電工學少學時唐介第8半導體器件、直流穩(wěn)壓電源(編輯修改稿)
2025-05-27 01:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)壓管正常工作時加反向電壓 使用時要加限流電阻 穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用 。 U I O 一、 穩(wěn)壓二極管 利用二極管的反向特性工作 曲線越陡，電壓越穩(wěn)定 穩(wěn)壓誤差 Uo IZ DZ R I0 I UI RL 3. 穩(wěn)壓過程分析 )( 00 IIRUIRUU ZII ?????當電源電壓波動時： ?IU ?? 0U ?? ZU ??? ZI ?? IR ?? 0U當負載電流波動時： ↑0I ?? IR ↓U→ 0電阻的作用 限 制穩(wěn)壓管電流不會超過 maxZIRUUI I 0??起到電壓調(diào)節(jié)作用。 ↓→ 0I穩(wěn)壓二極管的應用舉例 uo iZ DZ R iL i ui RL 5 m A 2 0 m A , V,10m i nm a x???zzzWIIU穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù) : 負載電阻 RL=2KΩ,要求 當輸入電壓由正常值發(fā)生 ?20%波動時負載電壓基本不變 。 解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為 Izmax 。 求： 電阻 R和輸入電壓 ui 的正常值 。 mA25m a x ???LZWz RUIi102521 ???? RUiRu. zWi ——方程 1 令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin 。 mA10m i n ???LZWz RUIi101080 ???? RUiRu. zWi ——方程 2 uo iZ DZ R iL i ui RL 聯(lián)立方程 2， 可解得 ： ??? k50V7518 .R,.u iP217例 例： 電路如圖所示 ， 穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 UZ是 6V， 正向壓降 UD是 ， 求 ： Ui=10V時 各電路 Uo。 uiRLRuiRLRuiRLRuiRLR??? ?? ???? ???uO uOuOuO( )a ( )b( c ) ( d )++++++++光電二極管： 反向電流隨光照強度的增加而上升 。 I U 照度增加 符號 發(fā)光二極管 有正向電流流過時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光，它的電特性與一般二極管類似，正向電壓較一般二極管高，電流為 幾 ~ 幾十 mA 光電二極管 發(fā)光二極管 光電二極管：工作在反向偏置 。 發(fā)光二極管：工作于正向偏置 。 第 11章 直流穩(wěn)壓電源 小功率直流穩(wěn)壓電源的組成 功能： 把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓 u4 uo u3 u2 u1 交流電源 負載 變壓 整流 濾波 穩(wěn)壓 直流穩(wěn)壓電源的組成 交流電 直流電 脈動直流電 平滑直流電 不穩(wěn)定直流電 穩(wěn)定直流電 整流電路的作用 : 將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉较虿蛔兊拿}動的直流電壓。 整流電路 常見的整流電路： 半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。 分析時可把二極管當作理想元件處理： 二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。 整流原理： 利用二極管的單向?qū)щ娦? 單相橋式整流電路 u1 D4 D2 D1 D3 RL uo u2 + － + － + － a T b 正半周 : u2＞ 0， uo= u2 D1和 D3導通 , 工作原理： + － + － + － a T b u1 D4 D2 D1 D3 RL uo u2 負半周 : u2 0， uo=－ u2 D2和 D4導通 , uD3,uD1 uD4,uD2 D1 D3 D2 D4 O ωt uD uo O ωt u2 O ωt uo u2 D4 D2 D1 D3 RL + + － Uo Io = RL ID = 1 2 Io URm =√2 U2 則： ▲ 負載的直流電壓 ： 2200 )(21 UttdS inUU ?? ? ????▲ 負載的直流電流 ： ▲ 二極管的平均電流 ： 每個 二極管只導通半周 ▲ 二極管能承受的最大反向電壓 ： ▲ 選擇二極管的依據(jù) ： 22≥,≥ UUII RDFt?s i n22 U2u ?設(shè)? 整流橋塊 正確使用 ： ~ ~ 輸入交流電壓 + 輸出直流電壓 ~ ~ ~ ~ 交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成份又有交流成份。 濾波電路 濾波電路的作用： 把脈動性比較大的直流電壓變成比較平緩的直流電壓 濾波原理： 濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流 )不能突變的特性 , 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。 工作原理 一 、 電容濾波電路 2u1u1D2D3D4DabC電源電壓上升時，給負載供電的同時也給電容充電。電源電壓下降時，電容放電將儲存的能量輸送給負載，使波形平滑，并使 U0增加 。 LR輸出電壓的脈動程度與平均值 Uo與放電時間常數(shù)RLC有關(guān)。 RLC 越大 ? 電容器放電越慢 ? 輸出電壓的平均值 Uo 越大，波形越平滑。 數(shù)量關(guān)系 ? 2o )~( UU ?oU有所提高 ： 通常取 2o UU ?負載開路時 2o 2 UU ?據(jù) L2)5~3( RTC ?? 選電解電容原則 ： 2)5~3(LTCR ???則 2CN 2 UU ?oDF 21 III ???選二極管原則： 2RmR 2 UUU ??因有沖擊電流流過二極管 適用于：負載電流比較小的電路 當空載時： ???? ?,LR 20 2UU ??22≥,2≥ UUII RDF25)(3LTCRτ ???一般取為了得到比較平直的輸出電壓 電源電壓的周期 二、 電感濾波電路 工作原理 適用于： 負載電流比較大且變化幅度較大的電路。 ? 對直流分量 : XL = 0 相當于短路 , 大部分整流電壓降在 RL上 。 ? 對諧波分量 : f 越高 ,XL越大 ,電壓大部分降在 XL上 。 ? 輸出電壓平均值約為： Uo = u2 D4 D2 D1 D3 RL + + － uo L 三、復式濾波電路 電路 L + + C1 C2 + + RL uo ui
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