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1、第十章 直流电流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u u4 4u uo ou u3 3u u2 2u u1 1交流电源交流电源交流电源交流电源负载负载负载负载稳压稳压滤波滤波整流整流变压变压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:将交流电压转变为脉动的直流电压将交流电压转变为脉动的直流电压将交流电压转变为脉动的直流电压将交流电压转变为脉动的直流电压 常见的整流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等半波、全波、桥式和
2、倍压整流；单相和三相整流等半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等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利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性u uD DO O一、单相整流电路（2 2）工作波形工
3、作波形工作波形工作波形（1 1）电路结构电路结构电路结构电路结构 +a aTrTrD Du uo ou ub bR RL Li io ou u t tO OO Ou u=1 1、半波整流、半波整流、半波整流、半波整流（3 3）参数计算参数计算参数计算参数计算(1)(1)整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值 U Uo o(2)(2)整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值 I Io o（4 4）整流二极管的选择整流二极管的选择整流二极管的选择整流二极管的选择 平均电流平均电流平均电流平均电流 I I I ID D 与最高反向电压与最高反向电压与最高反向电压与最
4、高反向电压 U UDRMDRM 是选择整流二是选择整流二是选择整流二是选择整流二极管的主要依据。极管的主要依据。极管的主要依据。极管的主要依据。选管时应满足：选管时应满足：选管时应满足：选管时应满足：I IF F 1.11.1I IOO，U URMRM 1.11.1 2 2、单相桥式整流电路单相桥式整流电路单相桥式整流电路单相桥式整流电路（2 2）工作波形工作波形工作波形工作波形（1 1）电路结构电路结构电路结构电路结构u uD D t t t tu u四只管子如何接？四只管子如何接？（3 3）估算）估算）估算）估算（4 4）二极管的选择二极管的选择二极管的选择二极管的选择考虑到电网电压波动范
5、围为考虑到电网电压波动范围为10，二，二极管的极限参数应满足：极管的极限参数应满足：（5 5）参数计算参数计算参数计算参数计算1)1)整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值 U Uo o2)2)整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值 I Io o3)3)流过每管电流平均值流过每管电流平均值流过每管电流平均值流过每管电流平均值 I ID D4)4)每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压 U UDRMDRMRLUORLUOI9.0o=（6 6）简化画法简化画法简化画法简化画法+u uo o R RL Li io
6、o+u u2 2 （7 7）整流桥）整流桥）整流桥）整流桥把四只把四只把四只把四只二极管封装二极管封装二极管封装二极管封装在一起称为整流桥在一起称为整流桥在一起称为整流桥在一起称为整流桥 例1：试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管D D2 2 或或或或D D4 4 断开时负载断开时负载断开时负载断开时负载电压的波形。电压的波形。电压的波形。电压的波形。如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4 接反，后果如何？接反，后果如何？接反，后果如何？接反，后果如何？如果如果如果如果D D2 2 或或或或
7、D D4 4因击因击因击因击穿或烧坏而短路，后果又如何？穿或烧坏而短路，后果又如何？穿或烧坏而短路，后果又如何？穿或烧坏而短路，后果又如何？u uo o+_ _ u u+_ _R RL LD D2 2D D4 4 D D1 1D D3 3解：当解：当解：当解：当D D2 2或或或或D D4 4断开后断开后断开后断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，电路为单相半波整流电路。正半周时，电路为单相半波整流电路。正半周时，电路为单相半波整流电路。正半周时，D D1 1和和和和D D3 3导通，负载导通，负载导通，负载导通，负载中有电流中有电流中有电流中有电流过，负载电压过，负载电压过，负载电压过，
8、负载电压u uo o o o=u u；负半周时，负半周时，负半周时，负半周时，D D1 1和和和和D D3 3截止，负载截止，负载截止，负载截止，负载中无电流通中无电流通中无电流通中无电流通过，负载两端无电压，过，负载两端无电压，过，负载两端无电压，过，负载两端无电压，u uo o o o =0=0=0=0。u uo o u u 2 2 2 2 3 3 3 34 4 4 4t t t t 2 2 2 23 3 3 34 4 4 4o oo o 如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4接反接反接反接反 则正半周时，二极管则正半周时，二极管D1、D4或或D2、D3导通，电流经导通，电流经D
9、1、D4或或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或或D2、D3将被烧坏。将被烧坏。如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与则正半周时，情况与D2或或D4接反类似，电源及接反类似，电源及D1或或D3也将也将因电流过大而烧坏。因电流过大而烧坏。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3三、滤波电路三、滤波电路（1）工作原理）工作原理1.电容滤波电路电容滤波电路滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。考虑变压器和整流电
10、路的内阻考虑变压器和整流电路的内阻 C 越大，越大，RL越大，越大，放电放电 将越大，曲线越平滑，脉动越小。将越大，曲线越平滑，脉动越小。内阻使内阻使（2 2）二极管的导通角）二极管的导通角导通角导通角无滤波电容时无滤波电容时。有滤波电容时有滤波电容时 UCES iB 0 Q点位置对波形非线性失真的影响点位置对波形非线性失真的影响 Q点设置在什么地方点设置在什么地方,能使电路不失真输出电压能使电路不失真输出电压Uom(max)最大最大?Q点应设置在放大区内负载线的中点点应设置在放大区内负载线的中点直流通路直流通路直流负载线与交流负载线直流负载线与交流负载线直流负载线方程直流负载线方程交流负载线
11、过交流负载线过Q点点,且满足且满足交流通路交流通路 交流负载线的画法交流负载线的画法 ui=0 时时,交流负载线必过交流负载线必过Q点点 由交流负载线方程由交流负载线方程,得到斜率得到斜率画法画法II(已知两点已知两点)交流负载线必过交流负载线必过Q点点 求交流负载线与横坐标的交点求交流负载线与横坐标的交点画法画法I:(已知点与斜率已知点与斜率)说明说明 对于直接耦合放大电路对于直接耦合放大电路,直流与直流与交流负载线重合交流负载线重合 对于阻容耦合放大电路对于阻容耦合放大电路,只有在只有在空载情况下空载情况下,两条直线才重合两条直线才重合 带载带载RL后后,ui 不变不变,由于交流由于交流负
12、载线斜率变陡负载线斜率变陡,所以所以 uo变小变小,从而导致从而导致电压放大倍数变小电压放大倍数变小,最最大不失真输出电压也变小大不失真输出电压也变小 例例P93 1)分析基本共射电路静态工作点从分析基本共射电路静态工作点从Q1到到Q2,从从Q2到到Q3,从从Q3到到Q4时时,分别由电路中哪分别由电路中哪 个参数变化造成的个参数变化造成的?2)静态工作点静态工作点Q1,Q2,Q3,Q4,哪种情况下容易产生截止失真哪种情况下容易产生截止失真,饱和失真以及出现最大不失真输出电压饱和失真以及出现最大不失真输出电压?输出是以输出是以Q点为中心点为中心,在负载线上移动在负载线上移动Q4点下电路的最大不失
13、点下电路的最大不失真输出电压最大真输出电压最大求负载线与横求负载线与横,纵坐标纵坐标的交点的交点3)静态工作点静态工作点Q4时时,集电极电源集电极电源 VCC=?集电极电阻集电极电阻 Rc=?v 晶体管特性的非线性导致电路分析变得复杂晶体管特性的非线性导致电路分析变得复杂v 等效电路法等效电路法是将晶体管的非线性模型线性化是将晶体管的非线性模型线性化v 同一只晶体管有不同的等效模型同一只晶体管有不同的等效模型.这里只介绍两种这里只介绍两种晶体管的等效模型晶体管的等效模型直流模型直流模型:分析静态工作点分析静态工作点交流模型交流模型(h参数等效模型参数等效模型):分析低频分析低频小信号下小信号下
14、,电路的动态参数电路的动态参数 静态工作点(ui=0)输入回路输入回路管子状态管子状态输出回路输出回路阻容耦合共射放大电路IBQICQ 简化的简化的h参数等效模型参数等效模型 rbe 与与Q点有关点有关 3.共射电路动态参数的分析共射电路动态参数的分析(电压放大倍数电压放大倍数,输入输入 输出电阻输出电阻)基本共射放大电路交流通路(P101)例例2.3.2 求解电压放大倍数求解电压放大倍数,输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻1.求求Q点点 求求ICQ 以计算以计算 rbe 求求UCEQ 以确定晶体以确定晶体管是否工作在放大区管是否工作在放大区(P101)例例2.3.2 求解电压放大倍数求解电压放大倍数,输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻2.求动态参数求动态参数(P102)例例2.3.3 求动态参数求动态参数(关键是画出交流等效电路关键是画出交流等效电路)1.求求Q点点2.求动态参数求动态参数 输入电阻与信输入电阻与信号源内阻无关号源内阻无关 输出电阻与负输出电阻与负载无关载无关(P102)例例2.3.3 求解电压放大倍数求解电压放大倍数,输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻(P102)例例2.3.3 若信号源有内阻若信号源有内阻,求解求解Aus