第11章__直流电源
电力拖动自动控制系统PPT课件
晶闸管整流器是毫秒级,这将大大提高系统的
动态性能。
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• V-M系统的问题
– 由于晶闸管的单向导电性,它不允许电 流反向,给系统的可逆运行造成困难。
– 晶闸管对过电压、过电流和过高的dV/dt 与di/dt 都十分敏感,若超过允许值会在 很短的时间内损坏器件。
– 由谐波与无功功率引起电网电压波形畸 变,殃及附近的用电设备,造成“电力 公害”。
本章提要11直流调速系统用的可控直流电源12晶闸管电动机系统vm系统的主要问题13直流脉宽调速系统的主要问题14反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计15反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计16比例积分控制规律和无静差调速系统11直流调速系统用的可控直流电源根据前面分析调压调速是直流调速系统的主要方法而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源
电力拖动自动控制系统
电气信息学院
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绪论
自动控制系统的几个概念 自动控制系统的分类 自动控制系统的组成 自动控制系统的性能指标 研究自动控制系统的方法 本课程与其它课程的连接本课程的主要内容 计算机控制系统的概念
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一.自动控制系统的几个概念
1.自动控制 Automatic control 在无人直接参与的情况下,利用控制装
例子:计算机控制系统。 数学模型用差分方程描述
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二.自动控制系统的分类
4.按系统有无反馈环节分类 ①开环控制系统 ②闭环控制系统
5.按系统控制对象和方式分类,又可分为 拖动控制系统(电气控制系统、机械控 制系统)和过程控制系统(石油,化工, 制药等)
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第11章 基本放大电路
U BE ube rbe I B ib
Δ U BE
0
U BE
电工电子技术
第11章 基本放大电路
26(mV) rbe 300 (1 ) I EQ (mA)
IC
Δ IC
输出特性曲线在放大区域内可认为呈 水平线,集电极电流的微小变化ΔIC仅与 基极电流的微小变化ΔIB有关,而与电压 uCE无关,故集电极和发射极之间可等效为 一个受ib控制的电流源,即:
电工电子技术
第11章 基本放大电路
2、 温度对静态工作点的影响
UBE减小
温度升高
ICBO增大
IC增大
β增大
电工电子技术
第11章 基本放大电路
3、常用的静态工作点稳定的放大电路
RC RB1 C1 + Rs us + - ui - RB2 + V RL RE + CE + +UCC C2 I1 + uo - UB I2 RB1 IBQ RC ICQ +UCC +
过Q点作垂线, 在横轴上的截 距即为UCEQ
电工电子技术
第11章 基本放大电路
例11.2
详见教材 P171
电工电子技术
第11章 基本放大电路
用图解法求静态工作点的一般步骤为:
(1)给出晶体管的输出特性曲线图;
(2)根据输出回路的线性部分写出其直线方程; (3)利用直线方程计算出其在特性曲线横轴和纵轴上的两个特殊点; (4)连接特性曲线图横轴和纵轴上的两个点作出直流负载线; (5)根据直流通路图用基尔霍夫第二定律计算出偏流IB; (6)在特性曲线图上找到IB所对应的那条曲线与直流负载线的交点,即 为静态工作点;
直流稳压电源
140 第7章 直流稳压电源在各种电子电路中,通常需要直流电源。
前面各章节介绍的晶体管放大器、集成运算放大器以及功率放大器等等,都用的是直流电源供电,而发电厂、变电站输送的是交流电.这就需要将交流电变成直流电。
直流稳压电源能够将电网提供的交流电转换成稳定的直流电,作为各种电子电路的直流电源。
对直流电源的主要要求是:一是输出电压的幅值稳定,即当电网电压或负载电流波动时输出电压能基本保持不变;二是输出电压纹波要小;三是交流电变换成直流电时的转换效率要高;四是要具有保护功能,若输出电流过大,或输入交流电压过高,都会使整流管或电路中的晶体管受到损坏,因此电路应具有必要的自我保护功能。
本章首先介绍常用的整流、滤波和稳压电路,再着重介绍线性稳压电源和开关稳压电源。
7.1 直流稳压电源的基本组成及工作原理这里所讨论的直流稳压电源实际是一种单相小功率电源,它将频率为50赫兹、有效值为220伏的单相交流电压转换为幅值稳定、输出电流较小的直流电压。
7.1.1 直流稳压电源的基本组成一个性能良好的单相小功率直流稳压电源通常由四部分组成:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
如图7-1所示为直流稳压电源的组成框图。
由于大多数电子设备所需的直流电压一般为几至几十伏,而交流电网提供的220伏(有效值)电压相对较大,变压器的作用是将电网提供的220伏、50赫兹的交流电压降压,以适合直流稳压电源的需要。
另外,变压器还可以起到将直流电源与电网隔离的作用。
图7-1 直流稳压电源的组成框图将交流电变为脉动的直流电的过程叫做整流。
整流电路的作用是将降压后的交流电压转换为单极性的脉动电压。
整流电路的输出是脉动电压,这种脉动电压中虽然包含有较大的直流电压成分,但它也含有丰富的交流成分(称为纹波)。
这种脉动电压不能作为电子电路的直流电源。
需要对脉动电压进行平滑处理,也就是对脉动电压进行滤波。
直流稳压电源常用电容或电感来进行滤波,属于无源滤波电路。
直流电源图课件
• 图10.5.3 串联型稳压电路的方框图
• 图10.5.4 用复合管作调整管
• 图10.5.5 稳压管基准电压电路
• 图10.5.6 零温度系数基准电压电路及其等效电路
• 图10.5.7 能隙基准电压电路
• 图10.5.8 限流型过流爱护电路及其输出特性
• 图10.5.9 截流型过流爱护电路及其输出特性
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13
图10.3.1 单相桥式整流电容滤波电路 及稳态时的波形分析
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14
RLC不同时的uO的波形
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15
图10.3.3 电容滤波电路输出电压 平均值的分析
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16
图10.3.4 电容滤波电路中二极管 的电流和导通角
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17
图10.3.5 电容滤波电路的 输出特性和滤波特性
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34
图10.5.7 能隙基准电压电路
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图10.5.8 限流型过流爱护电路 及其输出特性
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36
图10.5.9 截流型过流爱护电路 及其输出特性
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37
图10.5.10 调整管的平安工作区爱护电路
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38
图10.5.11 芯片过热爱护电路
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54
图10.6.1 换能电路的根本原理图 及其等效电路
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55
图10.6.2 换能电路的波形分析
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图10.6.3 串联开关型稳压电源的结构框图
电工学II——直流稳压电源(11章)
Uo 2U
4. 电容滤波电路的特点 (2) 流过二极管瞬时电流很大 RLC 越大 Uo越高负载电流的平均值越大 ; 整流管 导电时间越短 iD的峰值电流越大
11.2 滤波器
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
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, 达到平滑输出电压波形的目的。
方法:将电容与负载RL并联,或电感与负载RL串联。
L
C
RL
RL
(1)电容滤波器
1. 电路结构(半波整流滤波电路)
3. 工作波形
a + u –
IOM =200mA URWM =50V
例: 有一单相桥式整流滤波电路,已知交流电源频率 f=50Hz, 负载电阻 RL = 200,要求直流输出电压Uo=30V,选择整流 二极管及滤波电容器。
解:2. 选择滤波电容器 取 RLC = 3 T/2 ~
+ u –
+
C RL
+ uo –
1 50 RLC 3 0.03 S 2 已知RL = 50
滤波
有波纹的 直流电压
稳压
直流 电压
(1)稳压管稳压电路
IR + u – R
电流电阻R 限流调压 IO
当电源波动或负载电流的 变化引起Uo变化时(注意Uo
+ + C UI –
Iz
DZ RL
Uo Uz Iz IR = (Iz + Io) UR = IR R
国家电网公司直流电源系统运行规范
国家电网公司二○○五年三月目录第一章总则 1第二章引用标准 1第三章设备验收 1第四章设备运行维护管理 5第五章蓄电池的运行及维护 6第六章充电装置的运行及维护 10第七章微机监控装置的运行及维护 11第八章直流系统巡视检查项目 11第九章事故和故障处理预案 12第十章技术培训要求 14第十一章设备技术管理 15第十二章备品备件管理 16第十三章直流电源系统设备更新改造和报废 16直流电源系统运行规范编制说明 17第一章总则第一条为了规范直流电源系统的运行管理,促进发电厂、变电站(换流站、串补站、通信站)直流系统运行管理水平的提高,特制定本规范。
第二条本规范依据国家、行业的有关标准、规程和规范并结合近年来国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。
第三条本规范对直流电源系统设备验收、运行维护、巡视检查、缺陷及异常处理、技术管理、培训等方面提出了具体要求。
第四条本规范适用于国家电网公司系统所属单位直流电源系统的运行管理工作。
第五条各网省公司可根据本规范,结合本地区实际情况制定相应的实施细则.第二章引用标准第六条以下为本规范引用的标准、规程和导则,但不限于此。
GB/T 13337。
1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件GB 50172-1992 电气安装工程蓄电池施工及验收规范DL/T 5044—1995 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定DL/T 637—1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 459—2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 724—2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程国家电网公司《电力生产设备评估管理办法》国家电网公司《变电站管理规范》(试行)国家电网公司《直流电源系统技术标准》国家电网公司《直流电源系统技术监督规定》国家电网公司《预防直流电源系统事故措施》国家电网公司《直流电源系统检修规范》第三章设备验收第七条交接验收当直流电源系统设备安装调试完毕后,应进行投运前的交接验收试验。
《电气与可编程控制技术》第3章
第3章 电气控制系统的设计 11-1 电荷
(8)要注意电器之间的联锁和其他安全保护环节以及电
气系统具有的各种电气保护措施,例如过载、短路、欠
压、零位、限位等保护措施。
(9)在设计控制线路时应也应考虑有关操纵、故障检查、 检测仪表、信号指示、报警,以及照明等要求。
第11章 静电场 电气与可编程控制技术
第11章 静电场 电气与可编程控制技术
第3章 电气控制系统的设计 11-1 电荷
2. 正反向接触器间的联锁设计
FU 2
FR
FU 2
FR
SB1 2
SB2
SB3
SB2
SB2
KM 1
KM 2
KM2
KM1 KM2 KM1
KM1
KM2 KM1 KM2
(a )
(b)
图3-6 三相异步电动机正反转控制电路 (a)具有电气互锁电路 (b)具有双重互锁电路
第11章 静电场 电气与可编程控制技术
第3章 电气控制系统的设计 11-1 电荷
1.启动和点动的联锁设计
FU 2
FR
FU 2
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SB1
SB1
KM
SB3
SB2
KM
SB2
SB3
SA
KM
KM
(a )
(b)
图3-5 (a) 采用手动开关的点动控制电路 (b)点动按钮联锁的控制电路
第11章 静电场 电气与可编程控制技术
第3章 电气控制系统的设计 11-1 电荷
(6)正确连接电器的线圈 电器的线圈不能串联。
在交流控制电路中两个
图3-3 线圈的连接
第11章 静电场 电气与可编程控制技术
第3章 电气控制系统的设计 11-1 电荷
【单元练】上海清流中学高中物理必修3第十一章【电路及应用】知识点总结(培优专题)
一、选择题1.如图所示,两个定值电阻1R 、2R 串联后接在电压U 稳定于12V 的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于1R 、2R 的电压表接在1R 两端,电压表的示数为8V 。
如果他把电压表改接在2R 两端,则电压表的示数将( )A .等于4VB .小于4VC .大于4V 小于8VD .等于或大于8V B解析:B电压表接在1R 两端,电压表的示数为8V ,此时2R 两端的电压为4V ,则说明1R 、2R 的电阻之比大于2:1,把电压表改接在2R 两端,由于内阻不是远大于1R 、2R ,则电压表与2R 并联之后的阻值小于2R ,所以1R 、2R 两端的电压之比依然大于2:1,所以电压表的示数将小于4V 。
故选B 。
2.一个灵敏电流计的满偏电流g 100μA I =,内阻为50Ω,要把它改装成一个量程为10V 的电压表,则应在电流表上( ) A .串联一个阻值较小的电阻 B .串联一个阻值较大的电阻 C .并联一个阻值较小的电阻 D .并联一个阻值较大的电阻B解析:B由于灵敏电流计的满偏电压很小,根据串联分压的原理,要把它改装成一个量程为10V 的电压表,则应在电流表上串联一个阻值较大的电阻。
故ACD 错误,B 正确。
故选B 。
3.如图所示的电路中,若a 、b 为输入端,A 、B 为输出端,并把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的中央,则( )A .空载时(A 、B 端不接负载电阻R )输出电压2abAB U U < B .当A 、B 间接上负载电阻R 时,输出电压2abAB U U > C .当A 、B 间所接负载电阻R 越小,U AB 越接近2abU D .在A 、B 间分别接电阻为5kΩ和10kΩ的电压表,内阻5kΩ的电压表示数小D 解析:DA. 空载时(A 、B 端不接负载电阻R )输出电压2abAB U U =,A 错误; B. 当A 、B 间接上负载电阻R 时,RR R R R <+下上下 ,输出电压2ab AB UU <,B 错误; C. 当A 、B 间所接负载电阻R 越小,U AB 越接近0,C 错误;D .R V 越小,V V V1R R R R R R R =++下下下下越小,U AB 越小,在A 、B 间分别接电阻为5kΩ和10kΩ的电压表,内阻5kΩ的电压表示数小,D 正确。
人教版(2019)必修第三册《第11章_电路及其应用》2024年单元测试卷(11)+答案解析
人教版(2019)必修第三册《第11章电路及其应用》2024年单元测试卷(11)一、单选题:本大题共10小题,共48分。
1.下列有关有电源的电路中,导线内部的电场强度的说法中正确的是()A.导线内部的电场就是电源所形成的电场B.在静电平衡时,导体内部的场强为零,而导体外部的场强不为零,所以导体内部电场不是稳定的C.因为导体处于电源的电场中,所以导体内部的场强处处为零D.导线内部的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导体内的电荷处于平衡状态,电荷分布是稳定的,电场也是稳定的2.一粗细均匀的镍铬丝,截面直径为d ,电阻为R ,把它拉制成直径为的均匀细丝后,它的电阻变为()A.B.10000RC.100RD.3.下列关于公式和的分析正确的是()A.由公式可知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比B.由公式可知,当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比C.由公式可知,导体的电阻率与导体的电阻成正比D.由公式可知,将一粗细均匀的导体拉长到原来的2倍时,其电阻也为原来的2倍4.用图示的电路可以测量电阻的阻值。
图中是待测电阻,是定值电阻,G 是灵敏度很高的电流表,MN 是一段均匀的电阻丝.闭合开关,改变滑片P 的位置,当通过电流表G 的电流为零时,测得,,则的阻值为()A. B. C.D.5.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为,,当将C与D接入电压恒为U的电路时,电流为2A,若将A与B接入电压恒为U的电路中,则电流为()A.B.1AC.2AD.4A6.如图所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知下列说法正确的是()A.导体的电阻是B.导体的电阻是C.当导体两端的电压是10V时,通过导体的电流是2AD.当通过导体的电流是时,导体两端的电压是7.已知,未知把它们接成图示电路,求它们的电流::()A.1:1:2B.1:2:3C.3:2:1D.2:1:38.用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V,分别将其串联和并联在一起,然后接入电路中.通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是()A.图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等B.图甲中电压表的指针偏角比电流表的小C.图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等D.图乙中电压表的指针偏角比电流表的小9.甲、乙两同学使用多用电表电阻挡测同一个电阻时,他们都把选择开关旋到“”挡,并能正确操作.他们发现指针偏角太小,于是甲把选择开关旋到“”挡,乙把选择开关旋到“”挡,但乙重新调零,而甲没有重新调零.则以下说法正确的是()A.甲选挡错误,而操作正确B.乙选挡正确,而操作错误C.甲选挡错误,操作也错误D.乙选挡错误,而操作正确10.图所示电路中,电流表和电压表均为理想电表,R为光敏电阻,其阻值随光照增强而减小,电源内阻不能忽略。
多路输出直流稳压电源
模拟电子技术基础课程设计(论文)多路输出直流稳压电源院()名称电子与信息工程学院专业班级物联网141学号140408021学生姓名李孝明指导教师起止时间:2016.7.4 —2016.7.15I / 20课程设计(论文)任务及评语院(系):电子与信息工程学院教研室:电子信息工程课程设 计(论 文)题目任务要求: 多路输出直流稳压电源可将 220V/50Hz 交流电转换为多路直流稳压 电源。
主要由变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成。
变压 电路将电网电压转换成所需的电压;整流电路将交流电压变换成脉动的 直流;滤波电路去掉脉动直流电中含有的较大的纹波成分;稳压电路用 于保持输出电压稳定。
技术要求:1、输出直流电压 V o 5V , 12V , 15V 。
2、最大输出电流 I LM3、具有过流保护功能。
4、利用 Multisim (或 EWB )进行电路仿真与调试。
注:平时成绩占 20% ,答辩成绩占 20% ,论文成绩占 40% ,作品成绩 20% 。
II / 20学号李孝明 专业班级 物联网 141多路输出直流稳压电源( 论 文 ) 任 务500mA 。
平时成绩:答辩成绩:论文成绩:作品成绩:年月日 学生姓总成绩:指导教师签摘要直流电源是各种电器中必不可少的一部分,在现代科技中扮演者越来越重要的角色,任何电子产品都少不了电源,而大多数所需求的都是直流稳压电源,因此直流电源研发异常重要。
本文介绍了一种采用集成器件制作多路输出稳压电源的方法,直流稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流电路把交流电变为直流电。
经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计通过变压、整流、滤波、从而得到平滑的直流电压,但这样的电压随电网的波动,负载和温度的变化而变化。
因而在滤波之后还需接稳压电路保证输出稳定的直流电压,将220V 交流电变为稳定的直流电,本次设计主要使用了7815、7915、7805、7905、7812 和7912等三端集成稳压器件,实现输出± 5V、±12V 以及± 15V 直流电源。
直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电力设备,其工作原理如下:
1. 输入电源:直流稳压电源通常使用交流电源作为输入。
交流电源经过整流电路将交流电转换为直流电,并经过滤波电路去除电压波动和噪音。
2. 变压器:为了降低输入电源的电压,直流稳压电源通常使用变压器进行电压变换。
变压器通过调整输入电压的比例来控制输出电压的大小。
3. 控制电路:直流稳压电源中的控制电路负责监测输出电压,并根据需要进行调节。
当输出电压高于设定值时,控制电路会减小电源输出,反之则会增加电源输出。
4. 反馈回路:为了实现稳压功能,直流稳压电源中通常设置反馈回路。
反馈回路将输出电压与设定值进行比较,并将比较结果送回控制电路中,根据反馈信号来调整输出电压。
5. 输出电容:为了实现稳定的输出电压,直流稳压电源通常在输出端接入电容器。
电容器能够储存电荷并平滑输出电压的波动,使得输出电压更加稳定。
总结:直流稳压电源的工作原理主要通过输入电源、变压器、控制电路、反馈回路和输出电容等组成。
通过控制电路监测输
出电压,并通过反馈回路实现对输出电压的调节,从而保持稳定的输出电压。
直流电源系统工作原理
直流电源系统工作原理
直流电源系统的工作原理如下:
1. 交流电源供应- 从电网获得的交流电源先经过变压器降压,
然后进入整流器。
2. 整流器转换- 整流器将交流电转换为直流电。
整流器中通常
采用二极管或者可控硅等器件,将交流电的正半周或者负半周削平,输出为单向脉动的直流电。
3. 滤波器滤波- 由于整流后的直流电仍然有脉动成分,需要通
过滤波器来平滑输出电压。
滤波器通常采用电容器和电感器组成,电容器可以储存电能使电压平滑,而电感器则可以阻挡高频噪声。
4. 稳压器稳压- 稳压器用于保持输出电压的稳定性。
稳压器通
常采用稳压电路,通过负反馈原理,监测输出电压,并通过控制电压调节器的引脚来调整输出电压,使其保持在设定的稳定值。
5. 输出电源- 经过稳压调整后的直流电作为输出电源供应给需
要的设备。
输出电源通常设计为可调节或固定稳压的直流电源,根据实际需要来提供恒定输出电压和电流。
整个工作过程中,直流电源系统需要准确地将交流电转换为直流电,并滤除脉动和噪声,同时保持输出电压的稳定性,以满足各种设备对电源的要求。
第11章 直流稳压电源
第11章 直流稳压电源11.1 单相整流电路 11.2 滤波电路 11.3 串联型稳压电路 11.4 集成稳压器11.1 单相整流电路小功率直流稳压电源的组成变压 交流电源u2 u3 u4整流滤波稳压 负载uo功能: 功能:把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压2整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。
将交流电压转变为脉动的直流电压。
整流原理: 整流原理: 利用二极管的单向导电性 常见的整流电路: 常见的整流电路:半波、全波、桥式和倍压整流;单相和三相整流等。
半波、全波、桥式和倍压整流;单相和三相整流等。
分析时可把二极管当作理想元件处理: 分析时可把二极管当作理想元件处理: 二极管的正向导通电阻为零,反向电阻为无穷大。
二极管的正向导通电阻为零,反向电阻为无穷大。
311.1.1 单相半波整流电路 二极管导通 T u1 D a u2 i0 RL u0 u2>0时,二极管 时 导通。
导通。
忽略二极管正 向压降: 向压降: u0=u2b411.1.1 单相半波整流电路 二极管截止 T u1 D a i0 u2 RL u0 u2<0时,二极 时 管截止,输出电 管截止 输出电 流为0。
。
u0=0 b5输出电压波形与大小 T u1 D a u2 i0 RL u0 输出电压波 形: uo b 输出电压平 均值 (U0):ωt1 2π Uo = ∫0 u od(ωt ) = 2π2U2 = 0.45U2 π6输出电压波形与大小 T u1 D a u2 i0 RL u0 输出电压波 形: uo b 二极管上的平均电流: 二极管上的平均电流: ID=I0 二极管上承受 二极管上承受 的最高电压: 的最高电压:U RM = 2U 27ωt11.1.2 单相桥式整流电路1、工作原理+ TD4 u2 D3 D2 D1u2正半周时 电流通路u1RL u0桥式整流电路8Tu1 D4 u2 D3 D2 D1u2负半周时 电流通路RLu0+桥式整流电路9桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形+ D4 u2 u2ωtD1 D3 D2RL u0u2>0 时u2<0 时D1,D3导通 D2,D4导通 D2,D4截止 D1,D3截止 电流通路: 电流通路: 电流通路: 电流通路: 由+ 经D1 → 由- 经D2 → R L →D 3 → - R L →D 4 → + 输出是脉动的直流电压! 输出是脉动的直流电压!uD4,uD2uD3,uD1ωtuoωt102、负载上的直流电压UL和直流电流 L的计算 、负载上的直流电压 和直流电流I uLωtaIL + u2 –4 3 1 2的平均值为: 负载电压 UL的平均值为b+ UL RL –UL =π∫1π02U 2sinωtd(ωt ) =2 2U2π= 0.9U2负载上的(平均 电流 负载上的 平均)电流 平均 电流:0.9U2 IL = RL113、整流元件的选择 、平均电流(ID)与反向峰值电压 RM)是选择二 平均电流 与反向峰值电压(U 是选择二 与反向峰值电压 极管的主要依据。
电工电子技术(第二版)第十一章
(第二版)
邢江勇 主编
第11章 直流稳压电源
2
知识点:
1.单相半波整流电路、单相桥式整流电路。 2.电容滤波电路、电感滤波电路。 3.稳压二极管稳压电路。 4.三端集成稳压器。
要求掌握:
1.单相半波整流和桥式整流电路的结构及工作原理。 2.电容、电感滤波电路的结构及工作原理。 3.稳压二极管稳压电路的工作原理。
11.4 3端集成稳压器
17
(2)负电压输出稳压器 常用的3端固定式负电压集成稳压器有79××系列,型号中的××两位数 字表示输出电压的稳定值,与78××系列相对应,分别为-5V、-6V、-9V 、-12V、-15V、-18V、-24V。例如,7924的输出电压为-24V,7909的 输出电压为-9V。 与78××系列一样,按输出电流大小不同,又可以分为CW79××系列、 CW79M××系列、CW79L××系列。
11.2.1 电容滤波器
最简单的电容滤波是 在负载RL的两端并联一 只容量较大的电容器,如 图11.5(a)所示。
图11.5 电容滤波电
11.2 滤波电路
9
11.2.2 RC-Π型滤波器
RC-Π型滤波器实际是在上述电容滤波器的基础上,再加一级RC滤波组成的 ,可以多滤波一次,电路如图11.6所示。根据其电路结构的形状,称其为Π型 滤波电路。这种滤波器的输出电流的波形更加平滑,只要参数选择适当,同样 可以达到
11.3 稳压二极管的稳压电路
14
11.3.2 稳压二极管稳压电路的元器件选择
1.稳压二极管的选择 可以根据下列条件初选稳压二极管:
当Ui增加时,会使稳压二极管的IVS增加,所以电流选择应适当大一些。 2.输入电压Ui的确定
Ui高,R大,稳定性能好,但损耗大。一般有 Ui=(2~3)Uo (11.15)
直流电源供给的功率PV
下面是晶体管集电极管耗PT与输出电流峰值Icm 的关系式,然后对Icm求导,令一阶导数为零,得出 结果就是PT最大的条件。
第十一章 功率电子电路
因为 PT
2
VCC Icm
1 2
Ic2m RL
求
d PT ,并令
半周时T1的工作情况。
图中假定,只要uBE>0,T1就开始导通,在一周期
内T1导通时间约为半周期。T2的工作情况和T1相似,只 是在信号的负半周导通。为了便于分析,将T2的特性 曲线画在T1特性曲线的右下方,并令二者在Q点,即 uCE=VCC处重合,形成T1和T2的所谓合成曲线,如图11-4
(率的为b变)化所R范1示L 。围。显为这然2时(,负V允C载C许-线的V通CiESC过)的V最=CC2点大Uc形e变m=成化2I一范cmR条围C 。斜为如线2I果,cm,忽其u略斜CE 管子的饱和压降UCES,则Ucem=IcmRC≈VCC。
Q点较高,选在线性放大区的位置。 电路的特点是:静态电流较大,在输入 信号的整个周期内晶体管均导通(即导通角 θ =360º)均有集电极电流。放大电路输出 信号波形与输出信号波形相似不会产生失真
电路图如图11-2(a)所示。
第十一章 功率电子电路
甲乙类
Q点较低,选在靠近截止区的位置。 电路的特点是:静态电流较小,晶体 管的导通时间大于半个周期且小于一个周 期(即θ =180º~360º之间),输出只有半 个波形与输入波形相似,另半个波形有严 重的截止失真。 电路图如图11-2(b)所示。
当ui=0时,静态电流为零,故工作在乙类。
在有信号输入时,T1和T2轮流导通,犹如一推 一拉的工作,故称推挽式电路。由于两个管子互 补对方不足,工作特性对称,所以这种电路通常 称为互补对称推挽电路(OCL电路)。
电工电子技术基础第十一章
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 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。
第三节 稳压电路
一、硅稳压二极管的工作特性 二、工作原理
第三节 稳压电路
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 1.按图所示电路安装实验线路。
2.记录实验结果分析归纳。
第三节 稳压电路
一、硅稳压二极管的工作特性
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:
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
uL = u2
第一节 整流电路
③ 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。
④ 当 t = 时,U2 = 0,晶闸管自行关断。
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)。
直流电路课件
通过导体内任一曲面S的电流为:
IjdSjco θsdS
S
s
n
j
θ
dS
S
3、电流的连续性方程:
导体内任取闭合曲面,规定单位法线矢量由里向外。
由电荷守恒定律:
从S面向外流出的电流强度,必定等于体积V中电量的减少率;
也就是说,dt时间内,S面内电量的减少等于该时间
内通过S面流出的电量。
S
j
dS
dq dt
§11-1 恒 定 电 流
1、电流强度:
单位时间内通过导体任一截面的电量称为电流强度。
I Δq Δt
I limΔq dq Δt0 Δt dt
单位:安培
1 A 1C 1s
1安培(A)=103 毫安(mA) =106 微安(μA)
一般情况下,人体电阻约1000-202X欧姆, 平安电压36V; 所以人体触电电流强度:I=V/R=0.036A
基尔霍夫第二定律: IRε
规定: 电流方向与回路绕行方向相同时 I 取正;反之取负。 ❖电动势方向与回路绕行方向相同时ε取正。反之取负。
对有n个节点,p 条支路的复杂电路,有n−1个独立 的节点电流方程,p-(n−1)个独立的回路电压方程, 独立方程的总数正好等于支路的总数 p 。
例11-4:求图示电路中每一支路中的电流。
ρρ0(1αt)
ρ0:0 ℃时的电阻率;
α:电阻温度系数 〔p.199表11-1〕
当导体的线膨胀系数可忽略时:
RR0(1αt)
利用上式可制成电阻温度计。 〔如:铂电阻温度计,可适用于低和气高温〕
3、欧姆定律的微分形式:
电荷运动受电场影响,所以电流场的分布与电场的
分布有关。
高中物理人教必修三第11章第3节 第1课时串联和并联电路的特点限流电路与分压电路(讲义)
4 串联电路和并联电路第1课时 串联和并联电路的特点 限流电路与分压电路1.掌握串、并联电路的电流、电压和电阻的关系.2.会分析串、并联电路和简单的混联电路,并能进行有关计算.3.理解滑动变阻器的限流式和分压式接法,并能正确选择和应用.一、串联电路和并联电路1.串联电路:把几个导体或用电器依次首尾连接,接入电路的连接方式,如图1甲所示.2.并联电路:把几个导体或用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再将两端接入电路的连接方式,如图乙所示.图1二、串联电路、并联电路的特点一、对串、并联电路的理解 1.串联电路中的电压分配串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比,即U 1R 1=U 2R 2=…=U n R n =UR 总=I .2.并联电路中的电流分配并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I1R1=I2R2=…=I n R n=I总R总=U. 3.串、并联电路总电阻的比较1.关于串并联电路,下列说法正确的是()A.几个电阻串联接在电路中,每个电阻所分电压相等B.几个电阻串联接在电路中,电阻电压之比为各电阻阻值的倒数之比C.几个电阻并联接在电路中,通过每个电阻的电流相等D.几个电阻并联接在电路中,通过每个电阻的电流之比为各电阻阻值的倒数之比2.某兴趣小组的同学利用“光敏”材料制成的“光控开关”控制楼道灯,天黑时自动闭合,天亮时自动断开;利用“声敏”材料制成的“声控开关”,有人走动发出声音时自动闭合,无人走动时自动断开。
若将这两种开关配合使用,就可以使楼道灯变的“智能”。
这种“智能”的电路是图中的( )A .B .C .D .3.如图所示,考虑两表内阻的影响,用两表示数算出的UR I测( )A .比R 的真实值小B .比R 的真实值大C .引起误差的原因是电压表分流D .引起误差的原因是I 偏小4.一个电流表的满偏电流I g =1mA ,内阻为100Ω,要把它改装成一个量程为3V 的电压表,则应在电流表上( )A .串联一个3kΩ的电阻B .串联一个2.9kΩ的电阻C .并联一个3kΩ的电阻D .并联一个2.9kΩ的电阻5.如图所示,两个定值电阻1R 、2R 串联后接在电压U 稳定于12V 的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于1R 、2R 的电压表接在1R 两端,电压表的示数为8V 。
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RL
RL
(3) 流过每管电流平均值 ID (5) 变压器副边电流有效值 I
I D Io
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM U DRM 2U 2
1 π I ( I msin t )2 d t 1.57 I o 2π ο
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5. 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整 流二极管的主要依据。 选管时应满足: IOM ID , URWM UDRM 半波整流电路的优点:结构简单,使用的元件少。 缺点:只利用了电源的半个周期,所以电源利用率 低,输出的直流成分比较低;输出波形的脉动大; 变压器电流含有直流成分,容易饱和。故半波整流 只用在要求不高,输出电流较小的场合。
整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 整流原理: 利用二极管的单向导电性 常见的整流电路: 半波、全波、桥式和倍压整流;单相和三相整流 等。 分析时可把二极管当作理想元件处理: 二极管的正向导通电阻为零,反向电阻为无穷大。
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11.1.1 单相半波整流电路
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3. 参数的选择 (1) UZ = UO (2) IZM= (1.5 ~ 3) ICM (3) UI = (2 ~ 3) UO
适用于输出电压固 定、输出电流不大、且 负载变动不大的场合。
(4)
U Imin U O U IM U O R I Z I OM I ZM I omin
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11.1.2单相全波整流电路
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11.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构 a 4 1 + u -– 3 2 b
io
+ uo RL – -
3. 工作波形 u
2U
t
uo
2U
2. 工作原理 u 正半周,Va>Vb,二 极管 D1、 D3 导通, D2、 D4 截止 。
近似估算取: Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波) Uo = 1. 0 U (半波) 当负载RL 开路时,UO 2U
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采用电容滤波时,输出电 Uo 压受负载变化影响较大,即 1.4U 有电容滤波 带负载能力较差。 因此电容滤波适合于要求 0.9U 无电容滤波 IO 输出电压较高、负载电流较 o 小且负载变化较小的场合。 (3) 流过二极管的瞬时电流很大 RLC 越大UO 越高,IO 越 uo 大整流二极管导通时间越短 2U O t iD 的峰值电流越大。 iD 选管时一般取: IOM =2 ID O t 结论
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4. 电容滤波电路的特点 (1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。 RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大,波形越平滑。 为了得到比较平直的输出电压
T 一般取τ RLC (3 5) 2
(T — 电源电压的周期)
1. 电路结构 Tr a
+ u – D io RL + uo – 3. 工作波形 u
2U
O
t
b 2. 工作原理 u 正半周,Va>Vb, 二极管D导通; u 负半周,Va< Vb, 二极管D 截止 。
uo
2U
uD
O
O
t t
2U
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4. 参数计算 (1) 整流电压平均值 Uo 1 π Uo ο 2Usin td( t ) 0.45U 2 2π Uo U2 0.45 (2) 整流电流平均值 Io I o
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11.2 滤波电路
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流,
其中既有直流成份又有交流成份。 滤波原理: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, 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。
方法:将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串 联)。
uD
2U u D2
t
t
uD4
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11.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构 a 1 -+ 4 u – 3 2 b io + uo RL – - 3. 工作波形 u
2U
t
uo
2U
2. 工作原理 u 正半周,Va>Vb,二极 管 1、3 导通,2、4 截止 。 u 负半周,Va<Vb,二极 管 2、4 导通,1、3 截止 。
3. 了解集成稳压电路的性能及应用。
4.了解开关稳压电路的性能及应用。
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第11章 直流稳压电源
小功率直流稳压电源的组成
变压 交流电源
u1 u2 u3 u4
整流
滤波
稳压 负载
uo
功能:把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
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11.1 单向整流电路
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18.2.3 形滤波器
形 LC 滤波器 滤波效果比 ~ LC滤波器更好, 但二极管的冲 击电流较大。
+ u – +
L
+
RL
C1 C2 R
+ uo –
形 RC 滤波器 + + + + ~ u 比 形 LC C1 C2 RL uo – – 滤波器的体积 小、成本低。 R 愈大,C2愈大,滤波效果愈好。但R 大将使直 流压降增加,主要适用于负载电流较小而又要求输 出电压脉动很小的场合。
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(2) 外特性曲线
11.2.2 电感电容滤波器
1. 电路结构
L + + C RL uo –
~
+ u –
2. 滤波原理 当流过电感的电流发生变化时,线圈中产生自感 电势阻碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。 对直流分量: XL=0 ,L相当于短路,电压大部分降 在RL上。对谐波分量: f 越高,XL越大,电压大部分 降在L上。因此,在负载上得到比较平滑的直流电压。 LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小 的场合,用于高频时更为合适。
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~
+ u _D2 D3 NhomakorabeaD1
D4
+ RL uo _
如果D2或D4接反 则正半周时,二极管D1、D4或D2、D3导通,电流 经D1、D4或D2、D3而造成电源短路,电流很大,因 此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。
如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1 或D3也将因电流过大而烧坏。
(5) 变压器副边电流有效值 I
1 2π 2 I ο ( Imsin t ) d t 1.11Io 2π
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(6) 脉动系数S
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分
量,可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分量中的
二次谐波幅度最大,最低次谐波的幅值与平均值的比 值称为脉动系数S。
2 4 4 vO 2V2 ( cos 2 t cos 4 t ) π 3π 15π
4 2V2 S 3π 2 2V2 2 0.67 π 3
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桥式整流电路的优点:
(1) 输出直流电压高; (2) 脉动较小; (3) 二极管承受的最大反向电压较低; (4) 电源变压器得到充分利用。 目前,半导体器件厂已将整流二极 管封装在一起,制成单相及三相整流 桥模块,这些模块只有输入交流和输 出直流引线。减少接线,提高了可靠 性,使用起来非常方便。
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11.3.1 稳压管稳压电路 限流调压
1. 电路 + u –
IR R
IO
Iz + + + C UI DZ RL UO – –
稳压电路 I UZ U
2. 工作原理 UO = UZ IR = IO + IZ 设UI一定,负载RL变化
RL(IO) IR UO (UZ ) IZ UO 基本不变 IR (IRR) 基本不变
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11.2.1 电容滤波器
1. 电路结构 io D i a 2U ic + + O + u RL uo = uC C uo – –
3. 工作波形 u
t
2U b O 2. 工作原理 t u >uC时,二极管导通,电源在给负载RL供电的 同时也给电容充电, uC 增加,uo= uC 。 u <uC时,二极管截止,电容通过负载RL 放电,uC 按指数规律下降, uo= uC 。 二极管承受的最高反向电压为 U DRM 2 2U 。
第11章 直流电源
11.1 单向整流电路 11.2 滤波电路 11.3 稳压电路 11.4 集成稳压电路 11.5 开关稳压电路
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第11章 直流电源
本章要求:
1. 掌握单相桥氏整流电路和滤波电路的工作原 理及参数的计算;
2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作
原理;
改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。
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11.3.3 串联型稳压电路
1. 电路结构 串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电 路和调整元件四部分组成。 T R1 R1 + R3 + – R1 + + Ui RL UO + + + – UB Uf R UZ DZ 2 – – – – 调整 比较 基准 元件 放大 电压 取样 电路