进入入稳态。u2负半周，u2加C1上电压对C2充电：P→D2→C2→A，最终u2正半周C1充电：A→D1→C1→B，最终P讨论一已知变压器副副边电压有效效值为10V，电容足够够大，判断下下列情况下输输出电压平均均值UO（AV）≈？1.正正常工作；；2.C开路；3.RL开路；4.D1和C同时开路。。10.3稳稳压压电路一、稳压电电路的性能能指标二、稳压管管稳压电路路三、串联型型稳压电路路四、集成稳稳压器一、稳压电电路的性能能指标1.输输出电压2.输输出电流3.稳稳压系数表表明电网网电压波动动时电路的的稳压性能能。在负载电流流不变时，，输出电压压相对变化化量与输入入电压变化化量之比。。4.输输出电阻表表明负载电电流变化时时电路的稳稳压性能。。在电网电压压不变时，，负载变化化引起的输输出电压的的变化量与与输出电流流的变化量量之比。5.纹纹波电压测测试试出输出电电压的交流流分量。二、稳压管管稳压电路路稳定电压UZ：稳压管的的击穿电压压稳定电流IZ：使稳压管管工作在稳稳压状态的的最小电流流最大耗散功功率PZM：允许的最最大功率，，PZM=IZMUZ动态电阻rz：工作在稳稳压状态时时，rz＝ΔU/ΔI1.稳压管的伏伏安特性和和主要参数数伏安特性符号等效电路2.稳压管稳压压电路的工工作原理3.稳压管稳压压电路的主主要指标（1）输出出电压UO＝UZ（2）输出电流IZmax－IZmin≤IZM－IZ（3）稳压系数（4）输出出电阻简单易行，，稳压性能能好。适用用于输出电电压固定、、输出电流流变化范围围较小的场场合。4.特点5.稳压管稳压压电路的设设计（1）UI的选择UI＝（（2～～3））UZ（2））稳压压管管的的选选择择UZ＝UOIZM－IZ>ILmax－ILmin（3））限流流电电阻阻的的选选择择保保证证稳稳压压管管既既稳稳压压又又不不损损坏坏。。电网网电电压压最最低低且且负负载载电电流流最最大大时时，，稳稳压压管管的的电电流流最最小小。。电网网电电压压最最高高且且负负载载电电流流最最小小时时，，稳稳压压管管的的电电流流最最大大。。为减小Sr,取值矛盾!讨论论一一：稳压压管管稳稳压压电电路路的的设设计计依次次选选择择稳稳压压管管、、UI、R、C、U2、二极极管管1.输输出出电电压压、、负负载载电电流流→→稳稳压压管管2.输输出出电电压压→→UI3.输输出出电电压压、、负负载载电电流流、、稳稳压压管管电电流流、、UI→R4.UI、R→滤波电路路的等效效负载电电阻→C5.UI→U26.U2、R中电流→→整流二二极管已知输出出电压为为6V，，负载电电流为0～30mA。。试求图示示电路的的参数。。三、串联联型稳压压电路1.基本调整整管稳压压电路为了使稳稳压管稳稳压电路路输出大大电流，，需要加加晶体管管放大。。稳压原理理：电路路引入电压负反反馈，稳定输输出电压压。调整管的的作用及及如何提提高稳压压性能不管什么么原因引引起UO变化，都都将通过过UCE的调节使使UO稳定，故故称晶体体管为调调整管。。若要提高高电路的的稳压性性能，则则应加深深电路的的负反馈馈，即提提高放大大电路的的放大倍倍数。2.具有放大大环节的的串联型型稳压电电路（1）稳稳压原理理：若由由于某种种原因使使UO增大（2）输输出电压压的调节节范围同相比例例运算电路路则UO↑→UN↑→UB↓→UO↓（3）串串联型稳稳压电路路的基本本组成及及其作用用调整管取样电阻阻调整管：是电路路的核心心，UCE随UI和负载产产生变化化以稳定定UO。比较放大大基准电压压基准电压压：是UO的参考电电压。取样电阻阻：对UO的取样，，与基准准电压共共同决定定UO。比较放大大：将UO的取样样电压压与基基准电电压比比较后后放大大，决决定电电路的的稳压压性能能。（4））串联联型稳稳压电电源中中调整整管的的选择择IEmax＝IR1＋ILmax≈ILmax<ICMUCEmax＝UImax－UOmin<U(BR)CEOPTmax＝IEmaxUCEmax<PCM根据极极限参参数ICM、U(BR)CEO、PCM选择调调整管管！应考虑虑电网网电压压的波波动和和负载载电流流的变变化！！四、集集成稳稳压器器（三端端稳压压器））输出出电电压压：：5V、、6V、、9V、、12V、、15V、、18V、、24V输出出电电流流：：1.5A（（W7800））、、0.5A（（W78M00））、、0.1A（（W78L00））1.W7800系列列（1）简介介（2）基本本应用消除高频噪噪声使Co不通过稳压压器放电抵销长线电电感效应，，消除自激激振荡将输入端接接整流滤波波电路的输输出，将输输出端接负负载电阻，，构成串类类型稳压电电路。（3）输出出电流扩展展电路为使负载电电流大于三三端稳压器器的输出电电流，可采采用射极输输出器进行行电流放大大。很小三端稳压器器的输出电电压若UBE=UD，则二极管的作作用：消除除UBE对UO的影响。（4）输出出电压扩展展电路IW为几mA，，UO与三端稳压压器参数有有关。隔离作用基准电压电路复杂2.基准电压源源三端稳压压器W117输出电压UREF＝1.