西安交通大學(xué) 趙進(jìn)全 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第十章PPT課件

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1、濾波電路4u穩(wěn)壓電路5u整流電路3u波形圖3utO4utO5utO第1頁/共74頁10.2 單相整流及電容濾波電單相整流及電容濾波電路路10.2.1 單相橋式整流電路1. 電路組成電路組成a+_uOTru2+_u1b+_D1D2D4D3RL第2頁/共74頁2. 工作原理工作原理u2tO22UuOtOtOiO22UL2/2RU輸入電壓輸出電壓輸出電流設(shè)tUu sin222 (a)二極管D1D4性能理想(b)uOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第3頁/共74頁tOuD1uD3,tOiD1iD3,u2tO22U輸入電壓二極管D1、D3電流二極管D1、D3電壓22UL2/2RU

2、uOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第4頁/共74頁3. 主要性能指標(biāo) (1) 整流輸出直流電壓 u2tO22UuOtO22U)6cos3524cos1522cos321(222O tttUu 因?yàn)檩敵鲭妷簍uU 02Od1輸出直流電壓222U 29 . 0 U 第5頁/共74頁(2) 輸出電壓紋波因數(shù) OorUU 定義式中Uor 輸出電壓中各次諧波電壓有效值的總和UO 輸出電壓的平均值第6頁/共74頁2O2O22OorUUUUU 對(duì)于全波整流電路)6cos3524cos1522cos321(222O tttUu 26o24o22oorUUUU2O22UU 由于故1)(

3、2O2 UU483. 0 第7頁/共74頁(3) 整流二極管的正向平均電流 2ODII (4) 整流二極管的最高反向電壓 2RM2UU LO2RU L229 . 0RU L245. 0RU uOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第8頁/共74頁10.2.2 電容濾波電路+_uOTru2+_u1+_D1D2D4D3RLC第9頁/共74頁(1) 當(dāng)當(dāng)C=0時(shí)時(shí)1 . 工作原理工作原理Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C輸入電壓tUu sin222 23 4u222UtO第10頁/共74頁23 4u222UtO輸入電壓輸出電壓波形橋式整流電路輸出電壓2O9 . 0 UU

4、 Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uOuOO23422Ut第11頁/共74頁輸出電壓波形由于電容器的充電時(shí)間常數(shù)0o1 Cr (2) 當(dāng)C0、RL=時(shí)22UuOO234tTr+u1D4+D1D3D2u2uO+Cro23 4u222UtO輸入電壓第12頁/共74頁(3) 當(dāng)C0、RL 時(shí)電容器的充電時(shí)間常數(shù)0)/(oLo1 CrCRr 輸出電壓23 4u222UtO輸入電壓Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro22UO234tuOuC,uO =uC u2第13頁/共74頁輸出電壓23 4u222UtO輸入電壓Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro22UO234tuOuC,

5、當(dāng)C充電到最高點(diǎn)時(shí)C將通過RL開始放電二極管D1、D3將截止第14頁/共74頁電容器的放電時(shí)間常數(shù)CRL2 由于2較大，放電比較緩慢Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C23 4u222UtO輸出電壓22UO234tuOuC,ro第15頁/共74頁當(dāng)|u2|uC時(shí)C又開始充電，直到最大值。二極管D2、D4導(dǎo)通23 4u222UtOTr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro輸出電壓22UO234tuOuC,第16頁/共74頁t輸出電壓波形23 4u222UtO輸入電壓Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+CroC放電C充電D截止D導(dǎo)通22UO234uOuC,第17頁/共74頁2電

6、容濾波電路的外特性及主要參數(shù)估計(jì) (1) 電容濾波電路的外特性)(OOifu 0.9U2C=0C小C大Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+CiOuOiOO22U第18頁/共74頁a. 當(dāng)iO一定時(shí)，C越小，UO(AV)越小，紋波越大。b.當(dāng)C一定時(shí)，iO越大, UO(AV)越小。外特性特點(diǎn)電容濾波電路適用于負(fù)載電流比較小或負(fù)載基本不變的場(chǎng)合。結(jié)論： 外特性差0.9U2C=0C小C大uOiOO22U第19頁/共74頁(3) 輸出電流平均值 L2L(AV)OO(AV)2 . 1RURUI (2) 輸出電壓平均值2(AV)O)4 .11 .1(UU 一般取 2O(AV)2 . 1 UU 若若L

7、CR 2)5(3T第20頁/共74頁(4) 整流二極管的平均電流 (b) 二極管導(dǎo)通時(shí)，有沖擊電流(a) 比無濾波電容時(shí)的平均電流大二極管電流的特點(diǎn)tO23OtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO流過二極管電流波形電壓波形第21頁/共74頁放電時(shí)間常數(shù)越大，越小，沖擊電流越大。(c) 沖擊電流與二極管的導(dǎo)通角()有關(guān)O23tOtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO(5) 整流二極管的最高反向電壓 2RM2UU 第22頁/共74頁3型濾波電路 R+C1C2uIuORL+L+C1C2uIuORL+LC型濾波電路RC型濾波電路第23頁/共74頁在圖示電烙鐵供電電路中，試分

8、析以下幾種情況各屬在圖示電烙鐵供電電路中，試分析以下幾種情況各屬于什么供電電路？輸出電壓多高？哪種情況下電烙鐵于什么供電電路？輸出電壓多高？哪種情況下電烙鐵溫度最低？為什么？溫度最低？為什么？(1) S1、 S2均閉合均閉合;(2) S1、 S2均分?jǐn)嗑謹(jǐn)?(3) S1閉合閉合、S2分?jǐn)喾謹(jǐn)?(4) S1分?jǐn)喾謹(jǐn)唷?S2閉合。閉合。電烙鐵電烙鐵UOCD1D3D2D4S1S2220V思 考 題第24頁/共74頁10.3.1 穩(wěn)壓電路的功能和性能指標(biāo) 1穩(wěn)壓電路的功能 穩(wěn)定輸出直流電壓穩(wěn)定輸出直流電壓2穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo) (1) 穩(wěn)壓系數(shù) 0,0IIOOrO TIUUUUS10.3 串聯(lián)反饋

9、型線性穩(wěn)壓電串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路路第25頁/共74頁(2) 電壓調(diào)整率 %10010,0IOOO TIUUUUS(3) 輸出電阻 0,0OOOI TUIUR(4) 電流調(diào)整率 %1000,0OOI TUIUUS第26頁/共74頁(5) 輸出電壓的溫度系數(shù) %10010,0OOIO UITTUUS穩(wěn)壓電路輸出端的交流分量（通常為100Hz）的有效值或幅值。 (6) 紋波電壓 (7) 紋波電壓抑制比 oppippriplg20UUS 輸入、輸出電壓中的紋波電壓之比第27頁/共74頁10.3.2 串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路的工作原理1電路組成 基準(zhǔn)環(huán)節(jié)比較放大環(huán)節(jié)調(diào)整環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)+R+AUBUREFU

10、IRLTDZRWR2R1UF+UO第28頁/共74頁2穩(wěn)壓原理 IU OUCEUL)(R或FUOUBU+R+AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO第29頁/共74頁REFW22W1minOURRRRRU REF22W1maxOURRRRU REFW22W1OURRRRRU 3輸出電壓UI+RRL+-ATDZRWR2R1UBUFUREF+UOWR WR +第30頁/共74頁4調(diào)整管參數(shù)選取原則 (1) ICMIOmaxO(max)CE(max)IU(2) PCM(3)CEO(BR)UCE(max)U第31頁/共74頁5限流保護(hù)電路 保護(hù)電路R+-UORL+T1IB1T2IC2URUB

11、IO比較放大環(huán)節(jié)I+UI第32頁/共74頁(2) 當(dāng)Io增大, T2導(dǎo)通。IB1減小，限制了Io的增大。(1) 當(dāng)IO較小時(shí)，URIZmax，穩(wěn)壓管首先可能被燒壞。(4) 如R=0,則u2RD1D3D2D4C1RLUOC2DZu1V15Z U+第60頁/共74頁例2 試求圖示電路的輸出電壓UO 的可調(diào)范圍。 解 由題意知，運(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)，根據(jù)“虛短”的概念，由圖可得 +-+-+AW7808OU1R2R3RpR4RK5K5K3K1K2IUV15+-XXUpR pR 第61頁/共74頁O2P1P1XX433URRRRRURRR 故XXP12P1433OURRRRRRRRU +-+-+AW7

12、808OU1R2R3RpR4RK5K5K3K1K2IUV15+-XXUpR pR 第62頁/共74頁當(dāng) 時(shí) ppRR V8V)821213555(O U當(dāng) 時(shí)0p RV12V)82213555(O U故 UO 的可調(diào)范圍為812V。 XXP12P1433OURRRRRRRRU PR PR(0 )第63頁/共74頁例3 運(yùn)算放大器組成的穩(wěn)壓電路如圖所示。圖中輸入直流電壓UI=30 V，調(diào)整管T的=25，運(yùn)算放大器的開環(huán)增益為100 dB、輸出電阻為100 ， 輸入電阻為2 M ，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=5.4 V，穩(wěn)壓電路的輸出電壓近似等于9 V。在穩(wěn)壓電路工作正常的情況下，試問： +R112kU

13、OUiAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第64頁/共74頁(1) 調(diào)整管T的功耗PT和運(yùn)算放大器的輸出電流等于多少？ (2) 從電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路詳細(xì)分析計(jì)算的角度看，該穩(wěn)壓電路的輸出電壓能否真正等于9V?如不能，輸出電壓的精確值等于多少？+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第65頁/共74頁(3) 在調(diào)整管的集電極和基極之間加一只5.1 k的電阻R4（如圖中虛線所示），再求運(yùn)算放大器的輸出電流；(4) 說明引入電阻R4的優(yōu)點(diǎn)。+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第66頁/共74頁解 (1) 調(diào)整管功耗 )()(32

14、OLOOIECETRRURUUUIUP W11. 2mW)329091. 09()930( +R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第67頁/共74頁運(yùn)算放大器的輸出電流IAO即為調(diào)整管的基極電流IB )(1132OLOBAORRURUII mA87. 3mA)329091. 09(2511 +R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第68頁/共74頁(2) 由于電路中運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)是有限值，所以UO只能近似等于9V。已知運(yùn)放的開環(huán)增益 A=105 電路的反饋系數(shù)53323323 RRRF+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T9

15、15.1k2k3k+第69頁/共74頁531011055 按負(fù)反饋電路增益計(jì)算方法可得閉環(huán)增益AFAA 1f60001105 第70頁/共74頁V)4 . 56000110(5 V9998. 8 ZfOUAU 故+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第71頁/共74頁(c) 增加電阻R4后，流過R4的電流I4為 mA98. 3mA1 . 5)7 . 09(30)7 . 0(4OI4 RUUImA11. 0mA)87. 398. 3(B4AO III運(yùn)放的輸出電流 為 AOI +R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第72頁/共74頁(d) R4接入后減小了運(yùn)放A的輸出電流，從而降低運(yùn)放的功率損耗。但是運(yùn)放A對(duì)調(diào)整管的基極電流的控制作用則有所削弱。 +R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第73頁/共74頁感謝您的觀看！第74頁/共74頁