電子技術(shù)基礎(chǔ)-模擬部分匯編

1、1直流穩(wěn)壓電源1 小功率整流(zhngli)濾波電路單相橋式整流(zhngli)電路濾波電路2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路三端集成穩(wěn)壓器共八十六頁(yè)2小功率(gngl)直流穩(wěn)壓電源共八十六頁(yè)3小功率(gngl)直流穩(wěn)壓電源共八十六頁(yè)4共八十六頁(yè)5開關(guān)(kigun)直流穩(wěn)壓電源共八十六頁(yè)6共八十六頁(yè)7共八十六頁(yè)8 二極管共八十六頁(yè)9共八十六頁(yè)10 雙二極管共八十六頁(yè)11電源(dinyun)變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓v1變?yōu)楹线m的交流電壓v2。整 流 電 路濾 波 電 路穩(wěn) 壓 電 路v1v2v3v4vo整流電路(dinl): 將交流電壓v2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓v3。濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓

2、v3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簐4。穩(wěn)壓電路: 消除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓vo的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整 流 電 路濾 波 電 路穩(wěn) 壓 電 路共八十六頁(yè)12整流電路的任務(wù)(rn wu)：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。常見(chn jin)的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。為分析簡(jiǎn)單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無(wú)窮大。1 小功率整流濾波電路共八十六頁(yè)13單相(dn xin)半波整流電路v2 0 時(shí)，二極管導(dǎo)通。iLv1v2aTbDRLvo忽略(hl)二極管正向壓降： vo=v2v1v2aTbDRLvoiL=0v2

3、0 時(shí)D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止(jizh)電流通路:A D1RLD3Bv2（35）T2時(shí)，若要求輸出電壓VO為25V，V2的有效值應(yīng)為多少？（3）如負(fù)載電流為200mA，試求每個(gè)二極管流過(guò)的電流和最大反向電壓VRM。（4）若電容開路，VO為多少？共八十六頁(yè)50（1）試問(wèn)輸出電壓(diny)VO對(duì)地電壓是正還是負(fù)？電容C的極性如何？輸出電壓為負(fù)，電容極性應(yīng)上負(fù)下正。共八十六頁(yè)51（2）當(dāng)電路(dinl)參數(shù)滿足RLC（35）T2時(shí)，若要求輸出電壓VO為25V，V2的有效值應(yīng)為多少？當(dāng)電路參數(shù)滿足RLC（35）T2時(shí)，VO（1.11.2）V2故V225V1.220.83V共八十六頁(yè)523）如負(fù)

4、載(fzi)電流為200mA，試求每個(gè)二極管流過(guò)的電流和最大反向電壓VRM由于IDIL2，所以ID200mA2100mAVRM1.41V229.37V共八十六頁(yè)53（4）若電容開路(kil)，VO為多少？電容開路時(shí)，電路為全波橋式整流電路，故VO0.9V218.75V共八十六頁(yè)543、電路如下(rxi)圖所示。（1）分別標(biāo)出uO1和uO2對(duì)地的極性；（2）uO1、uO2分別是半波整流還是全波整流？（3）當(dāng)u21u2220V時(shí)，uO1（AV）和uO2（AV）各為多少？（4）當(dāng)u2118V，u2222V時(shí)，畫出uO1、uO2的波形；并求出uO1（AV）和uO2（AV）各為多少？共八十六頁(yè)55解：（

5、1）均為上“”、下“”。（2）均為全波整流(zhngli)。（3）uO1（AV）和uO2（AV）為：uO1（AV）uO2（AV）0.9u210.9u2218V（4）uO1、uO2的波形如解圖所示。它們的平均值為uO1（AV）uO2（AV）0.45u210.45u2218V共八十六頁(yè)56穩(wěn)壓管穩(wěn)壓(wn y)電路開關(guān)(kigun)型穩(wěn)壓電路線性穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路(小功率設(shè)備)以下主要討論線性穩(wěn)壓電路。電路最簡(jiǎn)單，但是帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用。效率較高，目前應(yīng)用很廣。2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路共八十六頁(yè)57電路結(jié)構(gòu)的一般(ybn)形式串聯(lián)式穩(wěn)壓電路的組成：（1）基準(zhǔn)電壓； （

6、2）比較放大(fngd)；（3）輸出電壓取樣電路；（4）調(diào)整元件VOT+_VI比較放大基 準(zhǔn)電壓Vo取樣VRFVORL調(diào)整元件+共八十六頁(yè)58 因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式(xngsh)，為深度串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱之為： 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。若因輸入電壓變化或負(fù)載變化而使VO加大,比較放大電路使VB1變小,從而(cng r)使VO降低.VOT1+_VI比較放大基 準(zhǔn)電壓Vo取樣VRFVORL調(diào)整元件+VB1+VIVoRLR3比較放大共八十六頁(yè)59T1調(diào)整管R3 、 T2比較放大R1 、 RW 、R2采樣電阻R 、 VZ基準(zhǔn)電壓一種(y zhn)實(shí)際的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源R3T1T2VZRRW1R

7、W2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2共八十六頁(yè)60穩(wěn)壓(wn y)原理VoVB2VBE2=（VB2-VZ）VC2 （VB1 ）Vo當(dāng) VI 增加(zngji)或輸出電流減小使 Vo升高時(shí)R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIUB2VC2 （VB1 ）共八十六頁(yè)61例：VI=18V，VZ=4V，R1=R2=RW=4.7k，求輸出電壓的調(diào)節(jié)(tioji)范圍。R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIVB2221ZWWOminVRRRRRV+=4=6V4.74.7+=4.74.7+4.7221ZWOmaxVRRRRV+=4=12V4.74.7+=4

8、.74.7共八十六頁(yè)62實(shí)際(shj)的穩(wěn)壓電源采取的改進(jìn)措施1. 比較放大級(jí)采用差動(dòng)放大器或集成運(yùn)放2.調(diào)整管采用復(fù)合三極管3. 采用輔助電源(比較放大部分的電源)4. 用恒流源負(fù)載代替集電極電阻以提高增益(zngy)5. 內(nèi)部加短路和過(guò)熱保護(hù)電路R3T1T2VZRRW1RW2R1RWR2RLVO+_+_VIUB2集成化集成穩(wěn)壓電源共八十六頁(yè)632.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路(dinl)的工作原理輸入電壓V1增加輸出電壓VO增加反饋電壓VF增加VO下降(xijing)使VB和IC減小極間電壓VCE增加共八十六頁(yè)642.3 三端(sn dun)集成穩(wěn)壓器具有溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓電路復(fù)合調(diào)整管帶恒流源

9、的差分放大器共八十六頁(yè)65集成(j chn)穩(wěn)壓電源特點(diǎn)：體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉內(nèi)部電路：串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路類型：W7800系列(xli) 穩(wěn)定正電壓 W7805 輸出+5V W7809 輸出+9V W7812 輸出+12V W7815 輸出+15V W7900系列 穩(wěn)定負(fù)電壓 W7905 輸出-5V W7909 輸出-9V W7912 輸出-12V W7915 輸出-15V共八十六頁(yè)661端: 輸入端2端: 公共(gnggng)端3端: 輸出端W7800系列(xli)穩(wěn)壓器外形及接線圖123+_W7805UI+_Uo132CI0.11FCo1F+10V+5V注意：輸入與輸出端

10、 之間的電壓不 得低于3V！共八十六頁(yè)671端: 公共(gnggng)端2端: 輸入端3端: 輸出端W7900系列(xli)穩(wěn)壓器外形及接線圖123+W7905UI+Uo231CI0.11FCo1F-10V-5V共八十六頁(yè)68二 、輸出正負(fù)(zhn f)電壓的電路正負(fù)電壓同時(shí)輸出電路W78XXCIUI+ _UO132+ _CIW79XX13COCO2UO共八十六頁(yè)69集成(j chn)穩(wěn)壓電源應(yīng)用電路v2v1 C1300FV1=220VV2=8VVC1=1.2 V2 =9.6VVo=5V+_CoW7805+_Vo1321FRLCI1F共八十六頁(yè)70輸出正負(fù)(zhn f)電壓的穩(wěn)壓電源共八十六頁(yè)

11、713 串聯(lián)開關(guān)(kigun)式穩(wěn)壓電路一、引言(ynyn)1、串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓穩(wěn)定；紋波電壓小，電路簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：集電極損耗較大，通常須加散熱裝置，效率低（只有4060%）,不適宜高電壓、大電流負(fù)載的需要。2、開關(guān)式串聯(lián)穩(wěn)壓電路的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：調(diào)整管工作在開關(guān)工作狀態(tài)，集電極功耗小， 效率高，可達(dá)80%90%；體積小，重量輕，可不需要電源變壓器；可提供高電壓、大電流。缺點(diǎn)：輸出電壓紋波較大；電路稍復(fù)雜。共八十六頁(yè)72二、電路(dinl)形式 比串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路(dinl)增加5個(gè)部件：比較器C，三角波發(fā)生器，LC濾波元件和續(xù)流二極管D。1、控制電路部分PWM1）比較

12、放大器A 為直流電平（電壓）2）基準(zhǔn)電壓源VREF3）三角波電壓發(fā)生器提供正三角波電壓4）比較器C輸入 與 ，輸出方波電壓 ，控制調(diào)整T的開/關(guān)。共八十六頁(yè)732、DCDC變換器（降壓(jin y)型）1）調(diào)整(tiozhng)管 本電路的開關(guān)，C 極輸入直流電壓VI，B極輸入方波電壓 ，E 極輸出方波電壓 。2）濾波電路高頻電感電容L、C。3）二極管D 續(xù)流管，高頻二極管。4）取樣電路 R1,R2;亦是比較放大器的大環(huán)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。靜態(tài)時(shí)，有（設(shè)計(jì)依據(jù)）共八十六頁(yè)74三、工作(gngzu)原理1、電路(dinl)工作過(guò)程 ， 為正電壓，T飽和導(dǎo)通， ， ； ， 為負(fù)電壓，T截止，L產(chǎn)生反向電動(dòng)

13、勢(shì)，使D導(dǎo)通， 繼續(xù)流動(dòng) ， 。 波形。 （調(diào)節(jié)依據(jù)）共八十六頁(yè)752、自動(dòng)調(diào)節(jié)(tioji)穩(wěn)壓原理1）設(shè) ， ， ， 。 2） 所以，電路(dinl)能自動(dòng)調(diào)整脈寬占空比而穩(wěn)壓，故又稱為脈寬調(diào)制（PWM）式開關(guān)穩(wěn)壓電源。維持不變共八十六頁(yè)76四、元器件選擇(xunz)1.調(diào)整管（高頻(o pn)開關(guān)管，IGBT等）VCES小，ICE0小，ICM大，轉(zhuǎn)換速度快（ts0.01/fk）,fT10 fK。fK為開關(guān)轉(zhuǎn)換頻率。2.續(xù)流二極管（高速開關(guān)管）反向耐壓高、電流小，導(dǎo)通壓降小，存儲(chǔ)時(shí)間短。 3.濾波元件高頻電感，高頻電容。 4.控制電路現(xiàn)成的集成電路，PWM調(diào)制器，不過(guò)需外加輔助電源。共八十

14、六頁(yè)774 直流變換(binhun)型穩(wěn)壓電源 俗稱逆變電源，其中的BJT也是高速開關(guān)(kigun)管，因此它也是一種開關(guān)(kigun)式穩(wěn)壓電源，總體上它也是把直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同需要的直流電壓，但中間使用了先把直流電壓變換為高頻交流電壓(DCAC)的環(huán)節(jié)，然后再行整流 濾波 穩(wěn)壓、而后得到需要的穩(wěn)定直流電壓。這種穩(wěn)壓電源也有體積小、重量輕、功率大、效率高、紋波電壓更小等優(yōu)點(diǎn)。 直流變換型穩(wěn)壓電源屬于電力電子技術(shù)范疇，廣泛應(yīng)用于航空、輪船、火車等方面。這里主要介紹其工作原理。共八十六頁(yè)78一、電路(dinl)形式 C1、R1、R2 前端整流(zhngli)、濾波電路負(fù)載，分壓器R1、R2啟

15、動(dòng)變換器。2. 逆變電路 T1、T2、Tr (N1, Nb1,N2,Nb2,NL）,把直流電壓VI變換為高頻交流3. 整流濾波穩(wěn)壓電路將高頻方波變?yōu)橹绷鬏敵鲭妷篤O。電壓（方波）。共八十六頁(yè)79二、逆變電路(dinl)（變換器）工作原理1. 啟動(dòng) R2上的電壓同時(shí)加到了BJTT1、T2的發(fā)射結(jié)，使T1、T2都導(dǎo)通。但由于電路存在微小差別，兩管導(dǎo)通程度(chngd)不同。2. T1管電流正反饋增強(qiáng)過(guò)程 設(shè)啟動(dòng)時(shí) ，則 流過(guò)繞組N1、N2時(shí)， 的磁化占優(yōu)勢(shì)，因此繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)都可以認(rèn)為是 產(chǎn)生。 Nb1的感生電勢(shì)使 增加， 增大；Nb2的感生電勢(shì)使 減小， 減小，經(jīng)過(guò)一個(gè)正反饋過(guò)程，T1迅速

16、達(dá)到飽和導(dǎo)通，而T2截止。共八十六頁(yè)804. 磁飽和(boh)與反向正反饋3. 激磁(jc)過(guò)程，線性增加。，線性增加， 磁通的變化接近于零變壓器各繞組上的感應(yīng)電勢(shì)接近于零Nb1的感應(yīng)電勢(shì)等于零ib1減小，ic1減小變壓器繞組感生電動(dòng)勢(shì)全部反相，鐵芯內(nèi)磁通脫離飽和。 這樣，Nb2的感生電勢(shì)使 增強(qiáng)，ic2增大，而ic1減小，形成相反的正反饋過(guò)程，T2飽和導(dǎo)通，T1截止。并開始ic2線性增加及激磁過(guò)程，直至下一個(gè)翻轉(zhuǎn)。直至飽和。共八十六頁(yè)81說(shuō)明(shumng)幾個(gè)問(wèn)題： 截止BJT承受(chngshu)的反向電壓 Tr輸出電壓 的大小 方波的頻率設(shè) ，則目前為400Hz幾KHz。三、直流變換型穩(wěn)壓電源工作原理（學(xué)生自我總結(jié)）共八十六頁(yè)82共八十六頁(yè)83共八十六頁(yè)84共八十六頁(yè)85練習(xí)題：共八十六頁(yè)內(nèi)容摘要1。濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓v3轉(zhuǎn)變(zhunbin)為平滑的直流電壓v4。穩(wěn)壓電路: 消除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出