电工电子技术基础-31422

电工电子技术基础武汉职业技术学院机械工程系第9章集成运算放大器1目录1.1电路和电路模型1.2电路基本物理量1.3电阻元件、电感元件和电容元件1.4电压源、电流源及其等效变换1.5基尔霍夫定律1.6复杂电路的分析和计算目录9.1直流稳压电源的组成9.2整流电路9.3滤波电路9.4稳压电路2电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo整流电路滤波电路稳压电路整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压u0的稳定。

9.1直流稳压电源的组成3整流电路是把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式整流等。为分析简单起见，我们把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。9.2整流电路49.2.1单相半波整流电路u2>0:导通i0u1u2aTbDRLu0忽略二极管正向压降：

u0=u2uiuoi0=u0/RL5u2<0时，二极管截止,输出电流为0。截止u0=0u1u2aTbDRLu0i0uiuoi0=06输出电压波形与大小uo输出电压平均值（U0）：输出电压波形：u1u2aTbDRLu0i07uD20tUDRM二极管上承受的最高电压：二极管上的平均电流：ID=I0u1u2aTbDRLu08例有一单相半波整流电路接到电压为220Ｖ的正弦工频交流电源上，已知负载电阻ＲＬ＝750Ω,变压器二次侧电压有效值U2=20V,试求Uo、Io及UDRM并选择二极管.解：查附录B，二极管选取用2AP4（16mA，50V）。为了使用安全，二极管的反向工作峰值电压要选比UDRM大一倍左右。99.2.2

单相桥式整流电路桥式整流电路+-u2正半周时电流通路u1u2TD4D2D1D3RLu010桥式整流电路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2负半周时电流通路11u2>0时D1,D3导通D2,D4截止电流通路:由+经D1RLD3-u2<0时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:由-经D2RLD4+输出是脉动的直流电压！u2桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLu0+-12负载电压U0的平均值:负载上的(平均)电流:每个二极管只有半周导通。流过每只整流二极管的平均电流ID

是负载平均电流的一半。二极管截止时两端承受的最大反向电压：uo(io

)13★单向全波整流电路+–+–+–+–变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2当u2正半周时，D1导通，D2截止。当u2负半周时，D2导通，D1截止。14★全波整流电压波形u2uLuD1t2340uD215uL20tIL=UL/RL=0.9U2

/RL

（2）输出电流平均值IL：（1）输出电压平均值UL：IL1617189.3滤波电路滤波原理:交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。19u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL未接入时u2t设t1时刻接通电源t1充电结束忽略整流电路内阻u0t没有电容时的输出波形1.电容滤波20u1u2u1abD4D2D1D3RLu0SCRL接入（且RLC较大）时u2tuot电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。21近似估算:UL=1.2U2(b)流过二极管瞬时电流很大整流管导电时间越短iD的峰值电流越大电容滤波电路的特点：(a)UL与RLC的

关系：RLC愈大C放电愈慢UL(平均值)愈大RLC较大一般取：(T:电源电压的周期)u2tuc=uL22输出波形随负载电阻RL或C

的变化而改变,Uo

和S也随之改变。如:RL愈小(IL

越大),Uo下降多,S增大。结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。(c)输出特性(外特性)uo电容滤波纯电阻负载1.4U20.9U20IL2324电感滤波电路电路结构:

在桥式整流电路与负载间串入一电感L。输出电压平均值:UL=0.9U2谐波分量:

f

越高，XL越大,电压大部分降在电感上。

因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。直流分量:

XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上25电感滤波的特点整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。u2u1RLLuo26★其它滤波电路为进一步改善滤波特性，采取多级滤波。LC滤波电路RCπ型滤波电路279.4稳压电路稳压电路的作用:交流电压脉动直流电压整流滤波有波纹的直流电压稳压直流电压289.4.1稳压二极管稳压电路的工作原理稳压原理——利用稳压管的反向击穿特性。

由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。++++UDziLRz-oU-++RUIZILI29(1)当输入电压变化时UiUZUoUoURIIZ++++UDziLRz-oU-++RUIZILI30(2)当负载电压变化时稳压过程：

UoURUoIZI++++UDziLRz-oU-++RUIZILI319.4.2

稳压电路参数确定（1）限流电阻的计算。稳压电路要输出稳定电压，必须保证稳压管正常工作。因此必须根据电网电压和负载电阻RL的变化范围,正确地选择限流电阻R的大小。从两个极限情况考虑，则有

①当Ui为最小值，Io达到最大值时，即

Ui=Uimin，Io=Iomax,这时IR=(Uimin-UZ)/R。

则IZ=IR-Iomax为最小值。为了让稳压管进入稳压区，此时IZ值应大于IZmin，

即IZ=(Uimin-UZ)/R-Iomax＞IZmin,则32

②当Ui达最大值，Io达最小值时，Ui=Uimax，

Io=Iomin,这时IR=(Uimax-UZ)/R，则IZ=IR-Iomin为最大值。为了保证稳压管安全工作，此时IZ值应小于IZmax，即IZ=(Uimax-UZ)/R-Iomin＜IZmax，则所以限流电阻R的取值范围为在此范围内选一个电阻标准系列中的规格电阻。33（2）确立稳压管参数。一般取34三端集成稳压器简介随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。本节主要介绍常用的W7800系列W7900系列三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。351端:输入端2端:公共端3端:输出端W7800系列稳压器1231端:公共端2端:输入端3端:输出端W7900系列稳压器12336分类:型号后XX两位数字代表输出电压值W78系列(输出正电压)W79系列(输出负电压)输出电压额定电压值有:5V、9V、12V、18V、24V等。37一、输出为固定电压的电路应用电路输出为固定正压时的接法如图所示。注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_W7800系列稳压器基本接线图CoW78XXCIUI+_Uo1320.1~1F1µF38二、输出正负电压的电路正负电压同时输出电路W78XXCIUI+_UO132+