中北大学模电直流电源PPT学习教案

1、会计学1中北大学模电直流电源中北大学模电直流电源滤波滤波整流整流稳压稳压变压变压交交流流电电源源负负载载组成框图组成框图第1页/共73页OtuOtuOtuOtuOtu220 V单向单向脉动电压脉动电压合适的合适的交流电压交流电压滤滤 波波稳稳 压压第2页/共73页 11.2.1 基本概念基本概念 11.2.2 单相半波整流电路单相半波整流电路11.2.3 单相桥式整流电路单相桥式整流电路11.2.4 倍压整流电路倍压整流电路第3页/共73页 11.2.1 基本概念基本概念 整流电路的任务是利用二极管的单整流电路的任务是利用二极管的单向导电性把正、负交变的电压变成单方向导电性把正、负交变的电压变

2、成单方向脉动的直流电压。向脉动的直流电压。 整流电路有整流电路有单相整流单相整流，属于小功率整流（通常，属于小功率整流（通常指由单相交流电源供电，功率在一千瓦以内），其指由单相交流电源供电，功率在一千瓦以内），其中包括中包括半波整流、全波整流、桥式整流、倍压整流半波整流、全波整流、桥式整流、倍压整流等。另外还有等。另外还有三相整流三相整流（属于大功率整流）及多相（属于大功率整流）及多相整流（属于大功率整流）。整流（属于大功率整流）。 第4页/共73页11.2.2 单相半波整流电路单相半波整流电路1、电路原理、电路原理)sin(222tUu tO 2 3 u222U tO 2 3 uO22U 0

3、 2O)(d)sin(221ttUU 245. 0U tO 2 3 iD= iO tO 2 3 uD22U 2RM2UU L2OD45. 0RUII RL220 V+ uu2iD+ uD第5页/共73页2、主要参数、主要参数1）、输出电压平均值）、输出电压平均值 O(AV)2 012sin()d()2UUtt 245. 0U 2）、输出电流平均值）、输出电流平均值2O(AV)L0.45UIR3）、脉动系数）、脉动系数)(AVOOLMUUS 第6页/共73页3、二极管极限参数选择、二极管极限参数选择1）、最大整流平均电流）、最大整流平均电流2）、最高反向工作电压）、最高反向工作电压2DO(AV)

4、L0.45UIIR2max2UUR tO 2 3 uD22U 第7页/共73页【例例11-1】 在单向半波整流电路中，已知变压器副边电压有效值=30V，负载电阻=100，试问:1、负载电阻上的电压平均值和电流平均值各为多少?2、电网电压波动范围是10%，二极管承受的最大反向电压和流过的最大电流平均值各为多少?解：1、负载电阻上电压平均值 0.45=0.4530V=13.5V )(AVOU流过负载电阻的电流平均值AARUILAVOAVO135. 01005 .13)()(2、二极管承受的最大反向电压 VVUUR7 .463021 . 121 . 12max二极管流过的最大平均电流AAIIAVOA

5、VD15. 0135. 01 . 11 . 1)()(第8页/共73页V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uo u2u111.2.3、单相桥式整流电路、单相桥式整流电路输入正半周输入正半周1. 1. 工作原理工作原理输入负半周输入负半周+uo 动画演示动画演示第9页/共73页 波形波形 tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD= iO22U22UU2第10页/共73页2. 参数估算参数估算1) ) 整流输出电压平均值整流输出电压平均值)(d)sin(21 0 OttUU 229 . 022UU to to to to 2 3 2 3 Im

6、 2 2 3 3 uOu2uDiD = iO22U22UU22)2) 整流输出电流平均值整流输出电流平均值()2()0.9O AVO AVLLUUIRR3)3) 脉动系数脉动系数67. 032)(AVDOLMUUS第11页/共73页1）最大整流平均最大整流平均电流电流LOOD221RUII 2) ) 最高反向工作电压最高反向工作电压2RM2UU L245. 0RU 3. 二极管极限参数选择二极管极限参数选择221 . 1UUR to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD = iO22U22UU2第12页/共73页4. 简化画法简化画法+uo RLio+u2

7、5. 整流桥整流桥把四只二极管封装把四只二极管封装在一起称为整流桥在一起称为整流桥 第13页/共73页【例例11-3】 某电子装置要求电压值为15V的直流电源，已知负载电阻等于100 ，试问：1、如果选用单相桥式整流电路，则变压器副边电压应为多大？整流二极管的正向平均电流最大反向峰值电压等于多少？输出电压的脉动系数S等于多少？2、如果改用单相半波整流电路，则 ， ， 和S各是多少？ 解：1、由电路条件可知 ：VVUUAVO7 .169 . 0159 . 0)(2根据给定条件，可得输出直流电流为： mAAARUILAVOAVO15015. 010015)()(由公式可得 mAmAIIAVOAVD

8、751502121)()(VUURM6 .237 .16222 )(AVDIRMU2U第14页/共73页此时脉动系数为： %6767. 0S2、 如改用单相半波整流电路，则 VVUUAVO3 .3345. 01545. 0)(2mAIIAVOAVD150)()(VUURM1 .473 .33222%15757. 1S 第15页/共73页利用桥式整流电路实现正、负电源 第16页/共73页三相整流电路及其波形三相整流电路及其波形 第17页/共73页11.2.4、倍压整流电路、倍压整流电路1二倍压整流电路二倍压整流电路2多倍压整流电路多倍压整流电路第18页/共73页 11.3.1 电容滤波电容滤波

9、11.3.2 其他滤波电路其他滤波电路第19页/共73页io + uo= uc RLV1V4V3V2+u 11.3.1 电容滤波电路电容滤波电路1. 电路和工作原理电路和工作原理C第20页/共73页io + uo= uc RLV1V4V3V2+u V 导通时给导通时给 C 充电，充电，V 截止时截止时 C 向向 RL 放电放电；滤波后滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。的波形变得平缓，平均值提高。电容电容充电充电电容电容放电放电C第21页/共73页2. 波形及主要参数波形及主要参数2O2U U 当当 RL = 时：时：O tuO 2 22U当当 RL 为有限值时：为有限值时：2O229

10、. 0UUU 通常取通常取RC 越大越大 UO 越大越大2)53(LTCR RL = 为获得良好滤波效果，一般取：为获得良好滤波效果，一般取：( (T 为输入交流电压的周期为输入交流电压的周期) )UO = 1.2U2（1）输出电压平均值输出电压平均值 第22页/共73页（2）整流二极管的导通角）整流二极管的导通角加滤波电容后，只有当电容充电时，二极管才导通，因此，每只二极管的导通角都小于180o。而且，RC的值愈大，滤波效果愈好，导通角将愈小。 二极管的导通角 U 第51页/共73页（4）输出电）输出电压可调稳压压可调稳压电路电路W78 C1 C2+UI + U +UO R1R2R3R48

11、UU( (虚短虚短) )O211433URRRURRR URRRRRU43312O)1(可产生可产生小于小于 U 的的输出电压输出电压 UO第52页/共73页（5）恒流源电路）恒流源电路+UI = 10V W7805+UO RRLIQIO0.1 F0.33 F10 Q23OIRUI A5 . 0 第53页/共73页一、典型产品型号命名一、典型产品型号命名CW117/217/317系列系列( (正电源正电源) )CW137/237/337系列系列( (负电源负电源) )工作温度工作温度CW117( (137) ) - -55 150 CCW217( (237) ) - -25 150 CCW31

12、7( (337) ) 0 125 C可调式三端稳压器可调式三端稳压器第54页/共73页基准电压基准电压1.25 V输出电流输出电流L 型型 输出电流输出电流 100 mAM 型型 输出电流输出电流 500 mA第55页/共73页二、二、CW117 内部结构和基本应用电路内部结构和基本应用电路内内部部结结构构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路电路保护电路电路IREFUIUOADJ外外形形引引脚脚CW1171 2 3UIUOADJCW1371 2 3UIUOADJ 50 A第56页/共73页基本应用电路基本应用电路Uo CW3173C2+UiC1C30.1 F10 F33 FR1R2C4I

13、REF0.1 FV1V2V1 防止输入端短路时防止输入端短路时C4 反向放电损坏稳压器反向放电损坏稳压器V2 防止输出端短路时防止输出端短路时C2 通通过调整端放电损坏稳压器过调整端放电损坏稳压器UREF = 1.25 V使使 UREF 很稳定很稳定I REF 50 A第57页/共73页2REF211REFO)(RIRRRUU )/1(25. 112RR R1 = UREF/ IQ = 125 静态电流静态电流 IQ( (约约10 mA) )从输出端流出，从输出端流出， RL 开路时流过开路时流过 R1R2 = 0 2.2 k 时，时，UO = 1.25 24 V第58页/共73页11.6开关

14、稳压电路开关稳压电路 引言引言11.6.1 串联开关型稳压电路串联开关型稳压电路11.6.2 并联开关型稳压电路并联开关型稳压电路第59页/共73页线性稳压电路的缺点：线性稳压电路的缺点：调整管调整管管耗大管耗大电源电源效率低效率低( (40% 60%) )改进思路：改进思路：使调整管使调整管截止截止( (电流小电流小) ) 饱和饱和( (管压降小管压降小) )第60页/共73页开关稳压电路的优点：开关稳压电路的优点：效率高效率高( (80% 90%) )体积小、重量轻体积小、重量轻稳压范围宽稳压范围宽开关稳压电路的缺点：开关稳压电路的缺点：电路电路复杂复杂对电网要求不高对电网要求不高对电子设

15、备对电子设备干扰较大干扰较大输出电压含输出电压含较大纹波较大纹波第61页/共73页调整管调整管取样取样电路电路开关调整管控制开关调整管控制组成框图组成框图滤波滤波+UI +Uo RLV18A8C基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定频率固定的三角波的三角波误差放大误差放大续续流流11.6.1 串联开关型稳压电串联开关型稳压电路路第62页/共73页工作波形工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式脉宽调制式 ( (PWM) )第63页/共73页onIOtTUU +UI V1LuEIO+Uo RL8A8CV2

16、C+UREFuFuAuTuBiL= DUITtDon 占空比占空比第64页/共73页+UI +Uo RLV18A8CR1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO稳压原理稳压原理UIUOuFuA占空比占空比 UOD = 50 %当当 uF = UREF ， uA = 0，UO 为预定标称值为预定标称值第65页/共73页+UI +Uo RLV1R1R2LC+UREFuFuB控控 制制电电 路路V2+UI +Uo RLV1LC+uBV2+UI +Uo RLV1LC+uBV2iL高电平高电平iO低电平低电平uBtofftonT IoffonO)1(UttU 截止截止截截止止iL11.6.2 并联开关型稳压电路并联开关型稳压电路第66页/共73页小小 结结第第 1111章章第67页/共73页一、整流滤波电路的参数关系一、整流滤波电路的参数关系输出电压输出电压均值均值UO流过二极管流过二极管电流均值电流均值 ID二极管二极管最高反压最高反压 URM半波整流半波整流0.45U2IO全波整流全波整流0.9U20.5IO桥式整流桥式整流0.9U20.5IO整流整流电容滤波电容滤波2)53(LTCR UO 1.2U222U222U22U第68页/共73页二、分立元件稳压电路二、分立元件稳压电路1. 稳压管稳压稳压管稳压适合于负载电流小，输出电压固定的场合适合于负载电流小，输出电压固定的