劳动出版社《电工电子技术》-B02-9833电工电子技术--模电部分PPT
88页1、任务1 整流器设计与装调,任务2 三极管放大电路设计与装调,任务3 集成运算放大电路设计与装调,任务4 功率放大电路设计与装调,1、能识别二极管,判断其类型,并能用万用表检测二极管的好坏; 2、能正确选择二极管、电容等元件; 3、能对整流器电路进行装调与检修。,任务1 整流器设计与装调,任务提出,日常使用的手机、电视机等离不开电子技术设备,不能由交流电源直接提供电源,它们需要的是电压大小不同而又非常稳定的直流电压,所以就需要将交流电网220V的电压变换成直流电压才能供上述电子设备使用。这个把将交流电变为脉动直流电的过程称为整流。,任务分析,整流器就是能将交流电变成直流电的一种装置。将交流电转化为直流电的最简单的方法就是整流,而导体二极管可以方便的实现这一目标。而滤波最常见的方法就是用滤波元件如电容或者电感来进行滤波。所以本任务主要就是要能设计一能实现降压、整流和滤波的完整电路,满足输出12V直流电压的设计要求。,相关知识,一、二极管元件,1半导体基础知识,导体:一般为金属,金属中有大量的自由电子,在电场的作用下,自由电子能定向移动,这就形成电流。 绝缘体:橡胶、塑料、陶瓷、云母等,这些
2、材料中几乎没有自由电子。 半导体:导电能力介于导体与绝缘体之间,如硅Si,锗Ge,磷化铟InP等。 N型半导体:在本征半导体中,掺入5价元素(如砷),多子为自由电子。 P型半导体:在本征半导体中,掺入3价元素 ,多子为空穴。,2PN结的形成,通过现代工艺,把一块本征半导体的一边形成P型半导体,另一边形成N型半导体,于是这两种半导体的交界处就会形成一个具有特殊性能的薄层,称为PN结。PN结具有单向导电性,是构成各种半导体器件的核心部分。,3二极管内部结构,半导体二极管是由一个PN结加上引线和管壳构成的。它们都有两个电极,接在P区的引出线为正极(或阳极),接在N区的引出线为负极(或阴极)。,图2-1-6 二极管的结构、符号及外形,4二极管电路特性,二极管最重要的性质是:它具有单向导电性,即正向导通,反向截止。,图2-1-7 二极管伏安特性曲线,二、桥式整流电路,1桥式整流基本构成,图2-1-9 桥式整流电路,2桥式整流电压波形,输入电压波形图 (b) 输出电压波形图 (c) 流过二极管的电流波形图 (d) 二极管承受的反向电压波形图,图2-1-10 单相桥式整流电路,三、滤波电路,1、桥式
3、整流电压波形,利用整流电路得到的直流电压和电流,由于其脉动性较大,只适用于如电解、电镀、充电等对电压平滑性要求不高的场合,不适用于如电子仪器、自动控制装置及音像设备等对电压平滑性要求较高的负载电路。因此,可在整流电路的后面增加滤波电路,通过滤波作用,将脉动的直流电变为平滑的直流电供负载使用。,2、滤波电路的组成和原理,滤波电路主要由储能元件组成。 可分为电容滤波、电感滤波和复式滤波等不同电路。,图2-1-11 桥式整流电容滤波电路,滤波电路由电容器C组成,利用电容器能储存电能功能和在电流有界的情况下,电容器两端的电压不能突变的特点,能使脉动的直流电变为平滑的直流电。,3、滤波输出电压值确定,根据经验,一般桥式和全波整流电路的整流器的输出电压取值如下:,UO1.2U2 (2-1-7) 注意:当桥式整流电容滤波电路负载开路时,UO1.4U2。,图2-1-12 带载时桥式整流滤波电路输出电压波形图,四、整流器中元件选择原则,1、整流二极管的选择,正向平均电流为: (2-1-8),最大反向工作电压为: (2-2-9),电容滤波电路中,在接通电源的瞬间,C两端电压为零,充电电流很大,使二极管受到
4、电流冲击,容易损坏。所以,在选择整流二极管时,要留有足够的电流裕量。,2电容的选择,滤波电容C的大小取决于放电回路的时间常数,RLC愈大,输出电压脉动就愈小。通常取RLC为脉动电压中最低次谐波周期的(35)倍,即:,桥式和全波整流电容滤波电路 半波整流电容滤波电路 式中T为交流电源电压的周期。,五、实验电路板(面包板),面包板即“集成电路实验板”,就是一种插件板。,每条金属簧片上有5个插孔,因此插入这5个孔内的导线就被金属簧片连接在一起。簧片之间在电气上彼此绝缘。插孔间及簧片间的距离均与双列直插式(DIP)集成电路管脚的标准间距2.54mm相同,因而适于插入各种数字集成电路。,图2-1-13 面包板,六、电路设计,12V输出电压整流器的基本电路结构包括降压电路、桥式整流电路和滤波电路,其电路结构如图 :,图2-1-14 整流器电路图,1、整流二极管的选择,根据整流器的电路结构,要获得12V的直流电压输出,那在滤波电路的输出电压根据公式UO1.2U2 ,可得整流的输出电压为U2 =10V,整流二极管承受的最大反向电压为15V以上。整流二极管的平均正向电流 IFIO =0.3A,所以可以选
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