第十章 模拟电路精选文档.ppt

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1、第十章 模拟电路1本讲稿第一页，共三十四页电源变压器电源变压器(Transformer)：将交流电网电压：将交流电网电压v1变为合适的交流电压变为合适的交流电压v2。整流电路整流电路(Rectifier)：将交流电压：将交流电压v2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压v3。滤波电路滤波电路(Filter)：将脉动直流电压：将脉动直流电压v3转变为平滑的直流电压转变为平滑的直流电压v4。稳压电路稳压电路(Regulator)：清除电网波动及负载变化的影响：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vo的稳定。的稳定。直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能整整 流流 电电 路

2、路滤滤 波波 电电 路路稳稳 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v1v2v3v4vo动画演示动画演示动画演示动画演示2本讲稿第二页，共三十四页10.1 小功率整流滤波电路小功率整流滤波电路10.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路10.1.2 滤波滤波电路电路3本讲稿第三页，共三十四页 10.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路v2正半周时：正半周时：D1、D3导通导通，D2、D4截止截止+41231v2v220V+-RLLvD21DD3D4+1.工作原理：工作原理：v2vL动画演示动画演示动画演示动画演示4本讲稿第四页，共三十四页 10

3、.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路+41231v2v220V+-RLLvD21DD3D4-+v2负半周时：负半周时：D2、D4 导通导通，D1、D3截止截止v2vL动画演示动画演示动画演示动画演示5本讲稿第五页，共三十四页 10.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路输出电压平均值：输出电压平均值：输出电流平均值：输出电流平均值：流过二极管的平均电流：流过二极管的平均电流：v2vL2.主要参数（用于选择器件）：主要参数（用于选择器件）：二极管承受的最大反向电压：二极管承受的最大反向电压：+L41243DvvDD21LDR-6本讲稿第六页，共三十四页 10.1.1 单相桥式整流电路单相

4、桥式整流电路纹波纹波rippleripple系数系数K K：直流输出电压中纹波电压的相对大小。：直流输出电压中纹波电压的相对大小。用傅氏级数对桥式整流的输出用傅氏级数对桥式整流的输出 v vL L 分解后可得：分解后可得：负载中谐波电负载中谐波电压总的有效值压总的有效值输出电压平均值输出电压平均值vL 2 0 t7本讲稿第七页，共三十四页几种滤波电路几种滤波电路 10.1.2 滤波滤波电路电路(a)电容滤波电路电容滤波电路(b)电感电容滤波电路（倒电感电容滤波电路（倒L型）型）(c)型滤波电路型滤波电路+LC+C+C2+C1R8本讲稿第八页，共三十四页 10.1.2 滤波滤波电路电路1.1.电

5、容滤波电容滤波+412321R220V+Lv-vL2vD4D3DD1C+9本讲稿第九页，共三十四页 10.1.2 滤波滤波电路电路（1）空载（空载（R RL L=）时：）时：v2tvLtvc=vLvv2 vC时：时：二极管导通，二极管导通，C充电。充电。v2 vC 时：时：二极管截止，由于二极管截止，由于RL=，无放电回路，无放电回路，所以所以vC保持。保持。+41232v2DCL31DD-220VD+14vvC+10本讲稿第十页，共三十四页 10.1.2 滤波滤波电路电路（2）接入接入RL（且（且RLC较大）时：较大）时：v2tiDtv2 vC时：时：二极管导通，二极管导通，C充电。充电。v

6、2 vC时：时：二极管截止，二极管截止，C经负载放经负载放电。负载中有持续的电电。负载中有持续的电流、电压。流、电压。二极管中的电流vc=vLv+412321R220V+Lv-vL2vD4D3DD1CC+11本讲稿第十一页，共三十四页 10.1.2 滤波滤波电路电路（1）流过二极管瞬时电流变大流过二极管瞬时电流变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；应选的峰值电流越大；应选用较大容量的整流二极管，用较大容量的整流二极管，IF(23)IL。电容滤波电路的特点：电容滤波电路的特点：RLC 较大较大v2tiDtvc=vL变压器副边电流的有效值变大，变压器副边电流的有效值变大，I

7、2=(1.52)IL ，选择变，选择变压器时要注意。压器时要注意。动画演示动画演示动画演示动画演示12本讲稿第十二页，共三十四页 10.1.2 滤波滤波电路电路（2）VL与与RLC的关系：的关系：RLC 愈大愈大 C放电愈慢放电愈慢 VL(平均值平均值)愈大。愈大。近似估算近似估算:VL=(1.11.2)V2（3）电容滤波电路的外特性电容滤波电路的外特性VLIL纯阻性负载222.1;:TV考虑电网电压波动，考虑电网电压波动，电容的耐压值应大于电容的耐压值应大于为电源交流电压的周期为电源交流电压的周期2)53(TCRL一般取：一般取：=t t动画演示动画演示动画演示动画演示13本讲稿第十三页，共

8、三十四页 10.1.2 滤波滤波电路电路+4123LD+DLv4-R220V32DD1v21vL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 L。输出电压平均值：输出电压平均值：VL0.9V2对谐波分量对谐波分量:f 越高，越高，XL 越大，电压大部分降在电感上。越大，电压大部分降在电感上。对直流分量对直流分量:XL=0 相当于短路，电压大部分降在相当于短路，电压大部分降在RL上。上。2.电感滤波电路电感滤波电路因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。14本讲稿第十四页，共三十四页10.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式

9、稳压电路10.2.1 稳压电源质量指标稳压电源质量指标10.2.2 工作原理工作原理10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用15本讲稿第十五页，共三十四页 10.2.1 稳压电源质量指标稳压电源质量指标特性指标：允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调特性指标：允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围。节范围。输出电压：输出电压：TSIRVKTTVIIVVVVVTIVfVTOVD D+D D+D D=D D +D D D D =D D=OIOOOOIIOOOIO),(故可以写成：故可以写成：，由于输出电压是与输入由于输出

10、电压是与输入电压、负载电流及环境温度有关：电压、负载电流及环境温度有关：16本讲稿第十六页，共三十四页 10.2.1 稳压电源质量指标稳压电源质量指标输入调整因数输入调整因数电压调整率电压调整率稳压系数稳压系数输出电阻输出电阻温度系数温度系数17本讲稿第十七页，共三十四页 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理基准电压、调整管、取样电路、放大比较环节。基准电压、调整管、取样电路、放大比较环节。.串联型稳压电源的构成串联型稳压电源的构成+REFRV-R2AITR-OLV+V+R1FVVBDZ动画演示动画演示动画演示动画演示18本讲稿第十八页，共三十四页 10.2.

11、2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理（）输入电压变化时：（）输入电压变化时：2.串联型稳压电源的工作原理串联型稳压电源的工作原理VO VI VO VF VB VCE+REFRV-R2AITR-OLV+V+R1FVVBDZ19本讲稿第十九页，共三十四页 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理（）负载电流变化时：（）负载电流变化时：VO IL VO VF VB VCE +REFRV-R2AITR-OLV+V+R1FVVBDZ20本讲稿第二十页，共三十四页 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理（）（）输出电压的

12、计算输出电压的计算可见，调节可见，调节R1或或R2可以改变输出电压。可以改变输出电压。+REFRV-R2AITR-OLV+V+R1FVVBDZ21本讲稿第二十一页，共三十四页 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理串联反馈式稳压电路的工作原理输出的基准压：输出的基准压：利用具有正温度系数的电利用具有正温度系数的电压压IC2Rc2补偿具有负温度系补偿具有负温度系数的电压数的电压VBE3,可以获得基可以获得基准电压准电压VREF的温度系数为的温度系数为零。零。+T3T2T1IVREFVRc1IC1IC2I0Rc2Re2VC2VE2.带隙基准电压源带隙基准电压源(Bandgap refernce

13、)22本讲稿第二十二页，共三十四页 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器1.输出电压固定的三端集成稳压器输出电压固定的三端集成稳压器内部组成：启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、内部组成：启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路、保护电路。调整电路、保护电路。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。为三端集成稳压器。本节主要介绍常用的本节主要介绍常用的78、79系列系列三端集成稳压器，其内部也是三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。串联型晶体管稳压电路。23本讲稿第二十三页，共

14、三十四页恒流源基准电压电路调整电路比较放大减流保护过热保护启动电路取样电路 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器动画演示动画演示动画演示动画演示24本讲稿第二十四页，共三十四页1端端:输入端输入端2端端:公共端公共端3端端:输出端输出端W7800系列稳压器外形系列稳压器外形123类型：类型：W7800系列系列 稳定正电压稳定正电压W7805 输出输出+5VW7809 输出输出+9VW7812 输出输出+12VW7815 输出输出+15V 10.2.3 三三端集成稳压器端集成稳压器25本讲稿第二十五页，共三十四页1端端:公共端公共端2端端:输入端输入端3端端:输出端输出端W7900系列稳压

15、器外形系列稳压器外形123 10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器类型：类型：W7900系列系列 稳定负电压稳定负电压W7905 输出输出-5VW7909 输出输出-9VW7912 输出输出-12VW7915 输出输出-15V26本讲稿第二十六页，共三十四页2.可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器输出电压：输出电压：10.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器+TIVOVI1VBA+IREFV基准电压基准电压1.2VIadjadjI2R1R2动画演示动画演示动画演示动画演示27本讲稿第二十七页，共三十四页10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用1.三端固定式应用举例三端固定

16、式应用举例C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应；的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应；C3用于用于减小稳压电源输出端有输入电源引入的低频干扰；减小稳压电源输出端有输入电源引入的低频干扰；D是保护二极管。是保护二极管。注意：注意：输入电压输入电压VI一般应比输出电压端一般应比输出电压端VO高高3V以上。以上。（）（）三端稳压器的典型接法三端稳压器的典型接法 +20V+15VVO78LXX22C311CVI3C10F0.1F0.33FD+28本讲稿第二十八页，共三十四页 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用（2）输出正负电压）输出正负

17、电压CCW7815W7915CC+-VO1O2V-+1000FC1000F0.33F0.33F1F1F+29本讲稿第二十九页，共三十四页 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用（3）输出电压可调）输出电压可调uW78XX2R2C1COVVI1R132+30本讲稿第三十页，共三十四页 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用电容电容C 1：防止自激。：防止自激。电容电容C 2：减小电阻：减小电阻R 2上的电压波动。上的电压波动。D1、D2：保护二极管。：保护二极管。+LM1172R1R1C2CoVIVD11D2.三端可调式集成稳压器应用举例三端可调式集成稳压器应用举

18、例（）基本应用（）基本应用31本讲稿第三十一页，共三十四页 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用（）输出正负电压可调的稳压电路（）输出正负电压可调的稳压电路+CLM117LM137C+(1.220)VCC-(1.220)V+25V-25V0.1F0.1F10F10Fadj1adj2R1R2R2R11201202232本讲稿第三十二页，共三十四页 10.2.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用（）并联扩流的稳压电路（）并联扩流的稳压电路 VP IO1 IO1 IO2 I1 R1 VAO VO+LM317-1C11F0.1FLM317-2VIC2V1.222V25VR3R1R2R4R5I1IO1I2IO2adj1adj2VPVAO1202k0.10.12k74133本讲稿第三十三页，共三十四页小结小结:1.掌握桥式整流电路、电容滤波电路的分析、计算、掌握桥式整流电路、电容滤波电路的分析、计算、元器件选择。元器件选择。2.熟练掌握三端集成稳压器的应用电路分析与计算。熟练掌握三端集成稳压器的应用电路分析与计算。34本讲稿第三十四页，共三十四页