二极管整流和稳压电路电子课 中职 模拟电子线路（第3版）

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二极管整流和稳压电路电子课 中职 模拟电子线路（第3版）（高教版）,二极管整流和稳压电路电子课 中职 模拟电子线路（第3版）（高教版）,复习提问,什么是本证、,P,、,N,半导体？,PN,结有什么特性？,二极管按材料、管芯结构、用途可分为哪些类型？,二极管的死区、导通电压各是多少？,3,5二极管的伏安特性,6二极管的主要参数有哪些？,4,二极管构成的整流电路及并联稳压电路,主讲：熊联荣,5,电源变压器:,将交流电网电压,u,1,变为合适的交流电压,u,2,。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,u,1,u,2,u,3,u,4,u,o,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,整流电路:,将交流电压,u,2,变为脉动的直流电压,u,3,。,滤波电路:,将脉动直流电压,u,3,转,变为平滑的直流电压,u,4,。,稳,压电路:,清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压,u,0,的稳定。,直流稳压电源的组成和功能,6,整流电路的任务,是把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。下面主要介绍半波和桥式两种。,为分析简单起见，我们把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。,一、 整流电路,7,1、 单相半波整流电路的工作原理,u,2,0,时，二极管导通。,二极管导通,i,0,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,0,忽略二极管正向压降：,u,0,=u,2,8,单相半波整流电路的工作原理,u,2,0,时,D,1,D,3,导通,D,2,D,4,截止,电流通路:,由+经D,1,R,L,D,3,-,u,2,0 时,D,2,D,4,导通,D,1,D,3,截止,电流通路:,由-经D,2,R,L,D,4,+,输出是脉动的直流电压！,u,2,桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形,u,o,u,2,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,0,+,-,14,1、整流输出电压平均值（U,0,）,负载电压 U,0,的平均值为:,负载上的(平均)电流:,u,o,i,o,u,o,i,o,15,平均电流,(I,D,),与反向峰值电压,(U,RM,),是选择整流管的主要依据。,例如，,在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流 I,D,是负载平均电流的一半。,二极管截止时两端承受的最大反向电压：,整流电路中整流管的选择,16,两种整流电路的比较,17,练习题：,单相桥式整流电路中，若四只二极管的极性全部接反，输出有何影响？若其中一只二极管断开、短路或接反时，对输出有何影响？,答：,单相桥式整流电路中，若四只二极管的,极性全部接反，则输出量相同，输出极性也相反。,若其中一只二极管断开，则输出量减小一半。,若其中一只二极管短路，则输出量不变。,若其中一只二极管接反，则,将造成电源短路。,18,二、 滤波器,滤波原理:,交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件,电容,两端的电压(或通过,电感,中的电流)不能突变的特性, 将,电容,与负载R,L,并联(或将,电感,与负载R,L,串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。,19,1、电容滤波器(C滤波器),桥式整流电容滤波电路,u,1,u,2,u,1,a,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,0,S,C,以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。,1、,滤波原理,20,u,1,u,2,u,1,a,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,0,S,C,R,L,未接入时,u,2,t,u,0,t,设t,1,时刻接通电源,t,1,整流电路为电容充电,充电结束,忽略整流电路内阻,没有电容时的输出波形,21,u,1,u,2,u,1,a,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,0,S,C,R,L,接入（且,R,L,C,较大）时,u,2,t,u,0,t,忽略整流电路内阻,电容通过R,L,放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，u,0,会逐渐下降。,22,u,1,u,2,u,1,a,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,0,S,C,u,2,t,u,0,t,忽略整流电路内阻,只有整流电路输出电压大于u,0,的时间区间，才有充电电流。因此整流电路的输出电流是脉冲波。,整流电路的输出电流,R,L,接入（且,R,L,C,较大）时,23,u,1,u,2,u,1,a,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,0,S,C,u,2,t,u,0,t,考虑整流电路内阻,电容充电时，电容电压滞后于u,2,。,整流电路的输出电流,R,L,接入（且,R,L,C,较大）时,R,L,C越小，输出电压越低,24,一般取,(T:电源电压的周期),近似估算:,U,0,=1.2U,2,。,(2) 流过二极管瞬时电流很大,R,L,C越大,U,0,越高,负载电流的平均值越大,整流管导电时间越短,i,D,的峰值电流越大,一般选管时，取,2、电容滤波电路的特点,(1) 输出电压U,0,与时间常数R,L,C有关,R,L,C愈大,电容器放电愈慢,U,0,(平均值)愈大，,25,电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。,结论,在大功率整流设备和负载电流变化大的场合，可采用电感滤波。为了进一步提高滤波效果、减少输出电压的脉动成分，还可以采用多级复式滤波。,26,型滤波,优 点：,输出电流较大；带负载能力较好；滤波效果好。,缺 点：,电感线圈体积大，成本高。,适用场合：,适于负载变动大，负载电流变动较大的场合。,27,型LC滤波,优 点：,输出电压高；滤波效果好。,缺 点：,输出电流较小；带负载能力差。,适用场合：,适于负载电流较小、要求稳定性高的场合。,28,型RC滤波,优 点：,滤波效果较好；结构简单经济；能兼降压限流作用。,缺 点：,输出电流较小；带负载能力差；R上有压降和消耗功率。,适用场合：,适于负载电流小的场合。,29,三、直流 稳压电源,稳压管,稳压电路,开关型,稳压电路,线性,稳压电路,常用稳压电路,(小功率设备),在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压电路、线性稳压电路和开关型稳压电路等。其中稳压管稳压电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。开关型稳压电源效率较高，目前用的也比较多，我们将在第八章介绍。下面主要讨论稳压管稳压电路,。,30,1、 稳压管稳压电路,u,0,引起电压不稳定的原因:,A、交流电源电压的波动,B、负载电流的变化,u,2,u,1,R,L,D,Z,I,Z,U,1,R,I,o,C,U,R,+,-,+,-,U,DZ,U,O,保持近似不变,U,I,U,O,(U,O,=U,DZ,)I,Z,抵偿U,I,的增加U,R,31,选择稳压管,U,Z,=U,O,I,ZM,=(1.5,3)I,OM,U,I,=(23)U,O,该电路由于稳压管和负载并联，故称为并联型稳压电路。,32,稳压管的使用,由于稳压管工作在反向击穿区，使用时其正极必须接电源的负极，其负极必须接电源的正极。若接反，相当于电源短路，电流过大会使稳压管过热烧坏。,使用中，稳压管可串联使用，但不允许并联使用，这是因为并联后会造成各管的电流分配不均，使电流分配大的稳压管过载而损坏。,33,