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1、1,模拟电子技术基础,2,OCL互补功率放大电路,3,OTL互补功率放大电路,4,第十章 直 流 电 源,10.1 直流电源的组成及各部分的作用 10.2 整流电路 10.3 滤波电路 10.4 稳压二极管管稳压电路 10.5 串联型稳压电路 10.6 开关型稳压电路,5,10.1 直流电源的组成及各部分的作用,6,10.1 直流电源的组成及各部分的作用,7,10.2 整流电路,8,10.2 整流电路,10.2.1 半波整流电路,二、工作原理,一、电路组成,当u2处在正半波时，u20：,当u2处在负半波时，u20时,+,-,二极管D导通。,二极管D截止。,9,三、主要参数,1、输出电压平均值,
2、2、输出电流平均值,10,3.脉动系数,整流输出电压的基波峰值与输出电压平均值之比。,三、二极管的选择,一般根据流过二极管电流的平均值和它所承受的最大反向电压来选择二极管的型号。,11,单相半波整流电路的特点：1.简单易行，所用二极管数量少；2.输出电压低，交流分量大，效率低。3.因此该电路仅适用于整流电流较小，对脉动要求不高 的场合。,结论：,12,10.2.2 单相桥式整流电路,一、电路组成,既有二极管的阴极又有阳极,二极管阴极,二极管阳极,13,二、工作原理,正半周，u20:,D1.D3导通，D2.D4截止,负半周，u20:,D1.D3截止，D2.D4导通,D1.D2,D3.D4,14,
3、15,三、输出电压平均值和输出电流平均值,16,四、二极管的选择,17,思考1：一个二极管接反时的情况。,思考,18,思考2：一个二极管短路时的情况。,思考,！,整流桥中一个二极管短路，可能烧毁变压器线圈或整流管。,19,思考3：一个二极管虚焊（断路）时的情况。,思考,！,整流桥中一个二极管断路，变成半波整流。,20,实际应用1：利用桥式整流电路实现正、负电源,21,实际应用1：利用桥式整流电路实现正、负电源,变压器副边抽头不在中间时，输出的正、负电源是否还对称？,22,实际应用2：半桥式全波整流电路,23,24,例1（P509）电路如图所示,已知变压器副边电压有效值U2=30V,负载电阻RL
4、=100,试问:(1)输出电压平均值与输出电流平均值各为多少?(2)电网电压波动范围为10%,二极管的最大平均整流电流 IF 和最高反向工作电压 UR 至少应选取多少?(3)若整流桥中有一只二极管开路,重做(1),(2)。,25,例（P509）电路如图所示,已知变压器副边电压有效值U2=30V,负载电阻RL=100,试问:(1)输出电压平均值与输出电流平均值各为多少?,26,例（P509）电路如图所示,已知变压器副边电压有效值U2=30V,负载电阻RL=100,试问:(2)电网电压波动范围为10%,二极管的最大平均整流电流 IF 和最高反向工作电压 UR 至少应选取多少?,27,例（P509）
5、电路如图所示,已知变压器副边电压有效值U2=30V,负载电阻RL=100,试问:(3)若整流桥中有一只二极管开路,重做(1),(2)。,若一只二极管开路，则成为半波整流电路。,28,10.3 滤 波 电 路,29,1、滤波电路的概念：消除信号中交流成分的电路。,2、滤波的目的（作用）：进一步平滑输出信号。,3、滤波电路常用元件：电阻R、电容C、电感L。,4、电路类型：,电容滤波电路,电感滤波电路,一、概述,30,二、电容滤 波 电 路,在u2正半周D导通，给电容C充电，uC=u2,1、电路组成,2、工作原理,31,在u2正半周变小时，由于电容C 放电较慢，使u2 uC，D截止。,2、工作原理,
6、32,到u2下一周期中当u2 uC 时，D导通，u2给电容C充电，uC=u2。,2、工作原理,D导通,33,加滤波电容后输出电压平均值增大。,2.加滤波电容后脉动系数S减小。,3.RL越大，放电越慢，则UO(AV)值更大。,整流管导通时间短，冲击电流大，对 整流管要求较高。,2、工作原理,34,3、主要参数,当负载开路时,当RLC=(35)T/2时:,输出电压平均值,35,脉动系数,在电容滤波电路中，只有当电容充电时，二极管才导通，而且输出电流平均值变大，导致二极管在短暂的时间内将流过一个很大的冲击电流。因此必须选用较大容量的整流二极管，通常应选择IF(23)I O(AV)。,适用于负载电流较
7、小其变化也较小的场合,4、整流二极管的选择,36,例2 如图所示，RL=50欧姆，C=1000uF，U2=20V，U O（AV)有以下几种情况：,（1）28V（2）18V（3）9V 分析电路产生了什么故障。,RL开路,电容开路,一个二极管开路且电容开路,37,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,在u2正半周，D1导通，C1充电至，极性如图。,38,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,在u2负半周，D2导通，C2充电至。,+,-,39,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“
8、整流”、“倍压”功能。,40,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,+,-,41,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,+,-,42,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,+,-,43,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,+,-,44,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,由于前一级电容要向后一级电容充电，因此需下 一周期补充，即整个过程要经过多个周期稳定
9、。,45,三、倍压整流电路,利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现“整流”、“倍压”功能。,以上分析为空载情况，当接上负载后，由于电容 有了放电回路，因次电容上的电压达不到最大值。,46,例3 如图所示，要求输出电压U O（AV)=15V，负载电流平均值I L（AV)=100mA,U O（AV)=1.2U2。试问：（1）滤波电容的大小。（2）考虑到电网电压的波动范围为10%,滤波电容的耐压值。,解：（1）由U O（AV)=1.2U2 可知，C的取值应满足RLC=（35）T/2的条件。,47,48,（2）,电容的耐压值为,实际可选取容量为300F、耐压为25V的电容。,49,例4 如图所示，
10、RL=50欧姆，C=1000uF，U2=20V U O（AV)有以下几种情况:（1）28V（2）18V（3）9V 分析电路产生了什么故障?,解：（1）RL开路（2）电容开路（3）一个二极管开路且电容开路,50,10.4 稳压二极管稳压电路,51,10.4 稳压二极管稳压电路,稳压二极管的伏安特性及主要参数,IZIDZIZM,稳定电流,最大稳定电流,额定功耗,动态电阻 rz=UZ/IZ,稳压工作区：,稳压条件：,1、稳压管必须工作在反向击穿状态（稳压工作区）。,2、稳压管必须和串连的限流电阻一起使用才能完成稳压。,？,52,一、电路组成,53,二、稳压原理,1、从电网电压波动的角度,电网电压,U
11、I,UO(Uz),IDz,IR,UR,54,2、从负载变化的角度,RL,UO(Uz),IDz,IR,二、稳压原理,UR,当负载电阻变化时，稳压电路通过R上的电压变化来补偿UO的变化，即URUO，从而使UO基本不变。,55,电网电压,UI,UO(Uz),IDz,IR,UR,UO,RL,UO(Uz),IDz,IR,UO,UR,1、稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压二极管的电流调节作用，通过限流电阻R上的电压和电流进行补偿。,2、限流电阻R必不可少。,56,三、性能指标,1、稳压系数：,2、输出电阻：,衡量电网电压波动对稳压电路影响的性能指标。,衡量负载电阻变化对稳压电路影响的性能指标。,57,
12、对稳压管稳压电路：,(RrZ),交流等效电路,(RLrZ),58,已知UO，IL的变化范围,UI的波动范围。,UI=（23）UO,IZM-IZILmax-ILmin,四、电路参数的选择,1.UI的选择,2.稳压管的选择,UZ=UO,IZMILmax+IZ,59,3.限流电阻R的选择,二极管的最小电流,二极管的最大电流,60,10.5 串联型稳压电路,61,10.5 串联型稳压电路,一、基本调整管电路,1、稳压原理,62,二、具有放大环节的串联型稳压电路,1.电路构成,63,3.输出电压的调节范围,2.稳压原理,UO,UN,UB,UO,UO,UN,UB,UO,引入了负反馈,64,4.调整管的选择
13、,参数确定：,调整管一般为大功率管，选择时主要考虑三个极限参数：,65,(1）电路构成,5.放大环节由分立元件组成,66,（T3导通）,67,(2）稳压原理,UO,UB2,UC2,UO,引入了负反馈,(3）输出电压调节范围,68,10.15 直流稳压电源如图P10.15所示。（1）说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分各由哪些元件组成。（2）标出集成运放的同相输入端和反相输入端。写出输出电压的表达式。,69,10.14 电路如图P10.14所示，已知稳压管的稳定电压UZ6V，晶体管的UBE0.7V，R1R2R3300，UI24V。判断出现下列现象时，分
14、别因为电路产生什么故障（即哪个元件开路或短路）。,（1）UO24V；（2）UO23.3V；（3）UO12V且不可调；（4）UO6V且不可调；,（5）UO可调范围变为612V。,70,例5 两只稳压管的稳压值分别为5V和10V，正向导通电压为0.7V,将他们串联或者并联，可能得到几种电压值？,15V,5.7V,10.7V,1.4V,5V,0.7V,71,例6 已知图所示电路中稳压管的稳定电压UZ6V，最小稳定电流IZmin5mA，最大稳定电流IZmax25mA。（1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值；（2）若UI35V时负载开路，则会出现什么现象?为什么？,解：（1
15、）当UI10V和15V时，假定稳压管未被击穿，其两端的电压为：,（未达到稳压管的反向击穿电压，稳压管不稳压）,72,（2）29mAIZM25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。,当UI35V时，,(稳压管被反向击穿),（在稳压工作区）,73,例10.5.1 电路如图所示，已知输入电压U I 的波动范围为10%，调整管的饱和压降U CES=2V，输出电压的调节范围为520V，R1R3200。试问：（1）稳压管的稳定电压UZ 和R2的取值各为多少？（2）为使调整管正常工作，U I 的取值至少应取多少？,74,解：（1）,代入数据得：R2600，UZ=4V。,75,（2）为使调整管正常工作，须在输入电压
16、最低且输出电压最高时，保证调整管工作在放大状态。,故U I 至少取25V。,76,例10.5.2 电路如图所示，已知集成运放输出电流IO 最大值为2mA,调整管的电流放大倍数为30。试问：（1）最大负载电流ILmax 约为多少？（2）若要求稳压电路的输出电流为1A，应采取什么办法？画出改进部分的电路图。,77,解：（1）,78,（2）可以将调整管采用复合管。,79,例7 电路如图所示，试问：（1）调整管、基准电压电路、取样电路、比较放大 电路、保护电路分别由哪些元件组成；（2）简要说明过流保护电路的工作原理：（3）输出电压调节范围的表达式。,80,解：,（1）调整管：T1,T2组成的复合管。,基准电压电路：R3,Dz。,取样电路：R4,RP,R5。,比较放大电路：T3,R1。,过流保护电路：R2,LED。,81,(2)由图可知，过流保护电路为限流型。ULED=UBE1+UBE2+IOR2,正常工作时，ULEDUON,LED导通，对调整管的基极分流，从而限制了调整管的发射极电流，LED发光指示电路已过流保护。,82,83,第10章小结,基本要求：掌握整流、滤波电路的工作原理及其主要参数；掌握串联型稳压电源的工作原理、电路组成及其电压调节范围。,作业：P555 习题10.7 10.8 10.13 10.15 题,
