汽車電工電子汽車電子電路學習教案

1、會計學1汽車電工汽車電工(dingng)電子汽車電子電路電子汽車電子電路第一頁，共48頁。2電源變壓器電源變壓器: : 將交流電網(wǎng)電壓將交流電網(wǎng)電壓u1u1變?yōu)楹线m的交流電壓變?yōu)楹线m的交流電壓u2u2。整流電路整流電路: : 將交流電壓將交流電壓u2u2變?yōu)槊}動的直流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓u3u3。濾波電路濾波電路: : 將脈動直流電壓將脈動直流電壓u3u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷恨D(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4u4。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路: : 清除電網(wǎng)波動及負載清除電網(wǎng)波動及負載(fzi)(fzi)變化的影響變化的影響, ,保持輸出電壓保持輸出電壓uouo的穩(wěn)定的穩(wěn)定。 第1頁/共48頁第二頁，共48頁。3

2、整流電路的整流電路的任務：把交任務：把交流電壓轉(zhuǎn)變流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動為直流脈動(midng)的的電壓。電壓。 常見的小功常見的小功率整流電路率整流電路，有單相半，有單相半波、全波、波、全波、橋式和倍壓橋式和倍壓整流等。整流等。3第2頁/共48頁第三頁，共48頁。44 當電路當電路(dinl)上正下上正下負時，二極管導負時，二極管導通。通。 當電路當電路(dinl)上負下上負下正時，二極管截正時，二極管截止。止。 輸出電壓呈現(xiàn)輸出電壓呈現(xiàn)半波形。半波形。參數(shù)：參數(shù)：U0=0.45ULU U0 0U UL L第3頁/共48頁第四頁，共48頁。55第4頁/共48頁第五頁，共48頁。66第5頁/共4

3、8頁第六頁，共48頁。77一、整流輸出一、整流輸出(shch)(shch)電壓平均值（電壓平均值（UoUo）：）：209 . 0 UU 二、整流二、整流(zhngli)(zhngli)電路電路的主要參數(shù)的主要參數(shù)二、負載上的二、負載上的(平均平均(pngjn)電流電流:LLRURUI2009 . 0三、每只二極管的平均電流三、每只二極管的平均電流：021IID第6頁/共48頁第七頁，共48頁。88交流交流(jioli)電壓電壓脈動脈動(midng)直流直流電壓電壓直流直流電壓電壓整流整流濾波濾波濾波電路的結(jié)構(gòu)特點濾波電路的結(jié)構(gòu)特點: : 電容與負載電容與負載RL RL 并聯(lián)，或電感與負載并聯(lián)，

4、或電感與負載RLRL串聯(lián)。串聯(lián)。原理：原理：利用儲能元件電容兩端的電壓利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流或通過電感中的電流)不不能突變的特性能突變的特性, 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留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。其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。 第7頁/共48頁第八頁，共48頁。99濾波原理是：利用濾波原理是：利用(lyng)(lyng)這些電容這些電容元件在整流二極管元件在整流二極管導通期間儲存能量導通期間儲存能量、在截止期間釋放、在截止期間釋放能量的作用，使輸能量的作用，使輸出電壓變得比較平出電壓變得比較平滑；

5、電容濾波電壓滑；電容濾波電壓：半波：半波：U0=U2U0=U2全波：全波：U0=1.2U2U0=1.2U2充電充電(chng din)放電放電第8頁/共48頁第九頁，共48頁。10fLXL210 電感濾波是利用電感濾波是利用(lyng)其感抗其感抗對交流電的阻礙作用：對交流電的阻礙作用： 負載上電壓：負載上電壓：Uo=0.9U2電感一般用于高壓濾波。缺點是電感電感一般用于高壓濾波。缺點是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。第9頁/共48頁第十頁，共48頁。1111 濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端并聯(lián)電容器濾波電路用于

6、濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端并聯(lián)電容器C C，或與負載串聯(lián)電感器，或與負載串聯(lián)電感器L L，以及由電容、電感組合而成的各種復式濾波電路。常用，以及由電容、電感組合而成的各種復式濾波電路。常用(chn yn)(chn yn)的結(jié)構(gòu)如圖所示。的結(jié)構(gòu)如圖所示。 (b) LC (b) LC型濾波電路型濾波電路 (c) LR LC- (c) LR LC-型濾波電路型濾波電路 (d) LC- (d) LC-型濾波電路型濾波電路 LCLC型濾波型濾波(lb)(lb)電路電路 LRLR-型濾波電路型濾波電路 LC-LC-型濾波電路型濾波電路 第10頁/共48頁第十一頁，共48

7、頁。12ORiUUU12負負載載(f(fzzii)R)RL L電電源源(d(diinynyuun)n)UiUi分壓電阻分壓電阻R R直流穩(wěn)壓電路分直流穩(wěn)壓電路分：并聯(lián)穩(wěn)壓電路并聯(lián)穩(wěn)壓電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路。其原理是根據(jù)。其原理是根據(jù)電阻的分壓特性電阻的分壓特性來穩(wěn)定電壓，見來穩(wěn)定電壓，見圖分析：圖分析：輸輸出出電電壓壓U Uo oU UR R第11頁/共48頁第十二頁，共48頁。1313穩(wěn)壓電路：是利用穩(wěn)壓管在反向擊穿原理，當所加反向電壓小于擊穿電壓穩(wěn)壓電路：是利用穩(wěn)壓管在反向擊穿原理，當所加反向電壓小于擊穿電壓時，和普通時，和普通(ptng)二極管一樣其反向電流很小。一旦超過擊穿電

8、壓時，二極管一樣其反向電流很小。一旦超過擊穿電壓時，反向電流會突然急劇上升，穩(wěn)壓管反向擊穿，管子兩端的電壓基本不變，反向電流會突然急劇上升，穩(wěn)壓管反向擊穿，管子兩端的電壓基本不變，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用，該電路輸出電流范圍較小，輸出電壓不可穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用，該電路輸出電流范圍較小，輸出電壓不可調(diào)，而且穩(wěn)壓程度也不高，因此應用并不十分廣泛。調(diào)，而且穩(wěn)壓程度也不高，因此應用并不十分廣泛。穩(wěn)壓穩(wěn)壓(wn y)濾波濾波整流整流R RL LR RC CU UO ODzDzI IL LI Iz zU Uz z第12頁/共48頁第十三頁，共48頁。14第13頁/共48頁第十四頁，共48頁。15

9、三極管放三極管放大電路有大電路有三種三種(sn zhn)形形式式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放大以共射放大器為例講解器為例講解工作工作(gngzu)原理原理第14頁/共48頁第十五頁，共48頁。1616 要保證放大電路三極管工作在放大狀態(tài)，即有合適要保證放大電路三極管工作在放大狀態(tài)，即有合適(hsh)的偏置。也的偏置。也就是說發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。就是說發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。雙電源供電雙電源供電(n din)單電源供電單電源供電I IBI IB BI IC CI IC C第15頁/共48頁第十六頁，共48頁。17172.2.集電極電源集電極電源UCCU

10、CC是放大電是放大電路路(dinl)(dinl)的的能源。為輸出能源。為輸出信號提供能量信號提供能量，并保證發(fā)射，并保證發(fā)射結(jié)處于正向偏結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處置、集電結(jié)處于反向偏置，于反向偏置，使晶體管工作使晶體管工作在放大區(qū)。一在放大區(qū)。一般為幾伏到幾般為幾伏到幾十伏。十伏。 1.1.晶體管晶體管V V是放大電路的核心是放大電路的核心元件。利用晶體管在放大區(qū)的電元件。利用晶體管在放大區(qū)的電流流(dinli)(dinli)控制作用，即控制作用，即ic = ic = ibib的電流的電流(dinli)(dinli)放大作用，放大作用，將微弱的電信號進行放大。將微弱的電信號進行放大。 3.3.基

11、極電阻基極電阻R2R2為基為基極提供偏流，又極提供偏流，又稱偏流電阻。改稱偏流電阻。改變變R2R2使晶體管有合使晶體管有合適的靜態(tài)工作點適的靜態(tài)工作點。一般取幾十千。一般取幾十千歐到幾百千歐。歐到幾百千歐。u ui iu u0 0U UCCCCC C1 1R RB BR RC CC C2 2R RL L第16頁/共48頁第十七頁，共48頁。18 5耦合電容耦合電容 C1C2 起隔直流通交流的作用。在信號頻率范圍內(nèi)，認為容抗近似為零。所以起隔直流通交流的作用。在信號頻率范圍內(nèi)，認為容抗近似為零。所以(suy)分析電路時，在直流通路中電容視為開路，在交流通路中電容分析電路時，在直流通路中電容視為開

12、路，在交流通路中電容視為短路。視為短路。 4.4.集電極電阻集電極電阻R3R3是晶體管的是晶體管的集電極負載電集電極負載電阻。它向集極阻。它向集極提供反向電流提供反向電流，并將集電極，并將集電極電流的變化轉(zhuǎn)電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓換為電壓(diny)(diny)的變的變化，實現(xiàn)電路化，實現(xiàn)電路的電壓的電壓(diny)(diny)放大放大作用。一般為作用。一般為幾千到幾十千幾千到幾十千歐。歐。u ui iu u0 0U UCCCCC C1 1R RB BR RC CC C2 2R RL L第17頁/共48頁第十八頁，共48頁。19第18頁/共48頁第十九頁，共48頁。20直流負載直流負載(fzi)(

13、fzi)線：即線：即UccUcc與與Ucc/RcUcc/Rc兩點間的直線兩點間的直線。 1 1、當放大、當放大器無輸入器無輸入(shr)(shr)信號信號時，電路中時，電路中的直流電稱的直流電稱為靜態(tài)。為靜態(tài)。 2 2、當放大、當放大器有輸入器有輸入(shr)(shr)信號信號時，電路中時，電路中的電流發(fā)生的電流發(fā)生變化稱為動變化稱為動態(tài)。態(tài)。第19頁/共48頁第二十頁，共48頁。CCBEBBUUIRUccUccR RB BR RC CI IC CI IB BI IE EV VT T根據(jù)根據(jù)(gnj)KVL(gnj)KVL，得一：，得一：BCIIBCCBBECCBRURUUICCCECCUUI

14、R得二：得二：CCCCCEIRUUR RL LB BE EE EC C第20頁/共48頁第二十一頁，共48頁。22第21頁/共48頁第二十二頁，共48頁。2323 用圖解法分析波形的用圖解法分析波形的非線性失真：如圖示出工非線性失真：如圖示出工作點作點Q偏高時的情況偏高時的情況. 在在輸出特性曲線上可見輸出特性曲線上可見(kjin),由于工作點已有由于工作點已有一部分進入飽和區(qū)一部分進入飽和區(qū),使得使得iC和和uCE的波形出現(xiàn)失真的波形出現(xiàn)失真.這種失真稱為飽和失真這種失真稱為飽和失真。飽和飽和(boh)失真失真0 00 00 00 00 00 0u u0 0ttttttQ QQ QQ QQ

15、Qu uCECEi iC Cu ui iU UBEBEU UC CI IC CI IB Bi iB Bu uBEBE第22頁/共48頁第二十三頁，共48頁。2424。IIUVIICTCBBEEEC或0分壓式偏置分壓式偏置放大放大(fngd)電電路：路：V VB B=U=UBEBE+U+UE E建立建立(jinl)(jinl)負反負反饋回路饋回路C CE E第23頁/共48頁第二十四頁，共48頁。25 運放是直流放大器，也可放大低頻信號，不適運放是直流放大器，也可放大低頻信號，不適(bsh)用于高頻信號。用于高頻信號。第24頁/共48頁第二十五頁，共48頁。26第25頁/共48頁第二十六頁，共4

16、8頁。27一、開環(huán)（差模）電壓放大倍數(shù)一、開環(huán)（差模）電壓放大倍數(shù)AuoAuo： 指無外加反饋回路的差模放大倍數(shù)。指無外加反饋回路的差模放大倍數(shù)。二、差模輸入電阻二、差模輸入電阻riri：ri1M, ri1M, 有的可達有的可達100M100M以上。以上。三、輸出三、輸出(shch)(shch)電阻電阻roro：ro =ro =幾幾-幾十幾十。四、共模抑制比四、共模抑制比KCMRKCMR：即差模放大倍數(shù)：即差模放大倍數(shù)AvbAvb，與共模，與共模放大倍數(shù)放大倍數(shù)AvcAvc之比，越大越好。之比，越大越好。五、輸出五、輸出(shch)(shch)電壓動態(tài)峰值電壓動態(tài)峰值UoppUopp：第26頁

17、/共48頁第二十七頁，共48頁。28理想運算放大器的條件是：理想運算放大器的條件是：1 1、開環(huán)電壓放大倍數(shù)為無窮大：即、開環(huán)電壓放大倍數(shù)為無窮大：即2 2、運算放大器的輸入電阻無窮大，、運算放大器的輸入電阻無窮大，即即3 3、輸出電阻為、輸出電阻為0 0，即，即r0=0r0=04 4、共模、共模(n m)(n m)抑制比，抑制比，KCMR=KCMR=第27頁/共48頁第二十八頁，共48頁。2929001fiiiiir1 1、反相比例運算、反相比例運算(yn (yn sun)sun)電路：電路：因為因為(yn wi)：若：若：則有則有電路稱為電路稱為反相器反相器。iuu0f，iRR R Rf

18、fR R1 1R R2 2u ui iu u0 0+-P PN Ni iI Ii if f第28頁/共48頁第二十九頁，共48頁。3030。ii，iif001ir若：若：則有則有電路電路(dinl)稱為電壓稱為電壓跟隨器。跟隨器。iuu 00fR2 2、同相比例、同相比例(bl)(bl)運算電路運算電路R Rf fR R1 1R R2 2u ui iu u0 0+-P PN Ni iI Ii if fi i1 1第29頁/共48頁第三十頁，共48頁。314、反相加、反相加法運算法運算(yn sun)電路電路3、同相加、同相加法運算法運算(yn sun)電路電路第30頁/共48頁第三十一頁，共48頁。若：若：則有則有電路電路(dinl)稱為減法稱為減法器。器。120iiuuu，fRRRR321第31頁/共48頁第三十