2013-10-第十章-直流电源电路解析

引言晶体二极管及应用电路晶体三极管及应用电路场效应管及基本放大电路放大电路的频率响应负反馈放大电路双极型模拟集成电路双般型模拟集成电路的分析与应用MOS模拟集成电路直流电源电路电子电路的计算机辅助设计（自学）课程主要内容问题：1.如何将50HZ、220V的交流电压变为5V的直流电压？2.为什么有的直流电源在电网电压变化和负载变化时输出电压基本不变，而有的随之变化？3.为什么市场上销售的6V的直流电源接到收音机上，为什么有的声音清晰，有的含有交流声？第10章直流电源电路第10章直流电源电路10.1直流电源的组成10.2整流电路10.3滤波电路10.4稳压电路10.5集成稳压器（三端稳压器）第10章直流电源10.1直流电源的组成10.2整流电路10.3滤波电路10.4稳压电路10.5串联反馈式稳压电路10.6三端集成稳压电路10.1直流电源的组成直流电源中各单元作用：（1）电源变压器：将电网交流电压值降为所需要的值。（2）整流电路：将交流电变为脉动的直流电。（3）滤波电路：利用储能元件减小脉动。（4）稳压电路：负载变换、电网电压变化时，输出不变。概念：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。在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：(1)允许电网电压波动±10％，(2)负载有一定的变化范围。稳压电路的主要指标：1.输出电压2.输出电流3.输出功率4.稳压系数：表明电网电压波动时电路的稳压性能。

在负载电阻不变时，输出电压相对变化量与输入电压变化量之比。5.输出电阻：表明负载电流变化时电路的稳压性能。

在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变化量之比。6.纹波电压：输出电压的交流分量。10.2整流电路研究的问题：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。1.单相桥式全波整流电路u2的正半周

A→D1→RL→D3→Bu2的负半周

B→D2→RL→D4→A四只管子如何接？说明：集成的桥式整流电路称为整流堆。2.整流二极管的选择10.3滤波电路一、电容滤波电路研究的问题：1.电路的工作原理：RC滤波电路的工作原理。2.滤波电容的选择：C的确定依据。1.工作原理C越大，RL越大，τ放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。放电充电

2.二极管的导通角导通角小到一定程度，难以选择二极管！T/2问题：若RL

开路时，Uo1(AV)=？

若无电容时,Uo1(AV)=？

iD

3.滤波电容选择4.优缺点(1)简单易行，输出平均直流电压高，C足够大时交流分量较小；(2)不适于大电流负载。负载电流和滤波电容C的经验匹配选择负载电流1A左右0.5～1A0.1～0.5A200～50mA50mA以下滤波电容/μF20001000500200～500200二、电感滤波电路

当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。三、复式滤波电路一、稳压管的伏安特性和主要参数稳定电压UZ：稳压管的击穿电压。稳压电流IZ、IZM：使稳压管工作在稳压状态的最小、最大电流。最大耗散功率PZM：允许的最大功率，PZM=IZMUZ。动态电阻rz：工作在稳压状态时，rz＝△U/△I。rZb-IZb-IZM10.4稳压电路二、稳压管稳压电路稳压原理：三、主要指标1.输出电压UO＝UZ2.输出电流ILmax－ILmin≤IZM－IZ3.稳压系数4.输出电阻四、特点

简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定，输出电流变化范围较小的场合。-IZb-IZM五、稳压管稳压电路的设计1.UI的选择：为了具有较好的稳压性能，R应取大些；但是若R大，则UI也要大，Sr将变大，稳压性能反而变差。

通常，UI＝（2～3）UZ2.稳压管的选择:

UZ＝UO,IZM－IZ>ILmax－Ilmin3.限流电阻R的选择：保证稳压管既稳压又不损坏。电网电压最低且负载电流最大、稳压管的电流最小时满足：电网电压最高且负载电流最小、稳压管的电流最大时满足：例题：已知输出电压为6V，负载电流为0～30mA。试选择稳压管、限流电阻、滤波电容、整流二极管、变压器副边电压有效值，电网电压波动δ=±10％。分析：依次选择稳压管、UI、R、C、U2、整流

二极管稳压管Dz：根据输出电压要求→稳压管UZ=6V，根据负载电流变化，要求IZM－IZ>ILmax－Ilmin=30mA2.整流输出电压：UI＝（2～3）UZ=（12～18）V1.输出电压、负载电流→稳压管，UZ=6V，2.整流输出电压UI＝（2～3）UZ=（12～18）V3.限流电阻R

根据输出电压UZ、负载和稳压管电流范围、UI（1±10％），变压器输出电压有效值UI其中RL’=R+rDZ//RL，T=50ms整流二极管的选择考虑电网电压波动δ=±10％

时，整流二极管的最大整流电流IF和最高反向工作电压UR分别满足5.滤波电容C：10.5串联反馈式稳压电路串联稳压电路框图串联稳压电路特点：电压调节电路与输出负载串联。小结：输出电压仅与基准电压有关，与负载变化和输入电压变化无关，所以输出稳定。串联稳压电路稳压工作原理1（负载不变，输入电压波动时）串联稳压电路稳压工作原理2（输入电压稳定，负载波动时）10.6三端集成稳压电路输出电压：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V输出电流：1.5A（W7800）、0.5A（W78M00）、0.1A（W78L00）2.基本应用抵销长线电感效应，消除自激振荡消除高频噪声使CO不通过稳压器放电一、W7800系列

1.简介说明：输入UI取值范围需查阅芯片的相关参数。如7805，8V≤UI≤18V二、基准电压源三端稳压器W107基准电压源电路输出电压：Uo=1.25V三、三端集成稳压电路的应用输出电压:1.提高输出电压的稳压电路2.可调输出的三端稳压器典型电路输出电压:输出电流:条件：复习与考试考试内容：重点是各章的基本概念及其应用考查什么？会看：电路的识别及定性分析。如是哪种电路：运算电路、有源滤波器、电压比较器、波形发生电路、功率放大电路、电源……；又如放大倍数的大小、频带的宽窄、反馈性质及其对放大电路性能的影响、输出功率的大小……会算：电路的定量分析。如求解运算关系、电压传输特性、输出功率及效率、输出电压的可调范围、输出电压波形及其频率和幅值……会选：在已知需求情况下选择电路形式，在已知功能情况下选择元器件类型，在已知指标情况下选择元器件的参数。如将正弦波变为方波、产生100kHz的正弦波、输出电压为10～20V负载电流为3A的直流稳压电源……会调：

电路调试的方法及步骤，调整电路性能指标应改变哪些元件参数、如何改变，电路故障的判断和消除，等等。

如调整三角波振荡电路的振荡频率和幅值达到预定值的方法和步骤、电路中某电阻断路或短路对电路产生的影响、电路出现异常情况可能的原因……复习与考试怎样复习以基本概念、基本电路、基本分析方法为主线概念和性能指标：每个术语的物理意义。基本电路：电路结构特征，这是读图的基础。基本分析方法：通常，不同类型的电路采用不同的方式来描述其功能和性能指标，不同类型电路的指标参数有不同的求解方法。如运算电路用运算关系式描述、电压比较器用电压传输特性描述、有源滤波器用幅频特性描述、功率放大电路用最大输出功率和效率描述、波形发生电路用输出电压波形及其周期和振幅描述、直流电源用输出电压和输出电流来描述……怎样复习注意综合性：如非正弦波发生电路既含有运算电路（