电工电子技术基础第十一章.ppt

　　 　　第一节第一节 整流电路整流电路第二节第二节 滤波电路滤波电路第三节第三节 稳压电路稳压电路第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源第五节第五节 集成稳压电路集成稳压电路本章小结本章小结第十一章第十一章 整流、滤波及稳压电路整流、滤波及稳压电路　　 　　第一节第一节 整流电路整流电路　　　　1．．组组成：成：单单向向桥桥式整流式整流电电路如路如图图所示，是由所示，是由 4 只二极管接成只二极管接成电桥电桥形式一、整流电路一、整流电路　　 　　　　　　3．．电电路路特特点点：：输输出出电电压压脉脉动动小小；；每每只只整整流流二二极极管管承承受受的的最最大大反向反向电压电压也也较较小；小；变压变压器的利用效率高器的利用效率高　　　　2．工作原理：．工作原理：　　　　（（1））当当 vi 正正半半周周时时变变压压器器T次次级级线线圈圈 3 正正 4 负负，，二二极极管管VD1、、VD2 导导通通，， VD3、、VD4 截截止止负负载载 RL 上上获获得得单单向向脉脉动动电电流流电电流流方方向向：：3VD1  负载负载  VD2  4　　　　（（2））当当 vi 负负半半周周时时 变变压压器器T次次级级线线圈圈 4 正正 3 负负，，二二极极管管VD3、、VD4 导导通通，， VD1、、VD2 截截止止负负载载 RL 上上获获得得单单向向脉脉动动电电流流。

电电流流方方向向：：4VD3  负载负载  VD4  3第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　（（1）特点：）特点：输输出的出的负载电压负载电压是可控的是可控的二、可控整流电路二、可控整流电路第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　（（2）工作）工作过过程：程：②② 当当   t =   时时，，控控制制极极加加有有触触发发电电压压 uG ，，晶晶闸闸管管具具备备了了导导通通条条件件而而导导通，由于晶通，由于晶闸闸管正向管正向压压降很小，降很小，电电源源电压电压几乎全部加到几乎全部加到负载负载上，即上，即　　　　设为设为 u1 变压变压器一次器一次电压电压，， u2 为变压为变压器二次器二次电压电压，，RL 为负载为负载　　　　①① 当当 u2 为为正正半半周周时时，，晶晶闸闸管管 VT 承承受受正正向向电电压压，，如如果果此此时时没没有有加加触触发发电压电压，，则则晶晶闸闸管管处处于正向阻断状于正向阻断状态态，，负载电压负载电压 uL = u2uL = 0第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　③③ 在在   <   t <   期期间间，，尽尽管管 uG 在在晶晶闸闸管管导导通通以以后后立立即即消消失失，，但但晶晶闸闸管管仍仍然然保保持持导导通通，，因因此此，，在在这这期期间间，，负负载载电电压压 uL 基基本本与与二二次次电电压压 u2 保保持持相等。

相等　　　　④④ 当当   t =   时时，，U2 = 0，晶，晶闸闸管自行关断管自行关断　　　　⑤⑤   <   t < 2  时时，， uL 进进入入负负半半周周，，晶晶闸闸管管承承受受反反向向电电压压呈呈反反相相阻阻断状断状态态，，负载电压负载电压 uL = 0第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　（（3）原理分析：）原理分析：　　　　①① 在在 u2 的的第第二二个个周周期期，，电电路路将将重重复复第第一一周周期期的的变变化化如如此此反反复，复，负载负载 RL 上就得到上就得到单单向脉向脉动动的直流的直流电压电压   →   → uL平均平均值值 　　　　②② 控控制制角角   的的可可控控制制导导通通角角   ，，  越越大大   越越小小，，且且和和为为定定值值，，  +  =  　　　　③③ 控制角控制角   可改可改变变了了负载电压负载电压 uL 的平均的平均值值，即，即　　反之亦成立　　反之亦成立第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　　　　　1．电路图．电路图※※三、单结晶体管触发电路三、单结晶体管触发电路第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　　　　　2．工作原理．工作原理　　（（1）触发脉冲电压的形成：）触发脉冲电压的形成：　　　　接接通通电电源源，，电电源源通通过过微微调调电电阻阻 RP 和和 R1，，对对电电容容 C 充充电电，，电电压压 UC 上上升升，，当当上上升升到到单单晶晶结结管管的的导导通通电电压压后后，，单单结结晶晶体体管管导导通通，，C 通通过过 R3 放放电电，，在在 R3 上上形形成成很很窄窄的的正正脉脉冲冲 ub1，，随随着着 C 的的放放电电，，单单结结晶晶体体管管发发射射极极 e 点点电电压压低低于于导导通通值值而而截截止止，，放放电电结结束束，，一一个个周周期期结结束束。

随随后后电电源继续给源继续给 C 充电，重复上述过程，在充电，重复上述过程，在R3 上便形成了触发脉冲电压上便形成了触发脉冲电压第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　　　（　　（2）分析：）分析：　　　　①① 改改变变 RP 阻阻值值大大小小，，即即可可调调整整 C 的的充充电电快快慢慢，，从从而而改改变变脉脉冲冲频频率　　　　②② 时时间间常常数数   =RC当当   < RC 时时，，触触发发脉脉冲冲后后移移；；当当  > RC时时，，触触发发脉冲前移脉冲前移 第一节第一节 整流电路整流电路　　 　　第二节第二节 滤波电路滤波电路一、一、RC 平滑平滑滤滤波器波器 二、二、LC 平滑滤波器平滑滤波器　　 　　　　滤滤波波器器：：由由电电容容器器、、电电感感器器和和电电阻阻器器按按一一定定方方式式组组合合而而成成的的，，产产生滤波作用的电路生滤波作用的电路一、一、RC 平滑平滑滤滤波器波器 　　　　1．．工作原理：工作原理：RC 平滑平滑滤滤波波电电路的路的输输入入输输出出电压电压波形如波形如图图所示所示　　滤滤波波：：整整流流电电路路中中输输出出的的脉脉动动直直流流电电，，保保留留其其直直流流成成分分，，而而滤滤除除它它的的交交流成分的过程。

流成分的过程第二节第二节 滤波电路滤波电路　　 　　　　滤滤波波前前输输入入脉脉动动直直流流电电，，滤滤波波后后，，输输出出为为平平滑滑的的直直流流电电，，而而RC组成的滤波电路，利用储能元件组成的滤波电路，利用储能元件 C 的储能作用实现滤波的储能作用实现滤波　　对对于于直直流流成成分分：：C 相相当当于于开开路路，，XC =   直直流流电电压压被被 R 和和RL 分分压压，，为了使直流电压在为了使直流电压在 R 上的压降较小，上的压降较小，R << RL 　　2．参数选择．参数选择　　对对于于交交流流成成分分：：C 相相当当于于短短路路，，XC   0 ，，即即 R >> XC，，从从而而保保证证交交流流成成分分在在负负载载电电阻阻RL上上的的压压降降大大大大减减小小 滤滤波波电电容容 C的的选选择择条条件件：：能能使使它它在在 50 Hz（或（或 100 Hz）频率时的容抗相对于电阻）频率时的容抗相对于电阻 R 小的多第二节第二节 滤波电路滤波电路　　 　　二、二、LC 平滑平滑滤滤波器波器　　　　1．工作原理．工作原理：：LC 平滑滤波器的电路与工作波形如图所示平滑滤波器的电路与工作波形如图所示。

　　　　滤滤波波电电容容 C 的的选选择择条条件件：：能能使使它它在在 50 Hz（（或或100 Hz））频频率率时时的的容容抗抗相对于电感相对于电感 L 的感抗小的多的感抗小的多第二节第二节 滤波电路滤波电路　　 　　　　　　2．参数选择　．参数选择　　　　　对对于于交交流流成成分分：：XL >> XC 因因此此，，交交流流成成分分几几乎乎全全部部降降落落在线圈圈 L 的的两端，而两端，而电电容两端的交流容两端的交流电压电压降极小　　　　滤滤波波电电容和平滑容和平滑电电容一般都采用容一般都采用电电解解电电容器　　　　滤滤波波电电容容 L的的选选择择条条件件：：L 选选择择越越大大，，滤滤波波效效果果越越好好，，通通常常取取值值在在几亨到几十亨几亨到几十亨　　　　对对于于直直流流成成分分：：XL = 0，，而而 XC =  因因此此，，直直流流输输出出电电压压是是由由电电感感线线圈圈的的直直流流电电阻阻和和负负载载 RL 来来分分压压直直流流电电压压全全部部降降在在负负载载电电阻阻 RL 上（因为电感线圈的直流电阻很小）上（因为电感线圈的直流电阻很小）第二节第二节 滤波电路滤波电路　　 　　第三节第三节 稳压电路稳压电路一、硅一、硅稳压稳压二极管的工作特性二极管的工作特性二、工作原理二、工作原理　　 　　　　 稳稳压压电电路路：：当当电电网网电电压压波波动动或或负负载载发发生生变变化化时时，，输输出出稳稳定定电电压压的的电电路。

路　　　　实验实验 11 - - 1 硅硅稳压稳压二极管特性二极管特性实验实验　　　　2．．记录实验结记录实验结果分析果分析归纳归纳　　　　1．按．按图图所示所示电电路安装路安装实验线实验线路第三节第三节 稳压电路稳压电路　　 　　　　　　1．．硅硅稳稳压压二二极极管管：：具具有有稳稳压压特特点点，，是是晶晶体体管管稳稳压压电电路路的的基基本本元元件件，，是特殊的二极管符号：是特殊的二极管符号： 　　　　2．．硅硅稳稳压压二二极极管管特特性性：：反反向向击击穿穿区区的的曲曲线线更更为为陡峭，其反向特性曲陡峭，其反向特性曲线线如如图图所示一、硅稳压二极管的工作特性一、硅稳压二极管的工作特性　　　　（（1））反反向向电电压压 UR 较较小小时时，，稳稳压压二二极极管管的的反向反向电电流很小　　　　（（2））UR 增增加加到到某某一一值值时时，，反反向向电电流流开开始始急急剧剧增增加加，，稳稳压压二二极极管管的的工工作作状状态态进进入入反反向向击击穿区第三节第三节 稳压电路稳压电路　　 　　　　　　3．．稳压稳压原理：反向原理：反向电电流大范流大范围变围变化而反向化而反向电压电压几乎不几乎不变变。

　　　　4．．实现实现方法：限制反向方法：限制反向击击穿穿电电流，使管功率流，使管功率损损耗不超耗不超过额过额定定值值第三节第三节 稳压电路稳压电路　　 　　　　　　网网电电压压波波动动 →稳稳压压电电路路输输入入电电压压 Ui  → VZ 两两端端电电压压 →输输出出电电压压 Uo → Iz 显显著著 →通通过过R的的电电流流 I1 → R 上上压压降降  → 输输出出 Uo 　　　　输输出出电压电压保持近似保持近似稳稳定二、工作原理二、工作原理第三节第三节 稳压电路稳压电路　　 　　第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源一、直流一、直流稳压电稳压电源的构成源的构成二、直流二、直流稳压电稳压电源的工作原理源的工作原理　　 　　　　　　1．组成框图如下．组成框图如下　　变压器：变压，将网电（交流　　变压器：变压，将网电（交流 220 V ）降至所需交流电压降至所需交流电压一、直流稳压电源的构成一、直流稳压电源的构成　　整流电路：整流，将交流电整流成脉动直流电　　整流电路：整流，将交流电整流成脉动直流电　　滤波器：滤波，将脉动直流电转换为平滑直流电。

　　滤波器：滤波，将脉动直流电转换为平滑直流电　　稳压器：稳压，将平滑直流电变成稳定的恒压直流电　　稳压器：稳压，将平滑直流电变成稳定的恒压直流电第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源　　 　　　　　　2．电路图如图所示．电路图如图所示 第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源　　 　　　　图中标明各点的输出电压波形如图所示　　图中标明各点的输出电压波形如图所示第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源　　 　　　　　　3．．桥桥式式整整流流电电路路构构成成：：二二极极管管 VD1、、VD2、、VD3、、VD4 组组成成，，桥桥式整流器直接与供式整流器直接与供电电电电网相接　　　　滤滤波波电电路构成：路构成：电电容容 C1、、C2 和和电电阻阻 R1 组组成　　　　稳压电稳压电路构成：路构成：稳压稳压二极管二极管 VD5、、R2，，稳压电稳压电路与路与负载负载相接第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源　　 　　　　　　实验实验 11 - - 2 直流直流稳压电稳压电源源电电路路实验实验　　　　1．按．按图图示示电电路在路在实验实验板上安装板上安装电电路二、直流稳压电源的工作原理二、直流稳压电源的工作原理第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源　　 　　　　　　2．．用用自自耦耦调调压压器器将将电电源源变变压压器器与与电电网网连连接接起起来来。

调调节节自自耦耦变变压器，使压器，使 1 与与 2 点间的电压为点间的电压为 220 V　　　　3．．将将变变压压器器二二次次电电压压 12.6 V 加加到到桥桥式式整整流流器器的的输输入入端端，，并并用用示示波波器观察器观察 3 和和 4 点间的波形点间的波形　　　　4．．示示波波器器与与万万用用表表分分别别测测量量 5 与与 6 点点、、7 与与 6 点点间间的的电电压压和和波形　　　　5．．将将示示波波器器与与直直流流电电压压表表接接在在点点 8 和和 6 点点间间，，用用 2.2 k  电电位位器作为电路负载用电流表测量输出电流器作为电路负载用电流表测量输出电流　　第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源　　 　　　　　　6．．调调节节自自耦耦调调压压器器，，使使输输入入电电压压在在  10％％ 的的范范围围内内调调整整，，即即分分别别使使 Ui = 200 V 和和 Ui = 240 V ，测量相应的输出电压测量相应的输出电压　　　　7．关掉．关掉电电源、拆掉源、拆掉电电路对实验结对实验结果果进进行分析和行分析和归纳总结归纳总结　　（　　（1））结结合合 3、、5、、7、、8 的波形的波形变变化，化，说说明各部分作用。

明各部分作用　　（　　（2））输输入入电压调电压调整整时时，，输输出出电压为电压为什么可以什么可以稳稳定　　（　　（3））稳压稳压管工作管工作时时有何要求（反接、限流、有何要求（反接、限流、稳压值稳压值的的选择选择）第四节第四节 直流稳压电源直流稳压电源　　 　　第五节第五节 集成稳压电路集成稳压电路 一、集成稳压电路一、集成稳压电路二、实用举例二、实用举例　　 　　1．．“三端式三端式”集成稳压电路：集成稳压电路：具有三个引具有三个引线线端，即：端，即： 一、集成稳压电路一、集成稳压电路第五节第五节 集成稳压电路集成稳压电路ï ïî îï ïí íì ì公共接地端公共接地端载）载）稳定电压输出端（接负稳定电压输出端（接负））不稳定电压输入端（接不稳定电压输入端（接TU　　 　　　　国产三端式集成稳压电路由　　国产三端式集成稳压电路由 W78  系列和系列和 W79 系列等　　　　2．．它它的的外外形形与与普普通通晶晶体体管管类类似似，，外外壳壳就就是是公公共共端端，，不不必必将将其其散散热片与底板绝缘，因而使用安装很方便热片与底板绝缘，因而使用安装很方便　　外形结构如图所示。

　　外形结构如图所示第五节第五节 集成稳压电路集成稳压电路　　 　　　　代表符号如图所示　　代表符号如图所示第五节第五节 集成稳压电路集成稳压电路　　 　　1．单路输出正电压的接法．单路输出正电压的接法 二、实用举例二、实用举例第五节第五节 集成稳压电路集成稳压电路　　 　　　　　　2．单路输出负电压的接法．单路输出负电压的接法第五节第五节 集成稳压电路集成稳压电路　　 　　本章小结本章小结 　　　　1 1．．滤滤波波电电路路滤滤除除脉脉动动电电流流中中的的交交流流成成分分，，常常采采用用电电容容滤滤波波电电路　　　　2．．稳稳压压电电路路中中稳稳压压二二极极管管必必须须工工作作在在反反向向击击穿穿状状态态下下，，这这样样才才能能在在较较大大电电流流变变化范化范围围内保持内保持电压稳电压稳定 　　　　3．．电电源源电电压压在在正正、、负负半半周周各各自自的的电电流流回回路路，，并并注注意意电电路路接接线线规规律律，，即即负负载载端端必必须须获获得得极极性性固固定定的的直直流流电电压压负负载载端端接接在在二二极极管管桥桥路的共路的共负负极端和共正极端极端和共正极端 　　　　4．．“三三端端式式”集集成成稳稳压压电电路路具具有有三三个个引引线线端端，，分分别别是是不不稳稳定定电电压压输输入端，入端，稳稳定定电压输电压输出端和公共接地端。