整流电路和直流稳压电源精.ppt

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1、整流电路和直流稳压电源第1页，本讲稿共32页第第6章章 整流电路和直流稳压电源整流电路和直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能：功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源交流电源交流电源交流电源负载负载负载负载变压变压变压变压整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压第2页，本讲稿共32页6.1 整流电路整流电路整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用:将交流电转变为脉动的直流电。将交流电转变为脉动的直流电。常见的整流电路：常见的整

2、流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：半波、全波和桥式整流半波、全波和桥式整流分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：整流原理：整流原理：整流原理：利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性第3页，本讲稿共32页uoOuDO6.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u u2 2 正半周，正半周，正半周，正半周，U UaUb b，二极管二极管D D导通；导通

3、；导通；导通；工作波形工作波形工作波形工作波形 u2 负半周，负半周，UaUUb b，二极二极二极二极管管管管 D D1 1、D D3 3 导通，导通，导通，导通，D D2 2、D4 截止截止截止截止 。工作波形工作波形工作波形工作波形uD2uD41.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 uouD t tRLu2iouo1234ab+u2第8页，本讲稿共32页6.1.2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u2 2 负半周，负半周，U UaUuC时，二极管导通，电源在给负载时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时供电的同时也给电容充电，也给电容充电，uC

4、 增加，增加，uo=uC。u u 2 2 u uC时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载RL L 放电，放电，放电，放电，uC按指按指按指按指数规律下降，数规律下降，数规律下降，数规律下降，uo o=u uC 。=uC 3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形动画动画RLu2iouo1234ab+iciuou2 tO tO+C第14页，本讲稿共32页4.4.电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(1)(1)二极管的导通角减小。二极管的导通角减小。uou2 tO tO第15页，本讲稿共32

5、页(T T 电源电压的周期电源电压的周期)(2)(2)输出电压的脉动程度及平均值输出电压的脉动程度及平均值Uo与放电时间与放电时间 常数常数RLC有关。有关。R RL LC 越大越大越大越大 电容器放电越慢电容器放电越慢 输出电压的平均值输出电压的平均值输出电压的平均值输出电压的平均值U Uo 越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。近似估算取：近似估算取：Uo=1.2 U2 (桥式、全波）桥式、全波）Uo=1.0 U 2（半波）半波）为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压第16页，本讲稿共32页(3)外特性曲线外特性曲线有电容滤波有电容滤波 无电

6、容滤波无电容滤波0.9.9U U2 2 UooIO 结论结论 采用电容滤波时，输出电压采用电容滤波时，输出电压采用电容滤波时，输出电压采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负受负载变化影响较大，即带负受负载变化影响较大，即带负受负载变化影响较大，即带负载能力较差。载能力较差。载能力较差。载能力较差。因此电容滤波适合于要求输出因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。变化较小的场合。当负载当负载R RL L 开路时，开路时，开路时，开路时，第17页，本讲稿共32页6.3 直流稳压电源直流稳压电源 小功率直流稳压电源的组成小功率直流

7、稳压电源的组成交流电源交流电源交流电源交流电源负载负载负载负载变压变压变压变压整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压u4uou3u2u1第18页，本讲稿共32页6.3 直流稳压电源直流稳压电源 稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。的一种电子设备。的一种电子设备。的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出

8、阻抗为零的恒压境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。立的电子部件。立的电子部件。立的电子部件。第19页，本讲稿共32页6.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理UO=UZ IR=IO+IDZUIUZRL(IO

9、)IR 设设U Uo o一定，负载一定，负载一定，负载一定，负载R RL变化变化变化变化UO 基本不变基本不变 IR(IRR)基本不变基本不变 UO(UZ)IDZ 1.电路电路+UoRL+CIOUO+u2IRRDZIDZ限流电阻限流电阻稳压电路稳压电路第20页，本讲稿共32页UIUZUo UZ 设负载设负载设负载设负载R RL L一定，一定，一定，一定，Uo变化变化变化变化 UO 基本不变基本不变 IRR IDZ IR UO=UZ IR=IO+IDZ+UoRL+CIOUO+u2IRRDZIDZ第21页，本讲稿共32页3.3.参数的选择参数的选择参数的选择参数的选择(1)UZ=UO(2)Uo=(

10、2 3)UO(3)为保证稳压管安全工作为保证稳压管安全工作为保证稳压管正常工作为保证稳压管正常工作 适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。的场合。的场合。的场合。+UoRL+CIOUO+uIRRDZIz第22页，本讲稿共32页一、基本概念一、基本概念电流、电压、电动势、电位、参考点、电功率、电能、实际电流、电压、电动势、电位、参考点、电功率、电能、实际电流、电压、电动势、电位、参考点、电功率、电能、实际电流、电压、电动势、电位、参考点

11、、电功率、电能、实际方向、方向、方向、方向、参考方向（正方向）参考方向（正方向）、电压源、电流源、电压源、电流源、电压源、电流源、电压源、电流源第一章第一章 总结总结二、基本定律二、基本定律1 1、欧姆定律（无源电路、有源电路）欧姆定律（无源电路、有源电路）欧姆定律（无源电路、有源电路）欧姆定律（无源电路、有源电路）2、基尔霍夫定律（基尔霍夫定律（KCL、KVL）三、分析方法三、分析方法三、分析方法三、分析方法1 1、支路电流法（列、支路电流法（列、支路电流法（列、支路电流法（列KCLKCL、KVLKVL方程）方程）方程）方程）2 2、节点电压法（支路多、节点少）、节点电压法（支路多、节点少）

12、、节点电压法（支路多、节点少）、节点电压法（支路多、节点少）3 3、叠加原理叠加原理4 4、等效电源定理（、等效电源定理（、等效电源定理（、等效电源定理（戴维南戴维南戴维南戴维南、诺顿）、诺顿）、诺顿）、诺顿）第23页，本讲稿共32页例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知U U1=4V，U U2 2=2V，R1=R R2 2=2 ，R R3=3 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I3 3。U1I1U2I2R2I3R3+R1+USR0+_R3abI3a ab b注意：注意：注意：注意：“等效等效等效等效”是指对端口外等效是指对端口外等效是指对端口外等效

13、是指对端口外等效 即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。的电压、电流不变。的电压、电流不变。的电压、电流不变。有源二端网络有源二端网络有源二端网络有源二端网络等效电源等效电源等效电源等效电源第24页，本讲稿共32页解：解：解：解：(1)(1)断开待求支路求等效电源的源电压断开待求支路求等效电源的源电压断开待求支路求等效电源的源电压断开待求支路求等效电源的源电压U US 例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知U U1

14、=4V=4V，U U2 2=2V=2V，R R1 1=R2 2=2=2 ，R R3 3=3=3 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I I3 3。U1I1U2I2R2I3R3+R1+abR2U1IU2+R1+ab+U0U US S=U U0 0=U U2 2+I R R2 2=2+0.5 =2+0.5 2 =3V=3V或：或：或：或：US S =U0 0=U U1 1 I I R R1=4 0.5 =4 0.5 2 2 =3V=3VI第25页，本讲稿共32页解：解：解：解：(2)(2)求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源的内阻求等效电源

15、的内阻R R0 除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）U1I1U2I2R2I3R3+R1+abR2R1abR0从从a、b两端看进去，两端看进去，R R1 1 和和和和 R2 2 并联并联并联并联 求内阻求内阻求内阻求内阻R0 0时，关键要弄清从时，关键要弄清从时，关键要弄清从时，关键要弄清从a a、b b两端看进去时各两端看进去时各两端看进去时各两端看进去时各电阻之间的串并联关系。电阻之间的串并联关系。电阻之间的串并联关系。电阻之间的串并联关系。例例1：电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知电路如图，已知U U1 1=4V=4V，U U

16、2 2=2V=2V，R1 1=R R2 2=2=2 ，R R3 3=3 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I I3。第26页，本讲稿共32页解：解：解：解：(3)(3)画出等效电路求电流画出等效电路求电流画出等效电路求电流画出等效电路求电流I3 3U1I1U2I2R2I3R3+R1+ab例例例例1 1：电路如图，已知电路如图，已知U U1 1=4V=4V，U U2 2=2V=2V，R R1 1=R R2 2=2=2 ，R R3 3=3=3 ，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流，试用戴维南定理求电流I I3。USR0+_R3abI3第27页，本讲稿共32页

17、一、电路如图所示，已知一、电路如图所示，已知求：（求：（1）用戴维南定理求）用戴维南定理求（2）A点电位；点电位；（3）恒压源）恒压源和恒流源和恒流源的功率，判断它们是电源还是负载，并说明原因。的功率，判断它们是电源还是负载，并说明原因。ISR3UsR1AR2R4+-I3第28页，本讲稿共32页一、已知一、已知求：（求：（1）用戴维南定理求）用戴维南定理求ISR3UsR1AR2R4+-I3解：解：R3Us0AR0+-I3第29页，本讲稿共32页一、已知一、已知求：（求：（2）A点电位；点电位；ISR3UsR1AR2R4+-I3解：解：第30页，本讲稿共32页一、电路如图所示，已知一、电路如图所示，已知求：求：（3）恒压源）恒压源和恒流源和恒流源的功率，判断它们是电源还的功率，判断它们是电源还是负载，并说明原因。是负载，并说明原因。ISR3UsR1AR2R4+-I3解：解：第31页，本讲稿共32页二二:电路如右图所示电路如右图所示,已知已知求：（求：（1）用戴维南定理求）用戴维南定理求 （2）A点电位；点电位；（3）恒流源）恒流源 的功率，判断它是电源还是负载。的功率，判断它是电源还是负载。ISRRRUs+-IA解：解：第32页，本讲稿共32页