電工電子技術(shù)認(rèn)識二極管整流電路-課件

電工電子技術(shù)8認(rèn)識二極管整流電路認(rèn)識簡單直流電源電路1ppt課件5.3認(rèn)識二極管整流電路

利用二極管的單向?qū)щ娦钥蓪⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電，這一過程稱為整流。常見的整流電路有半波整流電路、全波整流電路等。

本節(jié)介紹橋式全波整流電路。2ppt課件5.3.1安裝二極管橋式整流電路圖5.23橋式整流電路3ppt課件u2uL5.3.2測試二極管橋式整流電路波形4ppt課件

大小也不變化的直流電稱為穩(wěn)恒直流電；大小變化的直流電是脈動直流電，它含有直流成分和交流成分。直流電是方向不變的電壓或電流，包括穩(wěn)恒直流電和脈動直流電兩大類。圖5.23所示電路，在RL上得到的是脈動直流電壓。5ppt課件5.3.3分析并驗(yàn)證二極管橋式整流電路的規(guī)律

變壓器的初級接上交流電源u1后，在次級感應(yīng)出交流電壓u2，其瞬時(shí)值為

式中：u2—瞬時(shí)值； U2—交流電壓有效值； ω—角頻率； ωt—相位角。1．電路工作原理6ppt課件u2u17ppt課件

如圖5.24（a）所示，設(shè)u2在正半周時(shí)，A端電位高于B端，二極管VD1和VD3導(dǎo)通，VD2和VD4截止，電流i1自A端流過VD1、RL、VD3到B端，它是自上而下流過RL。8ppt課件

如圖5.24（b）所示，在u2的負(fù)半周時(shí)，B端電位高于A端，二極管VD2、VD4導(dǎo)通，VD1、VD3截止，電流i2自B端流出，經(jīng)過VD2、RL、VD4到A端，它也是自上而下流過RL。

9ppt課件這樣，在u2的整個(gè)周期內(nèi)，都有方向不變的電流流過RL，i1和i2疊加形成iL。這是一個(gè)脈動直流電，波形如圖5.25所示。10ppt課件圖5.25橋式整流電路工作波形圖11ppt課件U2=V，RL=100ΩULIL測量值計(jì)算值測量計(jì)算值和測量值是否一樣？12ppt課件2．電路的定量關(guān)系—負(fù)載上、二極管上的電壓和電流在負(fù)載上得到的脈動直流電，經(jīng)理論推導(dǎo)，其平均值為UL

=

0.9U213ppt課件在整流二極管上只有一股電流（i1或i2）通過，是負(fù)載電阻上電流的一半，即每個(gè)二極管在截止時(shí)承受的反向峰值電壓

是u2的峰值，即14ppt課件拓展與延伸其他常用整流電路

常用整流電路除橋式全波整流電路外，還有半波整流、變壓器中心抽頭式全波整流和倍壓整流電路。15ppt課件圖5.26單相半波整流電路半波整流電路由整流二極管、電源變壓器和負(fù)載電阻構(gòu)成，如圖5.26所示。1．半波整流電路16ppt課件經(jīng)過科學(xué)計(jì)算，負(fù)載上的直流電壓平均值為UL

=

0.45U2。根據(jù)歐姆定律，負(fù)載上的電流

。二極管上的電流與負(fù)載的一樣，二極管承受的反向電壓的峰值為

。半波整流電路電源利用率低，輸出電壓脈動性大。17ppt課件圖5.27所示為變壓器中心抽頭式全波整流電路。全波整流電路實(shí)際上是由兩個(gè)半波整流電路組成的。電源變壓器T的次級線圈具有中心抽頭，可得到兩個(gè)大小相等而相位相反的交流電壓u2a和u2b。2．變壓器中心抽頭式全波整流電路18ppt課件圖5.27變壓器中心抽頭式全波整流電路19ppt課件全波整流電路負(fù)載RL上的電壓、電流大小與橋式整流電路一樣，即UL

=

0.9U2，IL

=

。二極管上的平均電流也為負(fù)載電流的一半，而二極管承受的反向峰值電壓是變壓器的次級繞組總電壓的峰值，即ID

=

IL，

=

2U2。20ppt課件變壓器中心抽頭式全波整流電路用兩只二極管，每個(gè)二極管承受的反壓比橋式整流電路高，且變壓器的次級繞組需要中心抽頭。21ppt課件3．倍壓整流電路市場上出售的滅蚊燈、滅蠅燈，它們是把220V交流電經(jīng)過倍壓整流獲得1

000V以上的直流電來電擊蟲子。倍壓整流的目的，不僅要將交流電轉(zhuǎn)換成直流電（整流），而且要在一定的變壓器次級電壓（U2）之下，得到高出若干倍的直流電壓（倍壓）。22ppt課件實(shí)現(xiàn)倍壓整流的方法，是利用二極管的整流和導(dǎo)引作用，將較低的直流電壓分別存在多個(gè)電容器上，然后將它們按照相同的極性串接起來，從而得到較高的輸出直流電壓。23ppt課件圖5.28所示為倍壓整流電路，由于每個(gè)電容器上均充有

U2的電壓，5個(gè)電容器正向串聯(lián)就可得到5倍的

U2電壓。24ppt課件圖5.28倍壓整流電路25ppt課件5.4認(rèn)識簡單直流電源電路交流電經(jīng)過整流后得到的脈動直流電質(zhì)量不高，不能直接供電子設(shè)備使用。其原因有兩個(gè)方面，一方面其含有交流成分，另一方面其平均值會隨電網(wǎng)電壓u1而變化。為了得到平滑、穩(wěn)定的直流電，對脈動直流電要進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓，穩(wěn)壓電源由此產(chǎn)生。直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)方框圖如圖5.30所示。26ppt課件圖5.30穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)方框圖27ppt課件5.4.1了解穩(wěn)壓二極管的特性圖5.31穩(wěn)壓二極管28ppt課件1．穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性從穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線中看出，穩(wěn)壓二極管的正向特性與普通二極管相同，反向特性曲線在擊穿區(qū)比普通二極管更陡直。穩(wěn)壓二極管就是工作在擊穿區(qū)，擊穿后，通過管子的電流變化（ΔIZ）很大，而管子兩端電壓變化（ΔUZ）很小，這種特性稱為穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性（見圖5.31（b））。29ppt課件2．穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)

（1）穩(wěn)定電壓（UZ）：每個(gè)穩(wěn)壓管只有一個(gè)穩(wěn)定電壓，一般可在半導(dǎo)體器件手冊上查到。

（2）穩(wěn)定電流（IZ）：指穩(wěn)壓管在穩(wěn)定

電壓下的工作電流。30ppt課件

（3）最大穩(wěn)定電流（IZmax）：穩(wěn)壓管允許長期通過的最大反向電流。

（4）動態(tài)電阻（rz）：穩(wěn)壓管兩端電壓變化量與通過電流變化量之比值，即rZ

=

ΔUZ/ΔIZ動態(tài)電阻小的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能好。穩(wěn)壓二極管的符號如圖5.31（c）所示。31ppt課件5.4.2認(rèn)識電容和電感的濾波特性電容濾波器電容濾波器是在負(fù)載電阻的兩端并聯(lián)一個(gè)電容器而構(gòu)成的，它是根據(jù)電容器兩端電壓在電路狀態(tài)改變時(shí)不能突變的原理工作的。32ppt課件圖5.32橋式整流電容濾波電路33ppt課件電容濾波原理電容器具有“隔直流，通交流”的特性，而經(jīng)過整流得到的脈動直流電具有直流和交流成分。這樣交流成分通過電容器流動，直流成分通過負(fù)載流動，從而在負(fù)載RL上得到平滑的直流電壓。電容濾波只適用于負(fù)載電流較小且基本不變的場合。34ppt課件電感濾波器電感濾波器電路是把電感器與負(fù)載電阻RL串聯(lián)。它是利用通過電感的電流不能突變的特性來工作的。35ppt課件電感濾波原理電感具有“阻交流，通直流”的特性，而經(jīng)過整流得到的脈動直流電具有直流和交流成分。這樣交流成分不能通過電感器，而直流成分可通過電感器流動，從而在負(fù)載RL上得到平滑的直流電壓。電感濾波適用于負(fù)載電流較大且經(jīng)常變化的場合。36ppt課件

注意 濾波電容必須與負(fù)載并聯(lián)，而濾波電感則必須與負(fù)載串聯(lián)。37ppt課件5.4.3安裝簡單直流電源電路穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，其兩端的電壓基本不變。利用穩(wěn)壓二極管的這一特性可做成簡單直流穩(wěn)壓電源。38ppt課件直流穩(wěn)壓電源的組成和工作原理1．電路組成圖5.34所示為硅穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源。虛線內(nèi)的為穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓管VDz反向并聯(lián)在RL兩端。電阻R起限流和調(diào)壓作用。穩(wěn)壓電路的輸入電壓UI來自整流、濾波的輸出電壓。39ppt課件圖5.34硅穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源40ppt課件2．穩(wěn)壓原理當(dāng)輸入電壓UI升高或負(fù)載RL阻值變大時(shí)，都會造成輸出電壓UL隨之增大。那么穩(wěn)壓管的反向電壓UZ也會上升，從而引起穩(wěn)壓管電流IZ的急劇加大，導(dǎo)致R上的壓降UR增大，從而抵消了輸出電壓UL的變化。其穩(wěn)壓過程的符號式表示為UI↑或RL↑→UL↑→IZ↑→IR↑→UR↑→UL↓

反之亦然。41ppt課件3．電路特點(diǎn)該穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡單，元件少，調(diào)試方便，但輸出電流較?。◣资涟玻?，輸出電壓不能調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓性能也較差，只適用于要求不高的小型電子設(shè)備。42ppt課件

我國規(guī)定正常的電網(wǎng)電壓可以浮動±10%，正常時(shí)為220V，向下浮動10%即為198V，向上浮動10%即為242V。43ppt課件5.4.4測試簡單直流電源電路各點(diǎn)波形

直流穩(wěn)壓電源由5大部分組成，即變壓器、整流器、濾波器、穩(wěn)壓器和負(fù)載。44ppt課件

拓展與延伸集成穩(wěn)壓器 簡單直流穩(wěn)壓電源輸出電流小，穩(wěn)壓效果也較差。 為了克服其缺點(diǎn)，人們利用集成電路技術(shù)制造出集成穩(wěn)壓器。 集成穩(wěn)壓器具有體積小、外圍元件少、性能穩(wěn)定可靠、使用調(diào)整方便和價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)。

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集成穩(wěn)壓器管腳有多端式和三端式，輸出電壓有固定式和可調(diào)式之分。 下面介紹最常用的三端固定式和可調(diào)式集成穩(wěn)壓器。46ppt課件圖5.36集成穩(wěn)壓器47ppt課件1．三端固定式集成穩(wěn)壓器

三端固定式集成穩(wěn)壓器有兩種類型，即正穩(wěn)壓器和負(fù)穩(wěn)壓器，分別為CW7800系列和CW7900系列。 如圖5.36所示，三端集成穩(wěn)壓器只有3個(gè)引腳，分別為輸入端、輸出端和公共端。48ppt課件 CW7800系列的管腳排列是1腳為輸入端，2腳為輸出端，3腳為公共端；CW7900系列的管腳排列是1腳為公共端，2腳為輸出端，3腳為輸入端。 三端固定式穩(wěn)壓器的型號由5部分組成，其意義如下：49ppt課件

三端固定式穩(wěn)壓器輸出電壓系列如表5.9所示。50ppt課件7800系列780578067808780978127815781878245V6V8V9V12V15V18V24V7900系列79057906790879097912791579187924?5V?6V?8V?9V?12V?15V?18V?24V表5.9 三端固定式穩(wěn)壓器輸出電壓系列51ppt課件

根據(jù)輸出電流的大小不同又可細(xì)分，三端固定式穩(wěn)壓器最大輸出電流系列如表5.10所示。52ppt課件7800系列7900系列78H00790678M0078L0079H00790079M0079L00最大輸出電流5A1.5A0.5A0.1A5A1.5A0.5A0.1A表5.10 三端固定式穩(wěn)壓器最大輸出電流系列53ppt課件

三端固定式穩(wěn)壓器的典型接線圖如圖5.37所示。

電路中的C1、C2不能忽略，C1的作用是減小紋波電壓，防止高頻自激振蕩，C2的作用是改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。54ppt課件圖5.37三端固定式穩(wěn)壓器接線圖55ppt課件

圖5.38所示為集成穩(wěn)壓器在黑白電視機(jī)直流電源部分的應(yīng)用。56ppt課件圖5.38CW7812集成穩(wěn)壓器應(yīng)用電路57ppt課件2．三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器

該集成穩(wěn)壓器輸出電壓可調(diào)，也有正電壓輸出和負(fù)電壓輸出兩種，其外形和管腳的編號與三端固定式穩(wěn)壓器相同。

CW317為三端可調(diào)式正壓輸出穩(wěn)壓器，其1腳為調(diào)整端，2腳為輸入端，3腳為輸出端。

CW337為三端可調(diào)負(fù)壓輸出穩(wěn)壓器，其1腳為調(diào)整端，2腳為輸出端，3腳為輸入端。58ppt課件 CW317和CW337的基本應(yīng)用電路如圖5.39所示。 輸入電壓范圍是3～40V，輸出可調(diào)電壓范圍是1.25～37V，器件最大輸出