模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程(第三版)楊素行 PPT課件 第十章PPT課件

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1、10.1直流電源的組成圖 直流電源的組成電網(wǎng)電壓電源變壓器整流電路濾波器穩(wěn)壓電路負載第1頁/共49頁10.2單相整流電路單相半波整流電路tU sin22LRU2222U22U優(yōu)點：使用元件少。缺點：輸出波形脈動大；直流成分小；變壓器利用率低。圖 第2頁/共49頁單相全波整流電路+-圖 10.2.2全波整流電路圖 全波整流電路波形圖22U222U第3頁/共49頁單相橋式整流電路22UL22RU22U22UL22RU圖 圖 圖 第4頁/共49頁整流電路的主要參數(shù)一、輸出直流電壓 UO(AV)(d2120oO(AV)tuU 二、脈動系數(shù) SO(AV)O1mUUS 三、二極管正向平均電流 ID(AV)

2、四、二極管最大反向峰值電壓 URM第5頁/共49頁在橋式整流電路中，輸出直流電壓：2202O(AV)9 . 022)(tdsin21UUtUU 脈動系數(shù)：)4cos1542cos342(22OttUu - - - - 67. 02232422O(AV)O1m UUUUS二極管正向平均電流：O(AV)D(AV)21II 二極管最大反向峰值電壓：2RM2UU 第6頁/共49頁表 10 - 1單相整流電路的主要參數(shù) 主要參數(shù)主要參數(shù)電路形式電路形式UO（AV）/U2SID（AV）/ IO（AV）URM / U2半波整流半波整流0.45157%100%1.41全波整流全波整流0.9067%50%2.8

3、3橋式整流橋式整流0.9067%50%1.41第7頁/共49頁10.3濾波電路電容濾波電路適用于負載電流較小的場合。濾波電容大，效果好。輸出直流電壓為：2O(AV)2 . 1 UU 脈動系數(shù) S 約為 10% 20%。2)53(LTCR 當(dāng)當(dāng)圖 第8頁/共49頁RC - 型濾波電路輸出直流電壓為：O(AV)LLO(AV)URRRU + + 脈動系數(shù) S 約為：SRRCS )/(1L2 適用于負載電流較小的場合。圖 第9頁/共49頁電感濾波電路和 LC 濾波電路一、電感濾波器適用于負載電流比較大的場合。二、LC 濾波器輸出直流電壓為：2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 脈動系數(shù) S ：SL

4、CS 21 適用于各種場合。圖 圖 第10頁/共49頁LC - 型濾波電路圖 圖 10 - 2各種濾波電路的性能比較序號序號 性能性能類型類型U O（AV）/U2適用場合適用場合整流管的整流管的沖擊電流沖擊電流外特性外特性1電容濾波電容濾波 1.2小電流小電流大大軟軟2RC - 型濾波型濾波 1.2小電流小電流大大更軟更軟3LC - 型濾波型濾波 1.2小電流小電流大大軟軟4電感濾波電感濾波0.9大電流大電流小小硬硬5LC 濾波濾波0.9適應(yīng)性較強適應(yīng)性較強小小硬硬第11頁/共49頁10.4倍壓整流電路二倍壓整流電路22UiD1iD222U圖 二倍壓整流電路第12頁/共49頁多倍壓整流電路+-

5、+-22U-+u2+ -222U+ -222U+ -222U+ -222U+ -222U適用于要求輸出電壓較高、負載電流較小的場合。圖 多倍壓整流電路第13頁/共49頁10.5硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的主要指標整流濾波電路輸出電壓不穩(wěn)定的主要原因：負載變化；電網(wǎng)電壓波動。一、內(nèi)阻 Ro常數(shù)常數(shù) IOOoUIUR二、穩(wěn)壓系數(shù) Sr常數(shù)常數(shù)常數(shù)常數(shù) LLOIIOIIOOr/RRUUUUUUUUS第14頁/共49頁硅穩(wěn)壓管的伏安特性 O圖 10.5.1硅穩(wěn)壓管的伏安特性IU在反向擊穿區(qū)，流過穩(wěn)壓管的電流發(fā)生很大變化，兩端電壓基本不變。第15頁/共49頁硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、電路組成和工作原理穩(wěn)壓原理：

6、1. UI 不變，RL 減小RLILURUOIZIR=IL+IZ基本不變2. RL 不變， UI 升高UIUOIZURUO=UI - UR基本不變UOUO圖 第16頁/共49頁二、內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算1. 內(nèi)阻 RoZZIOo/rRrUUR 2. 穩(wěn)壓系數(shù) Sr當(dāng) rZ RL ， rZ uA 時，uB = + UOPP，調(diào)整管飽和導(dǎo)通，iE 向負載提供電流，并將能量儲存在電感的磁場中；當(dāng) ut uA 時，uB = - UOPP，調(diào)整管截止， iE = 0，電感釋放能量，產(chǎn)生的電流流過負載和二極管。圖 第35頁/共49頁結(jié)論：調(diào)整管處于開關(guān)狀態(tài)，發(fā)射極電位是高低交替的脈沖波形，經(jīng) LC 濾波電路

7、后，負載上得到較平滑的輸出電壓互感器 uO。 - -+ +- - 110DCESI0EOd)(d)(1d1TTTTtUtUUTtuTUII10IO1d1DUUTTtUTUT 脈沖波形的占空比。TTD1 圖 圖 電路的波形圖第36頁/共49頁10.9可控整流電路晶閘管的基本特性一、結(jié)構(gòu)與符號圖 晶閘管的結(jié)構(gòu)和符號陽極陰極控制極第37頁/共49頁二、工作原理圖 1. 控制極不加電壓，無論在陽極與陰極之間加正向或反向電壓，晶閘管都不導(dǎo)通。稱為阻斷2. 控制極與陰極間加正向電壓，陽極與陰極之間加正向電壓，晶閘管導(dǎo)通。NPNPNPIG1 2IG1IG圖 第38頁/共49頁結(jié)論：晶閘管由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通的條件

8、是在陽極和陰極之間加正向電壓時，再在控制極加一個正的觸發(fā)脈沖；晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)樽钄嗟臈l件是減小陽極電流 IA 。晶閘管導(dǎo)通后，管壓降很小，約為 1 V 左右。第39頁/共49頁三、伏安特性和主要參數(shù)1. 伏安特性O(shè)UAKIAUBOABCIHIG= 0正向阻斷特性：當(dāng) IG= 0 ，而陽極電壓不超過一定值時，管子處于阻斷狀態(tài)。UBO 正向轉(zhuǎn)折電壓正向?qū)ㄌ匦裕汗茏訉?dǎo)通后，伏安特性與二極管的正向特性相似。IH 維持電流當(dāng)控制極電流 IG 0 時， 使晶閘管由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通所需的陽極電壓減小。IG 增大反向特性：與二極管的反向特性相似。UBR圖 晶閘管的伏安特性第40頁/共49頁2. 主要參數(shù) 斷態(tài)重

9、復(fù)峰值電壓 UDRM 反向重復(fù)峰值電壓 URRM 額定通態(tài)平均電流 IT 額定通態(tài)平均電壓 UT 維持電流 IH ： 控制極觸發(fā)電壓 UGT 控制極觸發(fā)電流 IGT第41頁/共49頁單相橋式可控整流電路+-uG在 u2 正半周，當(dāng)控制極加觸發(fā)脈沖，VT1 和 VD2 導(dǎo)通；在 u2 負半周，當(dāng)控制極加觸發(fā)脈沖，VT2和 VD1 導(dǎo)通；：控制角； ：導(dǎo)電角一、電路組成及工作原理圖 圖 第42頁/共49頁二、電路參數(shù)的估算)(dsin212O(AV)ttUU 2cos19 . 02O(AV) + + UU即： 輸出電壓平均值： 輸出電流平均值：2cos19 . 0L2LO(AV)O(AV) + +

10、 RURUI 晶閘管承受的最大反向電壓：2TM2UU 2cos1222 + + U06012018000.40.81.0UO(AV)/U2圖 第43頁/共49頁單結(jié)管觸發(fā)電路 對觸發(fā)電路的要求： (1) 觸發(fā)時，能提供足夠的觸發(fā)脈沖電壓和電流。 (2) 觸發(fā)電路的漏電壓不超過 0.25 V。 (3) 觸發(fā)脈沖的前沿時間小于 10 s。 (4) 觸發(fā)脈沖要有足夠的寬度。一般要求大于 20 s。 (5) 控制角的范圍接近或大于 150。 (6) 觸發(fā)電路必須與主電路同步。第44頁/共49頁一、單結(jié)管的結(jié)構(gòu)及特性N 型硅片P 區(qū)PN 結(jié)eb1b2單結(jié)晶體管又稱為雙基極晶體管。(a)結(jié)構(gòu)(b)符號等效電路圖 單結(jié)管的結(jié)構(gòu)及符號第45頁/共49頁特性：+-UA+-UD+-UEB1+-UBBBBBBb2b1b1AUUrrrU + + b2b1b1rrr+ + 分壓比OUEB1IEAPVBIPUP截止區(qū)負阻區(qū)飽和區(qū)峰點UP：峰點電壓IP：峰點電流谷點UV：谷點電壓IV：谷點電流圖 (a)圖 (b)第46頁/共49頁二、單結(jié)管的脈沖發(fā)生電路圖 單結(jié)管的脈沖發(fā)生電路第47頁/共49頁三、單結(jié)管的觸發(fā)電路圖 圖 第48頁/共49頁感謝您的觀看。第49頁/共49頁