ACH10直流稳压电源2ACH11模拟电子电路的分析和设计A.ppt

1,例题10.1.1单相桥式整流、电容滤波电路如图所示。已知220V交流电源频率f=50Hz，要求直流电压VL=30V，负载电流IL=50mA。试求电源变压器副边电压v2和副边电流i2的有效值，选择整流二极管及滤波电容器。,VL=(1.11.2)V2,V2=VL/1.2=25V,I2=(1.52)IL,=75mA,V2=25VI2=75mA,2,二极管承受的最大反向电压：,VRM=,流过二极管的平均电流：,ID=1/2IL=25mA,=35V,整流二极管的选择：,V2=25VI2=75mA,可选用2CZ51D整流二极管或硅桥QL-1型:IF=50mA，VRM=100V,例题10.1.1单相桥式整流、电容滤波电路如图所示。已知220V交流电源频率f=50Hz，要求直流电压VL=30V，负载电流IL=50mA。试求电源变压器副边电压v2和副边电流i2的有效值，选择整流二极管及滤波电容器。,3,滤波电容器的选择：,d=RLC（35）,C（35）/RL,C=2T/RL,=2T/(VL/IL),=0.04s/600,=66.6F,V2=25VI2=75mA,滤波电容器承受的最大电压VCM为：,=38.5V,可选用68F/50V的电解电容器。,例题10.1.1单相桥式整流、电容滤波电路如图所示。已知220V交流电源频率f=50Hz，要求直流电压VL=30V，负载电流IL=50mA。试求电源变压器副边电压v2和副边电流i2的有效值，选择整流二极管及滤波电容器。,4,下图电路中，已知变压器副边交流电压u2的有效值U2=10V，选择正确的答案填空。,1.电路正常工作时，输出直流电压UL=。A.4.5VB.9VC.12VD.14V2.若电容C脱焊，则输出直流电压UL=。A.4.5VB.9VC.12VD.14V3.有电容C，但负载RL开路，则输出直流电压UL=。A.4.5VB.9VC.12VD.14V,5,4.若二极管D2接反，则。A.变压器有半周被短路，会引起元器件损坏B.变为半波整流C.电容C将过压击穿D.输出电压变大5.若二极管D1开路，D2短路，则。A.变压器有半周被短路，会引起元器件损坏B.变为半波整流C.电容C将过压击穿D.输出电压变大,6,10.直流稳压电源,10.0直流稳压电源的组成及各部分的作用10.1小功率整流滤波电路10.2串联反馈式稳压电路,7,10.2串联反馈式稳压电路,10.2.1稳压电源的质量指标10.2.2串联反馈式稳压电路的工作原理10.2.3三端集成稳压器10.2.4三端集成稳压器的应用,8,10.2.1稳压电源的质量指标,稳压系数输出电阻RO,表明电网电压的波动对输出电压的影响。,表明负载电阻对稳压性能的影响。,9,1、稳压管稳压电路：电压可调电源,特点：调节W，可调节R2部分的阻值比，从而改变输出电压。,10.2.2串联反馈式稳压电路的工作原理,限流电阻,vo,10,1、稳压管稳压电路：电压可调电源,优点：结构简单；缺点：输出电压受VZ的限制。适用于：小负载,10.2.2串联反馈式稳压电路的工作原理,vo,11,2、串联反馈式稳压电源典型的稳压电路。,基准电压,比较放大,调整管,取样,整流滤波后得到的输出电压,12,2、串联反馈式稳压电源典型的稳压电路。,基准电压,电压串联负反馈,vo,取样电压v2,vd,vB,vo,稳压原理：,当负载、输入电压变化时，输出稳定。,(+),(+),(+),(+),13,2、串联反馈式稳压电源典型的稳压电路。,基准电压,求输出电压vo,满足深度负反馈，根据虚短和虚断,14,10.2.3三端集成稳压器,输入端输出端公共端,（a）金属封装外形图（b）塑料封装外形图（c）方框图,15,10.2.3三端集成稳压器,固定式三端集成稳压器,可调式三端集成稳压器,分类,正稳压器(W78XX),负稳压器(W79XX),5V6V9V12V15V18V24V,16,固定式三端集成稳压器,可调式三端集成稳压器,分类,W78XX,W79XX：输出电流1.5A,W78MXX,W79MXX：输出电流0.5A,W78LXX,W79LXX：输出电流0.1A,10.2.3三端集成稳压器,17,10.2.3三端集成稳压器,固定式三端集成稳压器,可调式三端集成稳压器,分类,正电压输出LM117LM217LM317,负电压输出LM137LM237LM337,18,10.2.4三端集成稳压器的应用,W78XX,C1,C2,vI,vO,2,1,3,C3,+,+-,+-,C1：防止电路产生自激振荡C2：消弱电路的高频噪声C3：减小输出端由输入电源引入的低频干扰D：保护二极管。,19,LM117,C1,C2,vI,vO,C3,+,+-,+-,adj,可调式三端稳压器本身没有接地端，是一种悬浮式稳压器。若把它的调整端接地，它就等效为输出电压VO=1.25V的固定式三端稳压器，如上图所示。,10.2.4三端集成稳压器的应用,20,10.2.4三端集成稳压器的应用,LM317是常见的可调集成稳压器，最大输出电流为2.2A，输出电压范围为1.2537V。其接法如下：1，2脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能，R1应小于240欧姆。改变R2阻值即可调整稳压电压值。D1，D2用于保护LM317。,21,11模拟电子电路的分析与设计,11.1分析的思路和步骤11.2基本电路和基本分析方法回顾11.3分析举例11.4设计举例,22,11.1分析的思路和步骤,了解用途化整为零分析功能统观整体性能估算,了解所读电路用于何处及所起作用，对于分析整个电路的工作原理、各部分功能以及性能指标均具有指导意义。,将所读电路分解为若干具有独立功能的部分。究竟分为几个部分，与电路的复杂程度、读者所掌握的基本功能电路的多少和读图经验有关。模拟电子电路分为信号处理电路、波形产生电路和电路的供电电源电路等。其中信号处理电路是最主要、也是电路形式最多的部分，一般以信号的流通方向为线索将复杂的电路分解为若干基本电路。,23,了解用途化整为零分析功能统观整体性能估算,选择合适的方法分析每一部分电路的工作原理和主要功能，这不但需要读者能够识别电路的类型（放大电路、运算电路、电压比较器，等等），而且还需要读者能够定性分析电路的性能特点（放大能力的强弱、输入和输出电阻的大小、振荡频率的高低、输出量的稳定性等等）。它们是确定整个电路功能和性能的基础。,11.1分析的思路和步骤,24,了解用途化整为零分析功能统观整体性能估算,首先将每部分电路用框图标识，并用合适的方式（文字、表达式、曲线、波形）扼要表述其功能；然后根据各部分的联系将框图连接起来，得到整个电路的方框图。由方框图不仅能直观地看出各部分电路是如何相互配合来实现整个电路的功能，还可定性分析出整个电路的性能特点。,11.1分析的思路和步骤,对各部分电路进行定量估算，从而得出整个电路的性能指标。,25,11.2基本电路和基本分析方法回顾,一、基本放大电路共射：AV大，适于小信号电压放大共集：Ri大，Ro小，适于作输入级、输出级、缓冲级共基：适于作宽频带放大电路共源：AV大，Ri很大，适于小信号电压放大共漏：Ri很大，Ro小，适于作输入级、输出级差分：有2个输入端，温漂小，作集成运放的输入级二、功率放大电路OTL：单电源供电，需加输出电压，低频特性差OCL：双电源供电，低频特性好,26,11.2基本电路和基本分析方法回顾,三、由集成运放组成的运算电路反相比例：Ri小、Ro小、共模输入小，可用于电压放大、电流-电压转换同相比例：Ri大、Ro小、有共模输入，可用于电压放大、电压跟随器可用于电压跟随和缓冲加减：实现多个信号的线性叠加，可作为求和、求差、差分放大电路积分：实现对输入信号的积分；可用于正弦波移相90o、波形变换、作为非正弦波产生电路的组成部分之一微分：实现对输入信号的微分；反映输入信号的变化乘法：实现乘法运算；用于乘法器、除法器、乘方和开放运算、功率测量对数指数：实现对输入电压的对数和指数运算；可用于将乘除运算变为加减运算四、有源滤波电路低通/高通/带通/带阻,27,11.2基本电路和基本分析方法回顾,五、正弦波振荡电路RC桥式：输出波形好，振荡频率可调范围宽：1Hz1MHz；LC振荡：用于产生几kHz几十MHz的正弦波，（L和分别为选频网络中等效电感和电容）石英晶体：振荡频率非常稳定；用于产生100kHz几百MHz的正弦波，fo等于石英晶体的固有频率六、电压比较器单限：只有一个门限（阈值）电压迟滞：输入电压正负方向变化的门限电压不同，具有抗干扰能力,28,11.2基本电路和基本分析方法回顾,七、非正弦信号产生电路矩形波：由RC回路和迟滞比较器组成锯齿波：由积分电路和迟滞比较器组成，产生锯齿波-矩形波电压三角波：由积分电路和迟滞比较器组成，产生三角波-方波电压八、直流电源桥式整流：将交流电源进行全波整流，整理效率高电容滤波：减小整流电压的脉动，用于负载电流较小的情况稳压管稳压：电路简单，输出电压等于稳压管的稳定电压，输出电流变化范围小，作为小负载电流且输出电压固定的稳压电源串联型稳压：调整管工作在放大状态，输出电压稳定且可调、输出电流范围大，作为通用型的稳压电源W78XX：输出电压稳定，内含多种保护电路；输出固定LM117：输出电压稳定，内含多种保护电路；输出电压可调,29,11.2基本电路和基本分析方法回顾,1、小信号等效电路法：求AV、Ri、Ro2、反馈的判断（有无、直交、正负、交流负反馈的四种组态）3、功率放大电路的计算（Pomax、PT）4、直流电源的分析方法（包括计算整流、滤波、稳压电路等的参数）,30,5、集成运放应用电路的识别,“虚短”“虚断”,传输特性：输出高、低电平；阈值电压；输出电压在输入电压过阈值时的跃变方向,正弦波振荡的判振方法：是否包含正弦波振荡电路的组成部分是否满足相位条件、振幅条件,非正弦波振荡的判振方法：是否包含电压比较器和延时电路（RC电路或积分电路），然后假设比较器输出为某一状态，分析电路是否能稳定，若比较器的两个输出状态能自动地相互转换，则说明可以产生非正弦振荡，否则不振。,11.2基本电路和基本分析方法回顾,31,火灾报警电路,方框图,A2组成的电压比较器传输特性,2个温度传感器送进来的信号,u01=R2/R1（uI1-uI2）,32,自动增益控制电路,方框图,33,对讲机放大电路设计,34,对讲机放大电路设计,35,设计一个由集成运放组成的语音放大电路,原理框图,36,音频前置放大电路,如图所示，采用运算放大器作音频前置放大电路。其优点是体积小、噪音低、功耗小、一致性较好。利用运算放大器可取得很深的负反馈，同时提高不失真输出使信号失真度在1以下；该放大器电压增益可达5080dB。其中，C1为高频补偿电容，C2、R2为去耦滤波电路。调节电位器RP1可平衡共模抑制比。电位器RP2为负反馈元件调节RP2则可改变输出电平。元器件选择：电容C1为82P，C2为100pF25V。电阻R1为27k，R2为100，R3为50k。电位器RP1为10k，RP2为100k。变压器T用晶休管收音机常用的小型输出变压器来代替。,37,05-06-1-A六、（本题满分40分）应用本课所学理论设计一音频扩音机。要求有2个话筒输入，话筒输出电压为10mV；输出音量可调；输出功率不小于20W，负载电阻为8；采用220V/50Hz交流电源供电，要有电源开关指示。（10分）画出总体方框图；（10分）计算电压放大部分的AV，并设计满足要求的电路；（10分）计算并设计功率放大部分所需的直流电源；（10分）设计出整体电路图。除、两条外，其他部分无具体要求，但电路以简为优，鼓励使用集成电路。,38,04-05-1十、（17分）为第九题的稳压电路配上变压器降压、桥式整流、电容滤波电路。设输入电压为220V/50Hz，负载电流为1A，U13=20V。1.画出电路图；2.画出各点波形示意图（自行选点）；3.计算变压器的输出电压；4.选择整流桥的参数；5.选择滤波电容。（3-5小题要有过程）,250,15.8,40,防止过压,39,04-05-1十、（17分）为第九题的稳压电路配上变压器降压、桥式整流、电容滤波电路。设输入电压为220V/50Hz，负载电流为1A，U13=20V。1.画出电路图；2.画出各点波形示意图（自行选点）；3.计算变压器的输出电压；4.选择整流桥的参数；5.选择滤波电容。（3-5小题要有过程）,3.VL=(1.11.2)V2,V2=VL/1.2=100V,4.整流二极管的选取：,二极管承受的最大反向电压：,VRM=,流过二极管的平均电流：,ID=1/2IL=0.5A,=141.4V,5.电容的选取：,耐压值：,=155.5V,d=RLC（35）,C（35）/RL,C=2T/RL,=2T/(VL/IL),=0.04s/120,=330F,可选用330