模电数电ch2-6_yy

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1、主讲教师：杨云联系方式：学院：信息工程学院班级：网络工程0901班第二部分第二部分 模拟电子技术模拟电子技术课程内容：课程内容：2-1 半导体器件基础半导体器件基础2-2 放大电路基础放大电路基础2-3 放大电路中的反馈放大电路中的反馈2-4 集成运算放大器集成运算放大器2-5 正弦波振荡电路正弦波振荡电路2-6 直流稳压电源直流稳压电源重点和难点：重点和难点：重点：晶体二极管，晶体三极管，场效应管，基本共射放大电路以及分析，集成运算放大器难点：放大电路的静态和动态分析方法，集成运放的基本运算电路2-6 直流稳压电源直流稳压电源6.1 直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成直流稳压电源的整流、滤

2、波和稳压电路直流稳压电源的整流、滤波和稳压电路6.2 整流和滤波电路整流和滤波电路半波整流，全波整流，桥式整流半波整流，全波整流，桥式整流电容滤波，电容滤波，LC滤波滤波， 型型LC和和RC滤波电路滤波电路6.3 稳压电路稳压电路稳压二极管构成的稳压电路，晶体管串联型稳压电稳压二极管构成的稳压电路，晶体管串联型稳压电路，晶体管开关型稳压电路路，晶体管开关型稳压电路6.4 集成稳压电路集成稳压电路1. 1. 直流稳压电源的构成直流稳压电源的构成l 重点重点：2. 2. 整流、滤波和稳压电路的组成整流、滤波和稳压电路的组成基本要求：基本要求：掌握直流稳压电源的构成，掌握整流、滤波和稳压电路的组成，

3、了解直流稳压电源的工作原理。难难 点：点：滤波电路和稳压电路的分析电源变压器电源变压器: 将交流电网电压将交流电网电压u1变为合适的交流电压变为合适的交流电压u2。整流电路整流电路: 将交流电压将交流电压u2变为单向脉动的直流电压变为单向脉动的直流电压u3。滤波电路滤波电路: 将将u3中的交流成分滤除，转变为平滑的直流电压中的交流成分滤除，转变为平滑的直流电压u4。稳稳压电路压电路: 采用负反馈清除电网波动及负载变化的影响采用负反馈清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压保持输出电压uo的稳定。的稳定。6.1直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳

4、 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u1u2u3u4uo6.2 整流与滤波电路整流与滤波电路1.半波整流电路二极管导通，忽略二二极管导通，忽略二极管正向压降，极管正向压降， uo=u2u1u2aTbDRLuo为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即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。二极管截止二极管截止, uo=0+io+u2 0 时时:u20 时时D1,D4导通导通D2,D3截止截止电流通路电流通路:a D1RLD4bu20 时时D2,D3导通导

5、通D1,D4截止截止电流通路电流通路:b D2RLD4a单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形u2D3D2D1D4RLuoab整流输出电压平均值：整流输出电压平均值： Uo=0.9U2负载电流平均值负载电流平均值:Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL 二极管平均电流：二极管平均电流：ID=Io/2二极管最大反向电压：二极管最大反向电压：DRM22UU=u2ttuD2,uD3uD1,uD4tuo集成硅整流桥：集成硅整流桥：u2uo+ +- +4. 整流电路的主要参数 负载电压负载电压 Uo的平均值为的平均值为:( )=ootduU2021负

6、载上的负载上的(平均平均)电流电流:LoRUIo=(1)整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值uo 2 0 tS定义：定义：整流输出电压的基波峰值整流输出电压的基波峰值Uo1M与与Uo平均值之比。平均值之比。S越小越好越小越好。（2）脉动系数）脉动系数6703222324221.UUUUSoMo=用用傅氏级数傅氏级数对全波整流的输出对全波整流的输出 uo 分解后可得分解后可得:)6cos3544cos1542cos342(22tttUuo=uo 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平均电流平均电流(ID)与反向峰值电压与反向峰值电压(UDRM)是选择整流管是选择整流

7、管的主要依据。的主要依据。oDII21=22UURM=例如：例如： 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。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流因此，流过每只整流二极管的平均电流 ID是负载平均电是负载平均电流的一半。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：(3)二极管平均电流与反向峰值电压二极管平均电流与反向峰值电压（选购时：二极管额定电流选购时：二极管额定电流 2ID)（选购时：选购时：最大反向电压最大反向电压 2URM)二、滤波电路滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点: 电容与负载电容与负载 RL 并联，

8、或并联，或电感与负载电感与负载RL串联。串联。交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波直流直流电压电压RLLRLC1. 电容滤波电路以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。其电路如图所示。(1)电容滤波原理电容滤波原理a桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL未接入时未接入时(忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻)u2tuot设设t1时刻接时刻接通电源通电源t1整流电路为整流电路为电容充电电容充电充电结束充电结束没有电容没有电容时的输出时的输出波形波形au1u2u1bD4D2D1D3RLu

9、oSCucRL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时 (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻)u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCu2tuot无滤波电容无滤波电容时的波形时的波形加入滤波电容加入滤波电容时的波形时的波形uotu2上升，上升， u2大于电容大于电容上的电压上的电压uc，u2对电容充电，对电容充电，uo= uc u2u2下降，下降， u2小于电容上的电压。小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。二极管承受反向电压而截止。电容电容C通过通过RL放电，放电， uc按指数按指数规律下降，时间常数规律下降，时间常数 = RL Cu2tuot只有整流电路输只有整流电路输出电压大于出电压

10、大于uc时，时，才有充电电流。才有充电电流。因此二极管中的因此二极管中的电流是脉冲波。电流是脉冲波。二极管中的二极管中的电流电流u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCu2tuot电容充电时，电容充电时，电容电压滞后电容电压滞后于于u2。RLC越小，输越小，输出电压越低。出电压越低。u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCRL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时 (考虑整流电路内阻考虑整流电路内阻)一般取一般取)105(TCRL=(T:电源电压的周期电源电压的周期)近似估算近似估算: Uo=1.2U2 Io= Uo/RL(b) 流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大RLC 越大越大

11、 Uo越高越高负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大的峰值电流越大(2)电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(a) 输出电压输出电压 平均值平均值Uo与时间常数与时间常数 RLC 有关有关RLC 愈大愈大 电容器放电愈慢电容器放电愈慢 Uo(平均值平均值)愈大愈大(c) 二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压22UURM=2. 电感滤波电路电路结构电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。u2u1RLLuo电感滤波原理电感滤波原理对谐波分量对