模拟电子技术设计课程PPT学习教案.pptx
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1、会计学 1模拟电子技术(jsh)设计课程第一页,共39 页。n n 1 1 设计制作一个学生实验用的 设计制作一个学生实验用的“连续可调直流稳压电源 连续可调直流稳压电源”n n 2 2 主要技术指标与要求:主要技术指标与要求:n n(1 1)输入)输入(shr)(shr)电压在 电压在220V10%220V10%时,输出电压从 时,输出电压从5 5 12V 12V 可调 可调(且尽量向低端扩展 且尽量向低端扩展),输出电流大于,输出电流大于0.5A 0.5A;n n(2 2)输出纹波电压小于)输出纹波电压小于5mV 5mV,稳压系数小于,稳压系数小于510-2 510-2,输出内阻小于,输出
2、内阻小于0.2 0.2 欧;欧;n n(3 3)主要调整元件由晶体管构成;)主要调整元件由晶体管构成;n n 3 3 发挥部分:发挥部分:n n(1 1)具有过流保护、过压保护功能:输出电流超过)具有过流保护、过压保护功能:输出电流超过0.7A 0.7A 时电路自动过流保护,输入 时电路自动过流保护,输入(shr)(shr)交流电压超过 交流电压超过250V 250V 时电路 时电路自动过压保护;自动过压保护;n n(2 2)噪声尽可能低)噪声尽可能低(注:由电路类型分析确定 注:由电路类型分析确定)。第1 页/共39 页第二页,共39 页。二整体(zhngt)思路第2 页/共39 页第三页,
3、共39 页。n n(1 1)电网供电电压交流)电网供电电压交流220V(220V(有效值 有效值)50Hz)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。网电压降低获得所需要交流电压。n n(2 2)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。n n(3 3)脉动大的直流电压须经过滤波)脉动大的直流电压须经过滤波(l(l b)b)电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,电路变成平滑,脉动小的直流
4、电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。保留其直流成份。n n(4 4)滤波)滤波(l(l b)b)后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电 后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给电压表。压输出,供给电压表。第3 页/共39 页第四页,共39 页。交流电压脉动直流电压整流滤波有波纹的直流电压稳压直流电压第4 页/共39 页第五页,共39 页。三模块(m kui)构成第5 页/共39 页第六页,共39 页。变压 整流(zhngli)滤波 稳压 过流、过压保护 输出第6 页/共39 页第七页,共39 页。四模块(m kui)分
5、析第7 页/共39 页第八页,共39 页。1.单相(dn xin)半波整流电路二极管导通,忽略(hl)二极管正向压降,uo=u2u1u2aTbDRLuo二极管截止(jizh),uo=0+io+u2 0 时:u20 时:整流电路第8 页/共39 页第九页,共39 页。输出(shch)电压平均值(Uo),输出(shch)电流平均值(Io):()=pwp2 021t d u Uo o=()pwp 021t d sinw t22 U=p2245.02UU=u1u2aTbDRLuouDioIo=Uo/RL=0.45 U2/RL uo 2 0t第9 页/共39 页第十页,共39 页。二极管上的平均(png
6、jn)电流及承受的最高反向电压:u1u2aTbDRLuouDiouD 2 0tUDRM二极管上的平均电流:ID=IOUDRM=22U承受的最高反向电压:第10 页/共39 页第十一页,共39 页。2.单相(dn xin)全波整流电路u1 u2aTbD1RLuoD2u2io+原理(yunl):+变压器副边中心抽头(chu tu),感应出两个相等的电压u2当u2正半周时,D1导通,D2截止。当u2负半周时,D2导通,D1截止。第11 页/共39 页第十二页,共39 页。输出电压(diny)平均值(Uo),输出电流平均值(Io):u1 u2aTbD1RLuoD2u2iouo2 0t()=pwp 01
7、t d u Uo o=()pwp 01t d sinw t22 UIo=Uo/RL=0.9 U2/RL=p229.02UU=2第12 页/共39 页第十三页,共39 页。二极管上的平均(pngjn)电流及承受的最高反向电压:u1 u2aTbD1RLuoD2u2io二极管上的平均(pngjn)电流:o DI I21=uD2 0tDRM22UU=2二极管承受(chngshu)的最高反向电压:第13 页/共39 页第十四页,共39 页。3.单相(dn xin)桥式整流电路(最终选定)u1u2TD3D2D1D4RLuo组成(z chn):由四个二极管组成(z chn)桥路第14 页/共39 页第十五页
8、,共39 页。+u1u2TD3D2D1D4RLuou2 正半周时电流(dinli)通路D1、D4 导通,D2、D3 截止(jizh)第15 页/共39 页第十六页,共39 页。-+u0u1u2TD3D2D1D4RLu2 负半周时电流(dinli)通路D2、D3 导通,D1、D4 截止(jizh)第16 页/共39 页第十七页,共39 页。u20 时D1,D4 导通D2,D3 截止(jizh)电流通路:a D1 RL D4 bu20 时D2,D3 导通D1,D4 截止(jizh)电流通路:b D2 RL D4 a单相(dn xin)桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形u2D3D2D1 D4RL
9、uoab整流输出电压平均值:Uo=0.9U2负载电流平均值:Io=Uo/RL=0.9 U2/RL 二极管平均电流:ID=Io/2二极管最大反向电压:DRM22UU=u2uD2,uD3 uD1,uD4uo第17 页/共39 页第十八页,共39 页。n n 在单相半波整流、单相全波整流、单相桥式整流中,最终选定为单项桥式整流。主要是因为其输出电压高、纹波电压较小、管子锁承受的最大反向电压较低,同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载,电源变压器得到了充分的利用,效率较高。另外其由四只二极管组成,其构成原则就是保证在变压器副边电压u的整个(zhngg)周期内,负载上的电压和电流始终不变。第18
10、 页/共39 页第十九页,共39 页。滤波电路经过整流后的直流电幅值变化很大,会影响电路的工作性能。可利用电容的“通交流,隔直流”的特性,在电路中并入两个电容作为电容滤波器,滤去其中的交流成分。电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路,在整流电路的输出端(即负载电阻两端)并联一个电容即构成电容滤波电路。滤波电容容量较大,因此一般均采用电解电容,在接线时要注意电解电容的正负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输出电压趋于平滑。如果将两个滤波电容相连接,且连接点接地,就可同时得到输出电压平滑的正负电源。在理想情况下,变压器副边无损耗,二极管导通电压为零,所以电容两端电压相等。而当其上升到峰值
11、后开始(kish)下降,电容便通过负载电阻放电,其电压也开始(kish)下降,趋势与电容两端电压基本相同。第19 页/共39 页第二十页,共39 页。RC 型 滤波器改善滤波特性(txng)的方法:采取多级滤波uoRu2u1C1C2uo1RLRC 型 滤波器将RC 型滤波器中的电阻(dinz)换为电感,变为LC 型滤波器 第20 页/共39 页第二十一页,共39 页。稳压电路并联稳压电源的优缺点并联稳压电源的优点:有过载自保护性能,输出断路时调整管不会损坏。在负载变化小时,稳压性能比较好。对瞬时变化的适应性较好。并联稳压电路的缺点:效率较低,特别是轻负载时,电能(dinnng)几乎全部消耗在限
12、流电阻和调整管上。输出电压调节范围很小。稳定度不易做得很高。其实并联稳压电源的这些优点对于串联稳压电源而言,都可以通过采用一些特殊的电路实现。但是并联稳压电源的这些固有的缺点却很难改进,所以现在普遍使用的都是串联稳压电源。第21 页/共39 页第二十二页,共39 页。串联负反馈稳压电源:由于简易串联稳压电源输出电压 串联负反馈稳压电源:由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节,当需要 受稳压管稳压值得限制无法调节,当需要(xyo)(xyo)改变 改变输出电压时必须更换稳压管,造成电路的灵活性较差;输出电压时必须更换稳压管,造成电路的灵活性较差;同时由输出电压直接控制调整管的工作
13、,造成电路的稳 同时由输出电压直接控制调整管的工作,造成电路的稳压效果也不够理想。所以必须对简易稳压电源进行改进,压效果也不够理想。所以必须对简易稳压电源进行改进,增加一级放大电路,专门负责将输出电压的变化量放大 增加一级放大电路,专门负责将输出电压的变化量放大后控制调整管的工作。由于整个控制过程是一个负反馈 后控制调整管的工作。由于整个控制过程是一个负反馈过程,所以这样的稳压电源叫串联负反馈稳压电源。过程,所以这样的稳压电源叫串联负反馈稳压电源。第22 页/共39 页第二十三页,共39 页。五电路(dinl)初选第23 页/共39 页第二十四页,共39 页。第24 页/共39 页第二十五页,
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