電工電子技術(shù)基礎(chǔ)最新版本

.,1,電工電子技術(shù)基礎(chǔ),武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械工程系,第9章集成運算放大器,.,2,目錄,1.1電路和電路模型,1.2電路基本物理量,1.3電阻元件、電感元件和電容元件,1.4電壓源、電流源及其等效變換,1.5基爾霍夫定律,1.6復(fù)雜電路的分析和計算,目錄,9.1直流穩(wěn)壓電源的組成9.2整流電路9.3濾波電路9.4穩(wěn)壓電路,.,3,電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。,整流電路,濾波電路,穩(wěn)壓電路,整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。,濾波電路:將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。,穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響,保持輸出電壓u0的穩(wěn)定。,9.1直流穩(wěn)壓電源的組成,.,4,整流電路是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式整流等。為分析簡單起見，我們把二極管當作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。,9.2整流電路,.,5,9.2.1單相半波整流電路,u20:,導(dǎo)通,忽略二極管正向壓降：u0=u2,i0=u0/RL,.,6,u20時,D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止電流通路:由+經(jīng)D1RLD3-,u20時,D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止電流通路:由-經(jīng)D2RLD4+,輸出是脈動的直流電壓！,橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形,.,13,負載電壓U0的平均值:,負載上的(平均)電流:,每個二極管只有半周導(dǎo)通。流過每只整流二極管的平均電流ID是負載平均電流的一半。,二極管截止時兩端承受的最大反向電壓：,.,14,單向全波整流電路,變壓器副邊中心抽頭，感應(yīng)出兩個相等的電壓u2,當u2正半周時，D1導(dǎo)通，D2截止。,當u2負半周時，D2導(dǎo)通，D1截止。,.,15,全波整流電壓波形,.,16,IL=UL/RL=0.9U2/RL,（2）輸出電流平均值IL：,（1）輸出電壓平均值UL：,.,17,.,18,.,19,9.3濾波電路,濾波原理:,交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,將電容與負載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負載RL串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。,.,20,RL未接入時,充電結(jié)束,忽略整流電路內(nèi)阻,1.電容濾波,.,21,RL接入（且RLC較大）時,電容通過RL放電，在整流電路電壓小于電容電壓時，二極管截止，整流電路不為電容充電，uo會逐漸下降。,.,22,近似估算:UL=1.2U2,(b)流過二極管瞬時電流很大,整流管導(dǎo)電時間越短iD的峰值電流越大,電容濾波電路的特點：,(a)UL與RLC的關(guān)系：,RLC愈大C放電愈慢UL(平均值)愈大,uc=uL,.,23,輸出波形隨負載電阻RL或C的變化而改變,Uo和S也隨之改變。,如:RL愈小(IL越大),Uo下降多,S增大。,結(jié)論：電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負載電流較小且負載變動不大的場合。,(c)輸出特性(外特性),.,24,.,25,電感濾波電路,電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負載間串入一電感L。,輸出電壓平均值:UL=0.9U2,諧波分量:f越高，XL越大,電壓大部分降在電感上。因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。,直流分量:XL=0相當于短路,電壓大部分降在RL上,.,26,電感濾波的特點,整流管導(dǎo)電角較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，適用于低電壓大電流(RL較小)的場合。缺點是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。,.,27,其它濾波電路,為進一步改善濾波特性，采取多級濾波。,LC濾波電路,RC型濾波電路,.,28,9.4穩(wěn)壓電路,穩(wěn)壓電路的作用:,.,29,9.4.1穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的工作原理,穩(wěn)壓原理利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性。,由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化。,.,30,(1)當輸入電壓變化時,.,31,(2)當負載電壓變化時,穩(wěn)壓過程：,.,32,9.4.2穩(wěn)壓電路參數(shù)確定（1）限流電阻的計算。穩(wěn)壓電路要輸出穩(wěn)定電壓，必須保證穩(wěn)壓管正常工作。因此必須根據(jù)電網(wǎng)電壓和負載電阻RL的變化范圍,正確地選擇限流電阻R的大小。從兩個極限情況考慮，則有當Ui為最小值，Io達到最大值時，即Ui=Uimin，Io=Iomax,這時IR=(Uimin-UZ)/R。則IZ=IR-Iomax為最小值。為了讓穩(wěn)壓管進入穩(wěn)壓區(qū)，此時IZ值應(yīng)大于IZmin，即IZ=(Uimin-UZ)/R-IomaxIZmin,則,.,33,當Ui達最大值，Io達最小值時，Ui=Uimax，Io=Iomin,這時IR=(Uimax-UZ)/R，則IZ=IR-Iomin為最大值。為了保證穩(wěn)壓管安全工作，此時IZ值應(yīng)小于IZmax，即IZ=(Uimax-UZ)/R-IominIZmax，則,所以限流電阻R的取值范圍為,在此范圍內(nèi)選一個電阻標準系列中的規(guī)格電阻。,.,34,（2）確立穩(wěn)壓管參數(shù)。一般取,.,35,三端集成穩(wěn)壓器,簡介,隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。本節(jié)主要介紹常用的W7800系列W7900系列三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護環(huán)節(jié)。,.,36,1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端,W7800系列穩(wěn)壓器,1端:公共端2端:輸入端3端:輸出端,W7900系列穩(wěn)壓器,.,37,分類:,型號后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值,W78系列(輸出正電壓)W79系列(輸出負電壓),輸出電壓額定電壓值有:,5V、9V、12V、18V、2