模拟电子技术 第十章 直流电源.ppt
合集下载
第十章模拟电子技术直流电源PPT课件
Uo(AV) ≈0.9U2
二极管承受反压为 2U 72
几种常见的硅整流桥外形：
~ +~ -
~+~-
+AC-
8
10.2.4 整流电路的主要参数
1、输出直流电压Uo(AV) 整流电路的输出电压瞬时值uo在一个周期内的平
均值。
2、脉动系数S 输出电压基波的最大值Uo1m与其平均值Uo(AV)之比。
3、二极管正向平均电流ID(AV) 4、二极管最大反向峰值电压URM
解：①∵ Uo=1.2U2 ∴U2=Uo/1.2=12/1.2=10V
② C值增大，放电变慢，Uo增大。
③ RL值增大，放电变慢，Uo增大。
18
例3：桥式整流电容滤波电路，已知变压器副边电压
有效值为30V，若测得输出电压平均值Uo(AV)分别为 1～5五种数值，请找出它们与a~e五种工作情况的对
应关系。
输出直流电流： Io(A)VUo R (A L)V11050 0.1A 515m0A
整流二极管正向平均电流：
1 ID(AV) 2Io(AV) 75mA
二极管承受的最大反向电压：
U RM 2 U 22 1.7 6 2.6 V 3
脉动系数 S=0.67
11
② 半波整流：
∵ Uo(AV) ≈0.45U2
2U 2
3
10.2.2 单相全波整流电路
+
图 10.2.2 全波整流电路 图 10.2.3 全波整流电路波形图
2U 2
2 2U2
4
§10.2.3 单相桥式整流电路
+
T
u1
D4
u2
D1
D2
D3
-
桥式整流电路
二极管承受反压为 2U 72
几种常见的硅整流桥外形：
~ +~ -
~+~-
+AC-
8
10.2.4 整流电路的主要参数
1、输出直流电压Uo(AV) 整流电路的输出电压瞬时值uo在一个周期内的平
均值。
2、脉动系数S 输出电压基波的最大值Uo1m与其平均值Uo(AV)之比。
3、二极管正向平均电流ID(AV) 4、二极管最大反向峰值电压URM
解：①∵ Uo=1.2U2 ∴U2=Uo/1.2=12/1.2=10V
② C值增大，放电变慢，Uo增大。
③ RL值增大，放电变慢，Uo增大。
18
例3：桥式整流电容滤波电路，已知变压器副边电压
有效值为30V，若测得输出电压平均值Uo(AV)分别为 1～5五种数值，请找出它们与a~e五种工作情况的对
应关系。
输出直流电流： Io(A)VUo R (A L)V11050 0.1A 515m0A
整流二极管正向平均电流：
1 ID(AV) 2Io(AV) 75mA
二极管承受的最大反向电压：
U RM 2 U 22 1.7 6 2.6 V 3
脉动系数 S=0.67
11
② 半波整流：
∵ Uo(AV) ≈0.45U2
2U 2
3
10.2.2 单相全波整流电路
+
图 10.2.2 全波整流电路 图 10.2.3 全波整流电路波形图
2U 2
2 2U2
4
§10.2.3 单相桥式整流电路
+
T
u1
D4
u2
D1
D2
D3
-
桥式整流电路
模拟电路基础ppt课件可编辑全文
*
1.4.3 三极管的工作状态
1. 放大状态 在上面一部分中分析了三极管的放大原理。为了使三极管有放大能力，在输入回路加基极直流电源VBB，在输出回路加集电极直流电源VCC，且VCC大于VBB，使发射结正向偏置、集电结反向偏置。此时称三极管处于放大状态，条件是发射结正向偏置、集电结反向偏置。 2. 饱和状态 如果输出回路的集电极直流电源VCC小于输入回路的基极直流电源VBB，则发射结和集电结都是正向偏置。由于发射结和集电结都是正向偏置，在开始发射结和集电结上的势垒都变窄，使发射区和集电区的自由电子同时涌入基区，但是由于基区面积很小，且掺杂浓度很低，涌入到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，形成基极电流IB，绝大部分扩散到基区的电子堆积在发射结和集电结附近，使发射结和集电结上的势垒加宽，阻止了发射区和集电区的自由电子进一步扩散到基区，由此可见，此时三极管没有放大能力。 此种状态称三极管处于饱和状态，条件是发射结和集电结都是正向偏置。 3. 截止状态 如果在输入回路的基极直流电源VBB小于发射结的开启电压，则发射结处于零偏置或反偏置。由于外加电压没有达到发射结的开启电压，使发射区的自由电子不能越过发射结达到基区，不能形成电流，从而发射极、集电极和基极的电流都很小，也就谈不上放大了。此时称三极管处于截止状态，条件是发射结零偏置或反偏置、集电结反向偏置。
*
1.3.3 二极管的等效电阻
直流等效电阻也称静态等效电阻。如图1-9所示，在二极管的两端加直流电压UQ、产生直流电流IQ，此时直流等效电阻RD定义为 交流等效电阻表示，在二极管直流工作点确定后，交流小信号作用于二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。在直流工作点Q一定，在二极管加有交流电压u，产生交流电流i，交流等效电阻r定义为
*
例1-1 图10(a)是由理想二极管D组成的电路，理想二极管是指二极管的导通电压U为0、反向击穿电压U为，设电路的输入电压u如图10(b)所示，试画出输出uo的波形 解：由二极管的单向导电特性，输入信号正半周时二极管导通，负半周截止，故输出uo的波形如右图所示。
1.4.3 三极管的工作状态
1. 放大状态 在上面一部分中分析了三极管的放大原理。为了使三极管有放大能力，在输入回路加基极直流电源VBB，在输出回路加集电极直流电源VCC，且VCC大于VBB，使发射结正向偏置、集电结反向偏置。此时称三极管处于放大状态，条件是发射结正向偏置、集电结反向偏置。 2. 饱和状态 如果输出回路的集电极直流电源VCC小于输入回路的基极直流电源VBB，则发射结和集电结都是正向偏置。由于发射结和集电结都是正向偏置，在开始发射结和集电结上的势垒都变窄，使发射区和集电区的自由电子同时涌入基区，但是由于基区面积很小，且掺杂浓度很低，涌入到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，形成基极电流IB，绝大部分扩散到基区的电子堆积在发射结和集电结附近，使发射结和集电结上的势垒加宽，阻止了发射区和集电区的自由电子进一步扩散到基区，由此可见，此时三极管没有放大能力。 此种状态称三极管处于饱和状态，条件是发射结和集电结都是正向偏置。 3. 截止状态 如果在输入回路的基极直流电源VBB小于发射结的开启电压，则发射结处于零偏置或反偏置。由于外加电压没有达到发射结的开启电压，使发射区的自由电子不能越过发射结达到基区，不能形成电流，从而发射极、集电极和基极的电流都很小，也就谈不上放大了。此时称三极管处于截止状态，条件是发射结零偏置或反偏置、集电结反向偏置。
*
1.3.3 二极管的等效电阻
直流等效电阻也称静态等效电阻。如图1-9所示，在二极管的两端加直流电压UQ、产生直流电流IQ，此时直流等效电阻RD定义为 交流等效电阻表示，在二极管直流工作点确定后，交流小信号作用于二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。在直流工作点Q一定，在二极管加有交流电压u，产生交流电流i，交流等效电阻r定义为
*
例1-1 图10(a)是由理想二极管D组成的电路，理想二极管是指二极管的导通电压U为0、反向击穿电压U为，设电路的输入电压u如图10(b)所示，试画出输出uo的波形 解：由二极管的单向导电特性，输入信号正半周时二极管导通，负半周截止，故输出uo的波形如右图所示。
模拟电子技术基础课件——直流电源
(3)若整流桥中有一只二极管开路,重做(1),(2)。
例（P509）电路如图所示,已知变压器副边电压有效 值U2=30V,负载电阻RL=100Ω,试问:
(1) 输出电压平均值与输出电流平均值各为多少?
U 0.9U 0.9 30V 27V
O ( AV )
2
IO( AV )
UO( AV ) RL
例2 如图所示，RL=50欧姆，C=1000uF，U2=20V， U O（AV)有以下几种情况：
（1） 28V （2） 18V
>>>>>>>>>>>>>>>>>>R电L容开开路路
（3） 9V >>>>>一个二极管开路且电容开路
分析电路产生了什么故障。
三、倍压整流电路 利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现 “整流” 、“倍压” 功能。
O(AV)
2
ID
0.45U 2 RL
0.9U
I
2
L (AV)
R
L
UR 2 2U2 2 2U 2
U O( AV )
I O ( AV )
S
I D( AV )
U R max2
半波整
0.45U
流电路
2
0.45U 2 R L
桥式整
0.9U
流电路
2
0.9U 2 R L
全波整
流电路
0.9U 2
0.9U 2 R L
D导 通
2、工作原理
结论
1. 加滤波电容后输出电压平均值增大。
2. 加滤波电容后脉动系数S减小。 3. RL越大，放电越慢，则UO(AV)值更大。 4. 整流管导通时间短，冲击电流大，对
例（P509）电路如图所示,已知变压器副边电压有效 值U2=30V,负载电阻RL=100Ω,试问:
(1) 输出电压平均值与输出电流平均值各为多少?
U 0.9U 0.9 30V 27V
O ( AV )
2
IO( AV )
UO( AV ) RL
例2 如图所示，RL=50欧姆，C=1000uF，U2=20V， U O（AV)有以下几种情况：
（1） 28V （2） 18V
>>>>>>>>>>>>>>>>>>R电L容开开路路
（3） 9V >>>>>一个二极管开路且电容开路
分析电路产生了什么故障。
三、倍压整流电路 利用二极管的导引作用和电容的储能作用，实现 “整流” 、“倍压” 功能。
O(AV)
2
ID
0.45U 2 RL
0.9U
I
2
L (AV)
R
L
UR 2 2U2 2 2U 2
U O( AV )
I O ( AV )
S
I D( AV )
U R max2
半波整
0.45U
流电路
2
0.45U 2 R L
桥式整
0.9U
流电路
2
0.9U 2 R L
全波整
流电路
0.9U 2
0.9U 2 R L
D导 通
2、工作原理
结论
1. 加滤波电容后输出电压平均值增大。
2. 加滤波电容后脉动系数S减小。 3. RL越大，放电越慢，则UO(AV)值更大。 4. 整流管导通时间短，冲击电流大，对
模拟电子技术)第10章直流电源
智能化与数字化控制
智能监控与管理
随着物联网和云计算技术的发展，直流电源的智能化监控与 管理已成为趋势。通过集成传感器和通信模块，实现电源状 态的实时监测和远程控制，提高电源管理的便捷性和效率。
数字化控制
数字化控制技术为直流电源提供了更加灵活和精确的控制方式。 通过采用数字信号处理器（DSP）或可编程逻辑控制器（PLC）， 实现对电源的参数调整、故障诊断和自动校准等功能。
类型
根据滤波效果的不同，可 分为电容滤波、电感滤波 和复合滤波。
稳压电路
作用
类型
保持输出电压的稳定，不受输入电压 和负载变化的影响。
根据稳压方式的不同，可分为串联型 稳压电路和并联型稳压电路。
工作原理
通过负反馈和比较电路，实时监测输 出电压的变化，并调整整流和滤波电 路的参数，以保持输出电压的稳定。
分布式直流电源系统的应用场景
分布式直流电源系统适用于对供电可靠性要求极高，负载电流变化大且需要扩展的场合， 如数据中心、通信基站等。Βιβλιοθήκη 03直流电源的基本组成
电源变压器
作用
将交流电转换为适合整流电路的 电压。
工作原理
利用电磁感应原理，通过改变输入 交流电的匝数比，实现电压的变换。
类型
根据使用需求，可选择不同的变压 器类型，如单相、三相变压器等。
高效率与高功率密度
高效能转换
随着电力电子技术的不断进步，直流电源的高效率转换已成为可能。通过采用 先进的拓扑结构和控制算法，提高电源的转换效率，减少能源浪费。
高功率密度
为了满足便携式设备和分布式电源系统的需求，直流电源需要具备更高的功率 密度。通过优化电路设计和材料选择，减小电源体积，提高单位体积的功率输 出。
模拟电子技术 第十章 直流电源PPT课件
模拟电子技术
电子教案
1 第十章 直流电源
第十章 直流电源
2 第十章 直流电源
目
录
第十章 直流电源
第一节 电源基本概念 第二节 整流电路 第三节 滤波器 第四节 直流稳压器
3 第十章 直流电源
第一节 电源基本概念
一、电源基本功能
向负载提供输出功率（一定电压与电流）的电装置， 是其它设备的能源。
二、电源基本类型
2.
去交保直
2. 滤波原理
利用C或L储存与释放能量的作用平滑直流。
3. 滤波器组成
由电抗元件C或L构成
4. 滤波器的种类
电容滤波、电感滤波、复式滤波
第十章 直流电源
14 目录
第三节 滤波器
二、电容滤波器
1.电路组成
电容器C与整流器OUT端、与RL两端并连
ID
S1 +
u 220V
50Hz
2
+
D1
u D4 D2
0.9U2
滤波
﹡电容滤波器外特性
（1）定义 ： UO（AV）=f(IL) （2）C为定值时： iL↑→uO↓，
电感滤波
0
i（ oiL）
图1035 电容滤波器外特性
变化范围大（0.9U2~U2）
C值小：uO随iL波动加大
（3）结论：电容滤波外特性差
第十章 直流电源
18 目录
第三节 滤波器
三.电感滤波器
②C开路（RL接入）， UO（AV）= 0.9 U2
③正常工作
UO（AV）≈1.2U2
④C↓→UO（AV）↓
(RLC=1.75T时)
第十章 直流电源
17 目录
第三节 滤波器
电子教案
1 第十章 直流电源
第十章 直流电源
2 第十章 直流电源
目
录
第十章 直流电源
第一节 电源基本概念 第二节 整流电路 第三节 滤波器 第四节 直流稳压器
3 第十章 直流电源
第一节 电源基本概念
一、电源基本功能
向负载提供输出功率（一定电压与电流）的电装置， 是其它设备的能源。
二、电源基本类型
2.
去交保直
2. 滤波原理
利用C或L储存与释放能量的作用平滑直流。
3. 滤波器组成
由电抗元件C或L构成
4. 滤波器的种类
电容滤波、电感滤波、复式滤波
第十章 直流电源
14 目录
第三节 滤波器
二、电容滤波器
1.电路组成
电容器C与整流器OUT端、与RL两端并连
ID
S1 +
u 220V
50Hz
2
+
D1
u D4 D2
0.9U2
滤波
﹡电容滤波器外特性
（1）定义 ： UO（AV）=f(IL) （2）C为定值时： iL↑→uO↓，
电感滤波
0
i（ oiL）
图1035 电容滤波器外特性
变化范围大（0.9U2~U2）
C值小：uO随iL波动加大
（3）结论：电容滤波外特性差
第十章 直流电源
18 目录
第三节 滤波器
三.电感滤波器
②C开路（RL接入）， UO（AV）= 0.9 U2
③正常工作
UO（AV）≈1.2U2
④C↓→UO（AV）↓
(RLC=1.75T时)
第十章 直流电源
17 目录
第三节 滤波器
模拟电子技术基础直流电源PPT共47页
模拟电子技术基础直流电源
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后名ຫໍສະໝຸດ ，于我若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后名ຫໍສະໝຸດ ，于我若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
模拟电子技术基础简明教程第三版杨素行主题讲座
N PP NN P
IG β1 β2IG
β1IG
图
图
结论：
晶闸管由阻断变为导通旳条件是在阳极和阴极之间 加正向电压时，再在控制极加一种正旳触发脉冲；
晶闸管由导通变为阻断旳条件是减小阳极电流 IA 。 晶闸管导通后，管压降很小，约为 1 V 左右。
三、伏安特征和主要参数
1. 伏安特征 正向阻断特征：当 IG= 0 ，而 阳极电压不超出一定值时，管子
U (BR)CEO ≥ U Imax 1.1 2U 2
三、集电极最大允许耗散功率 PCM
PC UCE IC (UI UO )IC
PCM ≥ (U Imax UOmin ) ICmax (1.1 1.2U 2 UOmin ) IEmax
稳压电路旳输入直流电压为：
UI UOmax (3 ~ 8)V
图
放大电路：A； 调整管：VT；
UI 或 IL UO UF UId UBE IC
UO
UCE↑
10.6.2 输出电压旳调整范围
因为 U+ = U ，UF = UZ， 所以
UZ
UF
R2 R3 R1 R2 R3
UO
则：
UO
R1 R2 R3 R2 R3
UZ
图 10.6.1
串联型直流稳压电路
2. 当电网电压最低和负载电流最大时，IZ 旳值最小， 此时 IZ 不应低于其允许旳最小值，即
U Imin U Z R
I Lmax
I Zmin
或： R UImin U Z I Zmin ILmax
10.6 串联型直流稳压电路
10.6.1 电路构成和工作原理
采样电路：R1、 R2、 R3 ； 基准电压：由 VDZ 提供； 稳压过程：
模拟电子技术PPT课件
处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
1.4 放大电路模型
信号的放大是最基本的模拟信号处理 功能。
这里研究的是线性放大，即放大电路 输出信号中包含的信息与输入信号完全相 同。输出波形的任何变形，都被认为是产 生了失真。
1、放大电路的符号及模拟信号放大
• 电压放大模型
• 电流放大模型
• 互阻放大模型
电压增益
+ Vs
–
Ri ——输入电阻
+
+
+
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
–
Ro ——输出电阻
由输出回路得 则电压增益为
Vo AV
AVVVoOi ViRAoVROLRRLo RLRL
由此可见 RL
AV 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望 Ro RL 理想情况 Ro 0
（考虑改变放大电路的参数）
由输入回路得
Ii
Is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri 0
3. 互阻放大模型（自学） 4. 互导放大模型（自学） 5. 隔离放大电路模型
Ro
+
+
+
Vi
Ri
AV Vi
Vo
–
–O
–
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
放大电路的性能指标是衡量它的品质优劣 的标准，并决定其适用范围。
Vs 0
另一方法
+ Vs=0
–
放大电路
IT
+ VT
–
Vo AVOVi
1.4 放大电路模型
信号的放大是最基本的模拟信号处理 功能。
这里研究的是线性放大，即放大电路 输出信号中包含的信息与输入信号完全相 同。输出波形的任何变形，都被认为是产 生了失真。
1、放大电路的符号及模拟信号放大
• 电压放大模型
• 电流放大模型
• 互阻放大模型
电压增益
+ Vs
–
Ri ——输入电阻
+
+
+
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
–
Ro ——输出电阻
由输出回路得 则电压增益为
Vo AV
AVVVoOi ViRAoVROLRRLo RLRL
由此可见 RL
AV 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望 Ro RL 理想情况 Ro 0
（考虑改变放大电路的参数）
由输入回路得
Ii
Is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri 0
3. 互阻放大模型（自学） 4. 互导放大模型（自学） 5. 隔离放大电路模型
Ro
+
+
+
Vi
Ri
AV Vi
Vo
–
–O
–
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
放大电路的性能指标是衡量它的品质优劣 的标准，并决定其适用范围。
Vs 0
另一方法
+ Vs=0
–
放大电路
IT
+ VT
–
Vo AVOVi
电子技术基础第十章 直流电源
第十章 直流电源
10.1 直流电源的组成及 各部分的作用
图10.1.1
10.2 整流电源
10.2.1 整流电路的分析方法及基本参数 一、工作原理
图10.2.1
图10.2.2
二、主要参数
图10.2.3 1、输出电压平均值
2、负载电流平均值
3、整流输出电压的脉动系数
对于半波整流，可得
三、二极管的选择
三、脉动系数 输出交流分量基波峰-峰值为(Uomax-Uomin)， 而基波峰值为
所以，脉动系数为
四、整流二极管的导通角
图10.3.4
五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性
图10.3.5
10.3.2 倍压整流电路
图10.3.6
多倍压整流电路
图10.3.7
10.3.3 其它形式的滤波电路 一、电感滤波电路
图10.5.12
图10.5.13
UREF=4Ugo =4.82V
图10.5.14
二、W117三端稳压器
图10.5.15
UREF的典型值为1.25V
10.5.4 三端稳压器的应用 一、三端稳压器的外形和方框图
图10.5.16
(a)为金属封装，(b)为塑料封装。
二、W7800的应用 1、基本应用电路
1、稳压管稳压电路
UREF=UBE+UZ
图10.5.5
2、能隙基准电压电路 UREF=UBE3+I2R2
≈UBE3+ 图10.5.7
上式中UBE的温度系数α为负值，且α=dUBE／dT =﹣(1.8～2.4)mV／K，Ugo为硅材料在0K时外推禁带 宽度（能带间隙）的电压值，根据PN结的分析，其 值为 Ugo=1.205V
10.1 直流电源的组成及 各部分的作用
图10.1.1
10.2 整流电源
10.2.1 整流电路的分析方法及基本参数 一、工作原理
图10.2.1
图10.2.2
二、主要参数
图10.2.3 1、输出电压平均值
2、负载电流平均值
3、整流输出电压的脉动系数
对于半波整流，可得
三、二极管的选择
三、脉动系数 输出交流分量基波峰-峰值为(Uomax-Uomin)， 而基波峰值为
所以，脉动系数为
四、整流二极管的导通角
图10.3.4
五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性
图10.3.5
10.3.2 倍压整流电路
图10.3.6
多倍压整流电路
图10.3.7
10.3.3 其它形式的滤波电路 一、电感滤波电路
图10.5.12
图10.5.13
UREF=4Ugo =4.82V
图10.5.14
二、W117三端稳压器
图10.5.15
UREF的典型值为1.25V
10.5.4 三端稳压器的应用 一、三端稳压器的外形和方框图
图10.5.16
(a)为金属封装，(b)为塑料封装。
二、W7800的应用 1、基本应用电路
1、稳压管稳压电路
UREF=UBE+UZ
图10.5.5
2、能隙基准电压电路 UREF=UBE3+I2R2
≈UBE3+ 图10.5.7
上式中UBE的温度系数α为负值，且α=dUBE／dT =﹣(1.8～2.4)mV／K，Ugo为硅材料在0K时外推禁带 宽度（能带间隙）的电压值，根据PN结的分析，其 值为 Ugo=1.205V
第十章_直流电动机
11-9
主换换 换换换换
电电电电 端端 机机
端端
图8-2 直流电动机的定子
11-10
• •
2.转子 直流电动机的转子习惯上称为电 枢， 如图8-3所示， 由电枢铁心、 电枢 绕组、 换向器、 转轴和风扇等组成。
11-11
转转
电电电电
换换换 换换换换 云云
风风
电电电电
图8-3 直流电动机的转子
11-12
结束
11-13
11-6
• •
直流电动机的结构 直流电动机主要由定子和转子两 大部分组成， 定子与转子之间有很小的 气隙。 其结构示意图如图8-1所示。
•
11-7
N
转转 电电电电 换换换换
S
换换换 电电
电电电电
(a) (b)
图8-1 直流电动机的结构示意图 (a) 外形； (b) 结构示意图
11-8
• •
1.定子 定子由机座、 主磁极、 换向磁极、 端盖和电刷装置等部分构成， 如图8-2所 示。
第十章 直流电动机
11-1
直流电机的基本工作原理
11-2
11-3
11-4
电刷
+ U
N I I
–
换向片
S
直流电源
电刷
线圈
换向器
电流方向：上半边向里，下半边向外。如图所示。 电流方向：上半边向里，下半边向外。如图所示。
11-5
电刷
+ U –
换向片
N
F I F I
S
注意：换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转 注意：换向片和电源固定联接， 总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。 动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。 电刷压在换向片上。 电刷压在换向片上。 由左手定则，通电线圈在磁场的作用下， 由左手定则，通电线圈在磁场的作用下， 使线圈逆时针旋转。 使线圈逆时针旋转。
模拟电子技术基础第10章直流稳压电源课件
保护电路
R
+
-
UO
RL
+
–
T1
IB1
T2
IC2
UR
UB
IO
比较放大环节
I
+
–
UI
10.4.2 集成稳压器中的基准电压和保护电路
a) 限流型过流保护电路
正常
工作区
O
UO
IO
IOmax
过流区
限流型过流保护电路的外特性如图
保护电路
R
+
-
UO
RL
+
–
T1
IB1
T2
IC2
UR
UB
IO
比较放大环节
I
+
–
UI
10.2.1 电容滤波
电容滤波时，整流二极管的选择
输出电压波形
ωt
π
2π
3π
4π
u2
ωt
O
输入电压
C放电
C充电
D截止
D导通
π
O
2π
3π
4π
uo
uc
开路时，
对全波而言:
当
对半波而言：
10.2.1 电容滤波
π
O
2π
3π
ωt
O
ωt
uC
u2
iD
iD1
iD3
iD2
iD4
IDM
uC
u2
整流二极管的最大反向电压：
可见半波整流输出的基波峰值为输出平均值的1.57倍，脉动较大。
10.1.1单相半波整流电路
5、 二极管的平均电流
因二极管的电流波形与负载电流相同
电工电子技术课程课件直流稳压电源
电源过热
长时间使用或负载过重可能导致电源 过热，影响电源的稳定性和使用寿命
。
电源无输出
如果电源无法正常输出电压，可能是 电源内部的开关管或整流管损坏，需 要检查相关元件。
保险丝熔断
当电源内部出现短路等故障时，保险 丝可能会熔断，需要检查电源的输入 输出线路是否存在短路现象。
维护与保养
定期清洁
定期清洁电源外壳表面灰尘和污垢，保持电源散 热良好。
短路电流
指电源在发生短路时输出的最大电流值，通 常用于衡量电源的过载能力。
额定电流
指电源在正常工作条件下能够持续输出的最 大电流值。
负载调整率
指电源在满载和轻载情况下输出电流的变化 率。
电压调整率
电压调整率
输入电压范围
指电源输出电压随输入电压变化的比率， 通常以百分比表示。
指电源能够正常工作的输入电压范围，即 最小值和最大值。
稳压电路是直流稳压电源中的重 要组成部分，其主要功能是保持
输出电压的稳定。
稳压电路一般由调整元件、比较 元件和基准电压等元件组成，根 据不同的需求，可以选择不同的
稳压方式和元件参数。
在选择稳压元件时，需要考虑其 稳定性、响应速度和功耗等参数 ，以确保稳压效果良好且安全可
靠。
03
直流稳压电源的性能指标
电池充电
01
02
03
充电电池充电
充电电池需要直流电源进 行充电，才能储存电能并 在需要时释放。
电动车充电
电动车的电池需要直流电 源进行充电，才能提供动 力。
无人机电池充电
无人机电池需要直流电源 进行充电，以确保其正常 飞行。
其他应用场景
医疗设备供电
医疗设备如监护仪、呼吸机等，需要直流电源来维持患者的生命 安全。
长时间使用或负载过重可能导致电源 过热，影响电源的稳定性和使用寿命
。
电源无输出
如果电源无法正常输出电压，可能是 电源内部的开关管或整流管损坏，需 要检查相关元件。
保险丝熔断
当电源内部出现短路等故障时，保险 丝可能会熔断，需要检查电源的输入 输出线路是否存在短路现象。
维护与保养
定期清洁
定期清洁电源外壳表面灰尘和污垢，保持电源散 热良好。
短路电流
指电源在发生短路时输出的最大电流值，通 常用于衡量电源的过载能力。
额定电流
指电源在正常工作条件下能够持续输出的最 大电流值。
负载调整率
指电源在满载和轻载情况下输出电流的变化 率。
电压调整率
电压调整率
输入电压范围
指电源输出电压随输入电压变化的比率， 通常以百分比表示。
指电源能够正常工作的输入电压范围，即 最小值和最大值。
稳压电路是直流稳压电源中的重 要组成部分，其主要功能是保持
输出电压的稳定。
稳压电路一般由调整元件、比较 元件和基准电压等元件组成，根 据不同的需求，可以选择不同的
稳压方式和元件参数。
在选择稳压元件时，需要考虑其 稳定性、响应速度和功耗等参数 ，以确保稳压效果良好且安全可
靠。
03
直流稳压电源的性能指标
电池充电
01
02
03
充电电池充电
充电电池需要直流电源进 行充电，才能储存电能并 在需要时释放。
电动车充电
电动车的电池需要直流电 源进行充电，才能提供动 力。
无人机电池充电
无人机电池需要直流电源 进行充电，以确保其正常 飞行。
其他应用场景
医疗设备供电
医疗设备如监护仪、呼吸机等，需要直流电源来维持患者的生命 安全。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、电源基本类型
电源也是一个能量转换器，根据不同设备需要选择不同类型 电源。
电源有大小功率之分，本章只讲小功率电源。
第十章 直流电源
目录
第一节 电源基本概念
三、直流电源的功能与组成
1. 功能
将电网提供的交流电源转换成单极性且稳定的电源， 称为直流电源。
2. 直流稳压电源组成
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。 C 越大， RL越大， τ放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。
第十章 直流电源
第三节 滤波器
二、电容滤波
3.参数计算与特性
﹡UO（AV） UO（AV）=U2[1－(T/4RLC)] T-----交流电网周期，20ms
[讨论]
①RL开路（C接入）， UO（AV）= 2 U2
I L(AV)
0.45U 2 RL
I
F
1.1
0.45U 2 RL
U R 1.1 2U 2
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
三、桥式整流
1．电路结构
iD
u S1 + D4
220V 2
D1
50Hz
+
D3 D2
+ RL
+
Uo
图10.2.5 桥式整流电路
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
2.工作原理
一、基本概念
1. 整流电路功能
交流变直流 将正负极性交替变化的正弦交流电压变换成单向电压。
2. 整流基本原理
利用具有单向导电性器件（如DIO）完成的。
3. 整流电路类型
小功率整流：单相整流 (半波整流、全波整流、桥式整流、倍压整流)
大功率整流：三相整流、多相整流
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
0.9U2
滤波
﹡电容滤波器外特性
（1）定义 ： UO（AV）=f(IL) （2）C为定值时： iL↑→uO↓，
电感滤波
0
i（oiL）
图1035 电容滤波器外特性
变化范围大（0.9U2~U2）
C值小：uO随iL波动加大
（3）结论：电容滤波外特性差
目录
第十章 直流电源
第三节 滤波器
三.电感滤波器
1. 外特性好
二、单相半波整流电路
1.工作原理
u2
u2
u2的正半周，D导通， A→D→RL→B，uO= u2 。 u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。
目录
第十章 直流电源
第二节 整流电路
二、单相半波整流电路
2.UO（AV）和 IL（AV）的估算
已知变压器副边电压有效值为U2
U O(AV)
若接反了呢？ u2
O
四只管子如何接？
u2的正半周 A→D1→RL→D3→B，uO= u2
u2的负半周 B →D2→RL→D4→ A，uO= -u2
第十章 直流电源
uO
O
集成的桥式整流电 路称为整流堆。
目录
3. 估算
第二节 整流电路
U O(AV)
1 π
π 0
2U2 sin td( t)
UO(AV) 2
模拟电子技术
电子教案
沈阳工业大学 电子技术教研室
第十章 直流电源
第十章 直流电源
第十章 直流电源
目
录
第十章 直流电源
第一节 电源基本概念 第二节 整流电路 第三节 滤波器 第四节 直流稳压器
第十章 直流电源
第一节 电源基本概念
一、电源基本功能
向负载提供输出功率（一定电压与电流）的电装置， 是其它设备的能源。
UO≈0.9U2 IL↑→UO↓
u u 桥
式
+
整I
L
+ 电感和 RL o负载
流
串联
图1038电感滤波器
与电容滤波相比滤波特性好，IL波动时UO波动较小。
2.对整流管电流要求低
整流管导通角比电容滤波时大，因而峰值电流减小，所以
对整流管额定电流要求相对减小。
3. 缺点：易引起电磁干扰；体积大、笨重。
4. 应用场合：大电流（3~5A以上）
2U 2 π
0.9U 2
I L(AV)
U O(AV) RL
0.9U 2 RL
第十章 直流电源
目录
4.二极管的选择
第二节 整流电路
URmax
2U2
I D(AV)
I L(AV) 2
0.45U2 RL
考虑到电网电压
波动范围为±10％， 二极管的极限参数应
I
F
1.1
0.45U 2 RL
满足：
U R 1.1 2U 2
1 2π
π 0
2U2 sin td( t)
UO(AV)
2U 2 π
0.45U 2
I L(AV)
U O(AV) RL
0.45U 2 RL
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
二、单相半波整流电路
3. 二极管的选择
URmax 2U2
考虑到电网电压波动范围为±10 ％，二极管的极限参数应满足：
I D(AV)
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
四、复合滤波器
由C和L共同组成滤波器 复合滤波器优点：
– 发挥各自优点，克服各 自缺点， 从而提高滤波 性能。
– L可取值较小减小体积 与重量。
桥 式 整
LC + RL
流
图1039 LC滤波
R
桥
式 整
+
C
C+
RL
流
图1039 RCπ滤波
桥 式 整
C LC + RL
目录
第十章 直流电源
第三节 滤波器
一、基本概念
1. 滤波器基本功能 去交保直
2. 滤波原理 利用C或L储存与释放能量的作用平滑直流。
3. 滤波器组成 由电抗元件C或L构成
4. 滤波器的种类 电容滤波、电感滤波、复式滤波
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
二、电容滤波器
1.电路组成
电容器C与整流器OUT端、与RL两端并连
流
π 图1039 LC 型滤波器
第十章 直流电源
目录
第四节 直流稳压器
一、直流稳压的基本概念
1. 什么叫稳压 ﹡整流滤波后输出电压UO（整滤）是不稳定的电压。原因如下：
交流电网电压本身就是不稳定的，允许有±10%波动 整流器本身有内阻，负载（IL）变动→UO（整滤）变 温度变→整流滤波器参数变→UO（整滤）变 ﹡稳压是指在电网波动、负载（IL）变化和温度变化时都能保持 输出的直流电压恒定。
ID
S1 +
u 220V
50Hz
2
+
D1
u D4 D2
C+
+ S2
o RL
u D3
c
图10.3.1电容滤波器
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
二、电容滤波
2. 工作原理
充电
放电速度与正弦 波下降速度相似
按指数规律下降
当 u2 uC 时，有一对二极管导通，对电容充电，充电非常小。 当 u2 uC 时，所有二极管均截止，电容通过RL放电，放电 RLC。
②C开路（RL接入）， UO（AV）= 0.9 U2
③正常工作
UO（AV）≈1.2U2
④C↓→UO（AV）↓
(RLC=1.75T时)
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
二、电容滤波
﹡脉动系数S
S=1/[(4RLC/T)－1] RLC=1.75T时S=0.167 C↑→S↓
u 2U2 o C减小 电容
电源也是一个能量转换器，根据不同设备需要选择不同类型 电源。
电源有大小功率之分，本章只讲小功率电源。
第十章 直流电源
目录
第一节 电源基本概念
三、直流电源的功能与组成
1. 功能
将电网提供的交流电源转换成单极性且稳定的电源， 称为直流电源。
2. 直流稳压电源组成
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。 C 越大， RL越大， τ放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。
第十章 直流电源
第三节 滤波器
二、电容滤波
3.参数计算与特性
﹡UO（AV） UO（AV）=U2[1－(T/4RLC)] T-----交流电网周期，20ms
[讨论]
①RL开路（C接入）， UO（AV）= 2 U2
I L(AV)
0.45U 2 RL
I
F
1.1
0.45U 2 RL
U R 1.1 2U 2
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
三、桥式整流
1．电路结构
iD
u S1 + D4
220V 2
D1
50Hz
+
D3 D2
+ RL
+
Uo
图10.2.5 桥式整流电路
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
2.工作原理
一、基本概念
1. 整流电路功能
交流变直流 将正负极性交替变化的正弦交流电压变换成单向电压。
2. 整流基本原理
利用具有单向导电性器件（如DIO）完成的。
3. 整流电路类型
小功率整流：单相整流 (半波整流、全波整流、桥式整流、倍压整流)
大功率整流：三相整流、多相整流
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
0.9U2
滤波
﹡电容滤波器外特性
（1）定义 ： UO（AV）=f(IL) （2）C为定值时： iL↑→uO↓，
电感滤波
0
i（oiL）
图1035 电容滤波器外特性
变化范围大（0.9U2~U2）
C值小：uO随iL波动加大
（3）结论：电容滤波外特性差
目录
第十章 直流电源
第三节 滤波器
三.电感滤波器
1. 外特性好
二、单相半波整流电路
1.工作原理
u2
u2
u2的正半周，D导通， A→D→RL→B，uO= u2 。 u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。
目录
第十章 直流电源
第二节 整流电路
二、单相半波整流电路
2.UO（AV）和 IL（AV）的估算
已知变压器副边电压有效值为U2
U O(AV)
若接反了呢？ u2
O
四只管子如何接？
u2的正半周 A→D1→RL→D3→B，uO= u2
u2的负半周 B →D2→RL→D4→ A，uO= -u2
第十章 直流电源
uO
O
集成的桥式整流电 路称为整流堆。
目录
3. 估算
第二节 整流电路
U O(AV)
1 π
π 0
2U2 sin td( t)
UO(AV) 2
模拟电子技术
电子教案
沈阳工业大学 电子技术教研室
第十章 直流电源
第十章 直流电源
第十章 直流电源
目
录
第十章 直流电源
第一节 电源基本概念 第二节 整流电路 第三节 滤波器 第四节 直流稳压器
第十章 直流电源
第一节 电源基本概念
一、电源基本功能
向负载提供输出功率（一定电压与电流）的电装置， 是其它设备的能源。
UO≈0.9U2 IL↑→UO↓
u u 桥
式
+
整I
L
+ 电感和 RL o负载
流
串联
图1038电感滤波器
与电容滤波相比滤波特性好，IL波动时UO波动较小。
2.对整流管电流要求低
整流管导通角比电容滤波时大，因而峰值电流减小，所以
对整流管额定电流要求相对减小。
3. 缺点：易引起电磁干扰；体积大、笨重。
4. 应用场合：大电流（3~5A以上）
2U 2 π
0.9U 2
I L(AV)
U O(AV) RL
0.9U 2 RL
第十章 直流电源
目录
4.二极管的选择
第二节 整流电路
URmax
2U2
I D(AV)
I L(AV) 2
0.45U2 RL
考虑到电网电压
波动范围为±10％， 二极管的极限参数应
I
F
1.1
0.45U 2 RL
满足：
U R 1.1 2U 2
1 2π
π 0
2U2 sin td( t)
UO(AV)
2U 2 π
0.45U 2
I L(AV)
U O(AV) RL
0.45U 2 RL
第十章 直流电源
目录
第二节 整流电路
二、单相半波整流电路
3. 二极管的选择
URmax 2U2
考虑到电网电压波动范围为±10 ％，二极管的极限参数应满足：
I D(AV)
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
四、复合滤波器
由C和L共同组成滤波器 复合滤波器优点：
– 发挥各自优点，克服各 自缺点， 从而提高滤波 性能。
– L可取值较小减小体积 与重量。
桥 式 整
LC + RL
流
图1039 LC滤波
R
桥
式 整
+
C
C+
RL
流
图1039 RCπ滤波
桥 式 整
C LC + RL
目录
第十章 直流电源
第三节 滤波器
一、基本概念
1. 滤波器基本功能 去交保直
2. 滤波原理 利用C或L储存与释放能量的作用平滑直流。
3. 滤波器组成 由电抗元件C或L构成
4. 滤波器的种类 电容滤波、电感滤波、复式滤波
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
二、电容滤波器
1.电路组成
电容器C与整流器OUT端、与RL两端并连
流
π 图1039 LC 型滤波器
第十章 直流电源
目录
第四节 直流稳压器
一、直流稳压的基本概念
1. 什么叫稳压 ﹡整流滤波后输出电压UO（整滤）是不稳定的电压。原因如下：
交流电网电压本身就是不稳定的，允许有±10%波动 整流器本身有内阻，负载（IL）变动→UO（整滤）变 温度变→整流滤波器参数变→UO（整滤）变 ﹡稳压是指在电网波动、负载（IL）变化和温度变化时都能保持 输出的直流电压恒定。
ID
S1 +
u 220V
50Hz
2
+
D1
u D4 D2
C+
+ S2
o RL
u D3
c
图10.3.1电容滤波器
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
二、电容滤波
2. 工作原理
充电
放电速度与正弦 波下降速度相似
按指数规律下降
当 u2 uC 时，有一对二极管导通，对电容充电，充电非常小。 当 u2 uC 时，所有二极管均截止，电容通过RL放电，放电 RLC。
②C开路（RL接入）， UO（AV）= 0.9 U2
③正常工作
UO（AV）≈1.2U2
④C↓→UO（AV）↓
(RLC=1.75T时)
第十章 直流电源
目录
第三节 滤波器
二、电容滤波
﹡脉动系数S
S=1/[(4RLC/T)－1] RLC=1.75T时S=0.167 C↑→S↓
u 2U2 o C减小 电容