电工电子技术基础第十一章.ppt

第一节 整流电路,第二节 滤波电路,第三节 稳压电路,第四节 直流稳压电源,第五节 集成稳压电路,本章小结,第十一章 整流、滤波及稳压电路,第一节 整流电路,1组成：单向桥式整流电路如图所示，是由 4 只二极管接成电桥形式。,一、整流电路,3电路特点：输出电压脉动小；每只整流二极管承受的最大反向电压也较小；变压器的利用效率高。,2工作原理：,（1）当 vi 正半周时变压器T次级线圈 3 正 4 负，二极管VD1、VD2 导通， VD3、VD4 截止负载 RL 上获得单向脉动电流。电流方向：3VD1 负载 VD2 4。,（2）当 vi 负半周时 变压器T次级线圈 4 正 3 负，二极管VD3、VD4 导通， VD1、VD2 截止负载 RL 上获得单向脉动电流。电流方向：4VD3 负载 VD4 3。,第一节 整流电路,（1）特点：输出的负载电压是可控的。,二、可控整流电路,第一节 整流电路,（2）工作过程：, 当 t = 时，控制极加有触发电压 uG ，晶闸管具备了导通条件而导通，由于晶闸管正向压降很小，电源电压几乎全部加到负载上，即,设为 u1 变压器一次电压， u2 为变压器二次电压，RL 为负载。, 当 u2 为正半周时，晶闸管 VT 承受正向电压，如果此时没有加触发电压，则晶闸管处于正向阻断状态，负载电压,uL = u2,uL = 0,第一节 整流电路, 在 t 期间，尽管 uG 在晶闸管导通以后立即消失，但晶闸管仍然保持导通，因此，在这期间，负载电压 uL 基本与二次电压 u2 保持相等。, 当 t = 时，U2 = 0，晶闸管自行关断。, t 2 时， uL 进入负半周，晶闸管承受反向电压呈反相阻断状态，负载电压 uL = 0。,第一节 整流电路,（3）原理分析：, 在 u2 的第二个周期，电路将重复第一周期的变化。如此反复，负载 RL 上就得到单向脉动的直流电压。, uL平均值, 控制角 的可控制导通角 ， 越大 越小，且和为定值， + = 。, 控制角 可改变了负载电压 uL 的平均值，即,反之亦成立。,第一节 整流电路,1电路图,三、单结晶体管触发电路,第一节 整流电路,2工作原理,（1）触发脉冲电压的形成：,接通电源，电源通过微调电阻 RP 和 R1，对电容 C 充电，电压 UC 上升，当上升到单晶结管的导通电压后，单结晶体管导通，C 通过 R3 放电，在 R3 上形成很窄的正脉冲 ub1，随着 C 的放电，单结晶体管发射极 e 点电压低于导通值而截止，放电结束，一个周期结束。随后电源继续给 C 充电，重复上述过程，在R3 上便形成了触发脉冲电压。,第一节 整流电路,（2）分析：, 改变 RP 阻值大小，即可调整 C 的充电快慢，从而改变脉冲频率。, 时间常数 =RC。当 RC时，触发脉冲前移。,第一节 整流电路,第二节 滤波电路,一、RC 平滑滤波器,二、LC 平滑滤波器,滤波器：由电容器、电感器和电阻器按一定方式组合而成的，产生滤波作用的电路。,一、RC 平滑滤波器,1工作原理：RC 平滑滤波电路的输入输出电压波形如图所示。,滤波：整流电路中输出的脉动直流电，保留其直流成分，而滤除它的交流成分的过程。,第二节 滤波电路,滤波前输入脉动直流电，滤波后，输出为平滑的直流电，而RC组成的滤波电路，利用储能元件 C 的储能作用实现滤波。,对于直流成分：C 相当于开路，XC = 。直流电压被 R 和RL 分压，为了使直流电压在 R 上的压降较小，R RL 。,2参数选择,对于交流成分：C 相当于短路，XC 0 ，即 R XC，从而保证交流成分在负载电阻RL上的压降大大减小 。滤波电容 C的选择条件：能使它在 50 Hz（或 100 Hz）频率时的容抗相对于电阻 R 小的多。,第二节 滤波电路,二、LC 平滑滤波器,1工作原理：LC 平滑滤波器的电路与工作波形如图所示。,滤波电容 C 的选择条件：能使它在 50 Hz（或100 Hz）频率时的容抗相对于电感 L 的感抗小的多。,第二节 滤波电路,2参数选择,对于交流成分：XL XC 。因此，交流成分几乎全部降落在线圈 L 的两端，而电容两端的交流电压降极小。,滤波电容和平滑电容一般都采用电解电容器。,滤波电容 L的选择条件：L 选择越大，滤波效果越好，通常取值在几亨到几十亨。,对于直流成分：XL = 0，而 XC = 。因此，直流输出电压是由电感线圈的直流电阻和负载 RL 来分压。直流电压全部降在负载电阻 RL 上（因为电感线圈的直流电阻很小）。,第二节 滤波电路,第三节 稳压电路,一、硅稳压二极管的工作特性,二、工作原理,稳压电路：当电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定电压的电路。,实验 11 - 1 硅稳压二极管特性实验,2记录实验结果分析归纳。,1按图所示电路安装实验线路。,第三节 稳压电路,1硅稳压二极管：具有稳压特点，是晶体管稳压电路的基本元件，是特殊的二极管。符号：,2硅稳压二极管特性：反向击穿区的曲线更为陡峭，其反向特性曲线如图所示。,一、硅稳压二极管的工作特性,（1）反向电压 UR 较小时，稳压二极管的反向电流很小。,（2）UR 增加到某一值时，反向电流开始急剧增加，稳压二极管的工作状态进入反向击穿区。,第三节 稳压电路,3稳压原理：反向电流大范围变化而反向电压几乎不变。,4实现方法：限制反向击穿电流，使管功率损耗不超过额定值。,第三节 稳压电路,网电压波动稳压电路输入电压 Ui VZ 两端电压输出电压 Uo Iz 显著通过R的电流 I1 R 上压降 输出 Uo,输出电压保持近似稳定。,二、工作原理,第三节 稳压电路,第四节 直流稳压电源,一、直流稳压电源的构成,二、直流稳压电源的工作原理,1组成框图如下,变压器：变压，将网电（交流 220 V ）降至所需交流电压。,一、直流稳压电源的构成,整流电路：整流，将交流电整流成脉动直流电。,滤波器：滤波，将脉动直流电转换为平滑直流电。,稳压器：稳压，将平滑直流电变成稳定的恒压直流电。,第四节 直流稳压电源,2电路图如图所示,第四节 直流稳压电源,图中标明各点的输出电压波形如图所示。,第四节 直流稳压电源,3桥式整流电路构成：二极管 VD1、VD2、VD3、VD4 组成，桥式整流器直接与供电电网相接。 滤波电路构成：电容 C1、C2 和电阻 R1 组成。 稳压电路构成：稳压二极管 VD5、R2，稳压电路与负载相接。,第四节 直流稳压电源,实验 11 - 2 直流稳压电源电路实验,1按图示电路在实验板上安装电路。,二、直流稳压电源的工作原理,第四节 直流稳压电源,2用自耦调压器将电源变压器与电网连接起来。调节自耦变压器，使 1 与 2 点间的电压为 220 V。 3将变压器二次电压 12.6 V 加到桥式整流器的输入端，并用示波器观察 3 和 4 点间的波形。 4示波器与万用表分别测量 5 与 6 点、7 与 6 点间的电压和波形。 5将示波器与直流电压表接在点 8 和 6 点间，用 2.2 k 电位器作为电路负载。用电流表测量输出电流。,第四节 直流稳压电源,6调节自耦调压器，使输入电压在 10 的范围内调整，即分别使 Ui = 200 V 和 Ui = 240 V ，测量相应的输出电压。,7关掉电源、拆掉电路。对实验结果进行分析和归纳总结,（1）结合 3、5、7、8 的波形变化，说明各部分作用。,（2）输入电压调整时，输出电压为什么可以稳定。,（3）稳压管工作时有何要求（反接、限流、稳压值的选择）。,第四节 直流稳压电源,第五节 集成稳压电路,一、集成稳压电路,二、实用举例,1“三端式”集成稳压电路：,具有三个引线端，即：,一、集成稳压电路,第五节 集成稳压电路,国产三端式集成稳压电路由 W78 系列和 W79 系列等。,2它的外形与普通晶体管类似，外壳就是公共端，不必将其散热片与底板绝缘，因而使用安装很方便。,外形结构如图所示。,第五节 集成稳压电路,代表符号如图所示,第五节 集成稳压电路,1单路输出正电压的接法,二、实用举例,第五节 集成稳压电路,2单路输出负电压的接法,第五节 集成稳压电路,本章小结,1滤波电路滤除脉动电流中的