电源技术课案

1、电电源源技技术术实用电源技术实用电源技术电子信息工程系电子信息工程系电电源源技技术术模块内容模块内容模块模块1 1 线型直流稳压电源线型直流稳压电源 模块模块2 2 开关直流稳压电源开关直流稳压电源 电电源源技技术术课程性质任务介绍课程性质任务介绍1、课程性质课程性质：课程是电子信息工程技术专业专业方向课程，目标是让学生具课程是电子信息工程技术专业专业方向课程，目标是让学生具备开关电源的设计、测试、生产与维修能力。它要以电工基础与模备开关电源的设计、测试、生产与维修能力。它要以电工基础与模拟电子技术为基础，为学生顶岗实习奠定基础；培养学生应用技术拟电子技术为基础，为学生顶岗实习奠定基础；培养学生应用技术知识的能力，提高学生的专业素养，培养学生的创新意识。知识的能力，提高学生的专业素养，培养学生的创新意识。2、课程目标课程目标：能力目标：能力目标：会分析基本线性稳压电源、开关稳压电源电路等相关电源会分析基本线性稳压电源、开关稳压电源电路等相关电源电路；能正确选择元器件完成一般综合项目电路的设计、焊接、调试、电路；能正确选择元器件完成一般综合项目电路的设计、焊接、调试、排故；会正确使用常用

2、电子仪器（信号发生器、示波器、万用表、毫排故；会正确使用常用电子仪器（信号发生器、示波器、万用表、毫伏表）；会对常用电子元件进行识别与功能测试。伏表）；会对常用电子元件进行识别与功能测试。知识目标：知识目标：掌握常见线性稳压电源、开关稳压电源电路原理及一般分掌握常见线性稳压电源、开关稳压电源电路原理及一般分析、设计方法。掌握常用电子仪器（信号发生器、示波器、万用表、析、设计方法。掌握常用电子仪器（信号发生器、示波器、万用表、毫伏表）的使用方法；掌握常用电子元件进行识别与功能测试方法。毫伏表）的使用方法；掌握常用电子元件进行识别与功能测试方法。情感目标：情感目标：具有良好的心理素质和职业道德素养。具有良好的心理素质和职业道德素养。电电源源技技术术3、课程内容设计课程内容设计序号序号模块（或项目）名称模块（或项目）名称学学时时1 1线性线性稳压电源及应用稳压电源及应用12122 2开关稳压电源及应用开关稳压电源及应用2424合计合计364、考核方案考核方案考试形式：考试形式：闭卷闭卷90分钟分钟考核方式注重形成性考核。总成绩由平时成绩和期末考试成绩组成。考核方式注重形成性考核。总成绩由平时

3、成绩和期末考试成绩组成。平时成绩平时成绩:40%（提问、作业、出勤、态度、实践操作、报告）（提问、作业、出勤、态度、实践操作、报告）期末考试期末考试:60%(：闭卷：闭卷)5、学习方法建议：、学习方法建议：查阅资料、动手实践查阅资料、动手实践电电源源技技术术整流、滤波电路分析整流、滤波电路分析电源源变压器器:将交流将交流电网网电压u1变为合适的交流合适的交流电压u2。整流整流电路路:将交流将交流电压u2变为脉脉动的直流的直流电压u3。滤波波电路路:将脉将脉动直流直流电压u3转变为平滑的直流平滑的直流电压u4。稳压电路路:清除清除电网波网波动及及负载变化的影响化的影响,保持保持输出出电压uo的的稳定。定。整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u3u4uo直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能项目项目1 1 串联型直流稳压电源串联型直流稳压电源 问题:简述各部分作用？述各部分作用？电电源源技技术术1.1.半波整流电路半波整流电路二极管二极管导通，通，uL=u2二极管截止二极管截止

4、,uL=0+io+u2 0 时:u20时:一、单相整流电路一、单相整流电路u2uLuD t 2 3 4 0IL 电电源源技技术术主要参数：主要参数：IL=UL/RL=0.45 u2/RL uL 2 0 t（2）输出出电流平均流平均值Io：IL（1）输出出电压平均平均值UL：电电源源技技术术（3）流过二极管的平均）流过二极管的平均电流：电流：uD 2 0 tURMID =ILURM=22u（4）二极管承受的最高反向电压：）二极管承受的最高反向电压：IL 电电源源技技术术2.2.全波整流电路全波整流电路+原理：原理：+变压器副器副边中心抽中心抽头，感感应出两个相出两个相等的等的电压u2当当u2正半周正半周时，D1导通，通，D2截止。截止。当当u2负半周半周时，D2导通，通，D1截止。截止。电电源源技技术术全波整流电压波形全波整流电压波形u2uLuD1 t 2 3 4 0uD2电电源源技技术术uL 2 0 tIL=UL/RL=0.9 U2/RL 主要参数：主要参数：（2）输出出电流平均流平均值IL：（1）输出出电压平均平均值UL：IL电电源源技技术术uD 2 0 t（3）流）流过二极管的平均

5、二极管的平均电流：流：ID =IL/2（4）二极管承受的最高反向）二极管承受的最高反向电压：电电源源技技术术3.3.桥式整流电路桥式整流电路（1 1）组成：由四个二极管组成桥路）组成：由四个二极管组成桥路u2正半周时正半周时:D D1 1 、D D3 3导通导通，D D2 2、D D4 4截止截止+（2 2）工作原理：）工作原理：u2uL电电源源技技术术-+u2负半周时：负半周时：D2、D4 导通导通，D1、D3截止截止u2uL电电源源技技术术输出出电压平均平均值：UL=0.9U2输出出电流平均流平均值:IL=UL/RL=0.9 U2/RL 流流过二极管的平均二极管的平均电流：流：ID=IL/2u2uL（3 3）主要参数：）主要参数：二极管承受的最大反向电压：二极管承受的最大反向电压：URM=22U电电源源技技术术脉动系数脉动系数1 1:用傅氏用傅氏级数数对桥式整流的式整流的输出出 uL 分解后可得分解后可得:uL 2 0 t基波基波基波峰值基波峰值输出电压平均值输出电压平均值电电源源技技术术等于直流分量和各次谐波有效值的平均之和再开方最大值和有效值之间不存在 倍的关系几种常见的非正弦

6、周期波几种常见的非正弦周期波 k次谐波直流分量设f(t)周期:T；角频率:=2/T一次谐波（基波分量）二次谐波一个非正弦周期函非正弦周期函数数，只要满足狄里赫利条件，就可以分解为傅里叶级数非正弦周期量的有效值非正弦周期量的有效值电电源源技技术术傅里叶级数分解为傅里叶级数分解为:电电源源技技术术单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系曲线压与负载电流之间的关系曲线该曲线如图所示。曲线的斜率代表了整流电路该曲线如图所示。曲线的斜率代表了整流电路的内阻。的内阻。图单相桥式整流电路的负载特性曲线图单相桥式整流电路的负载特性曲线电电源源技技术术4.简化画法简化画法+uo RLio+u2 5.整流桥整流桥把四只二极管封装把四只二极管封装在一起称为整流桥在一起称为整流桥 电电源源技技术术几种常见的硅整流桥几种常见的硅整流桥+-集成的桥式整流电路称为整流桥堆集成的桥式整流电路称为整流桥堆QL51AGQL62AL（额（额定电流定电流2A，最，最大反向电压为大反向电压为 25V1000

7、V）v2vL+-电电源源技技术术在电源技术中常需要输出电压大于输入电压，因此很多电路使用倍压在电源技术中常需要输出电压大于输入电压，因此很多电路使用倍压整流电路。整流电路。（1 1）、二倍压整流流电路（如下图）、二倍压整流流电路（如下图）二倍压整流电路其工作原理二倍压整流电路其工作原理当当u2u2正半周时节，电压极性如图所示，正半周时节，电压极性如图所示，D1D1导通，导通，D2D2截止；截止；C1C1充充 ，电流方向和电流方向和C1C1上电压极性如图所示，上电压极性如图所示，C1C1电压最大值可达电压最大值可达 。当当u2u2负半周时节，电压极性如图所示，负半周时节，电压极性如图所示，D2D2导通，导通，D1D1截止；截止；C2C2充电，充电，电流方向和电流方向和C2C2上电压极性如图所示，上电压极性如图所示，C2C2电压最大值可达电压最大值可达 。可见，对电荷的存储作用，使输出电压（即可见，对电荷的存储作用，使输出电压（即C2C2上的电压）为变压器副上的电压）为变压器副边电压的两倍，利用同样原理可以实现所需倍数的输出电压。边电压的两倍，利用同样原理可以实现所需倍数的输出电压。(四四

8、)、倍压整流、倍压整流电电源源技技术术（2 2）、多倍压整流）、多倍压整流如下图所示为多倍压整流电路，在空载情况下，根据上述分析方法可如下图所示为多倍压整流电路，在空载情况下，根据上述分析方法可得，得，C1C1上的电压为上的电压为 ，C2C2C6C6上的电压为上的电压为 。因此，以。因此，以C1C1两端作为输出两端作为输出端，输出电压的值为端，输出电压的值为 ；以；以C2C2两端作为输出端，输出电压的值为两端作为输出端，输出电压的值为 ；以；以C1C1和和C3C3上电压相加作为输出，输出电压的值为上电压相加作为输出，输出电压的值为 ，依此类推，从，依此类推，从不同位置输出，可获得不同位置输出，可获得 的的4 4、5 5、6 6倍的输出电压。倍的输出电压。电电源源技技术术补充补充 三相整流电路三相整流电路一、三相桥式整流电路一、三相桥式整流电路电电源源技技术术二、工作原理二、工作原理电电源源技技术术三、参数计算三、参数计算U0=2.34U21、平均电压：、平均电压：2、平均电流：、平均电流：3、二极管的平均电流：、二极管的平均电流：4、二极管承受的最高反向电压：、二极管承受的最高反向电压

9、：电电源源技技术术 例例 单单相相桥桥式式电电容容滤滤波波整整流流，交交流流电电源源频频率率f=50 Hz，负负载载电电阻阻 RL=40 ，要要求求直直流流输输出出电电压压UO=20 V，选选择择整整流流二二极极管。管。解解 1.选二极管选二极管电流平均值：电流平均值：承受最高反压承受最高反压：选二极管应满足：选二极管应满足：IF (2 3)ID可选：可选：2CZ55C(IF =1 A，URM =100 V)或或1 A、100 V 整流桥整流桥电电源源技技术术平均电流平均电流(ID)与反向峰值电压与反向峰值电压(URM)是选择整是选择整流管的主要依据。流管的主要依据。例如，例如，在桥式整流电路中，每个二极管只有在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流流 ID 是负载平均电流的一半。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：二极管截止时两端承受的最大反向电压：整流电路中整流管的选择整流电路中整流管的选择电电源源技技术术作作业业：单单相相桥桥式式电电容容滤滤波波整整流流，交交流流电电源源频频率率f

10、=50 Hz，负负载载电电阻阻 RL=20 ，要要求求直直流流输输出出电电压压UO=12 V，选选择择整整流流二二极管。极管。电电源源技技术术作业：作业：已知交流电压已知交流电压U1=220V，负载电阻，负载电阻RL=50，采用单相，采用单相桥式整流电路供电，要求输出电压桥式整流电路供电，要求输出电压Uo=24V，试问：，试问：（1）如何选择二极管？（）如何选择二极管？（2）求整流变压器的变比及容量。）求整流变压器的变比及容量。查手册：查手册：2CZ54C，IM=500mA，URM=100V 解解 电电源源技技术术1.1.电容滤波电容滤波二、滤波电路二、滤波电路电电源源技技术术（1 1）空载（）空载（R RL L=）时：时：u2tuLtuc=uLu2 uC时：二极管二极管导通，通，C充充电u2 uC时：二极管截止，二极管截止，C放放电。由于由于RL=，无放无放电回路，回路，所以所以uC保持。保持。电电源源技技术术（2 2）接入）接入R RL L（且且R RL LC C较大）时较大）时u2tiDtu2 uC时：二极管二极管导通，通，C充充电u2 uC时：二极管截止，二极管截止，C放放电。

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