模塊六：二極管與簡(jiǎn)單直流電源1.簡(jiǎn)單直流電源的基本結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單直流電源一般由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等四部分組成。（a）常用小功率直流電源外形圖模塊六：二極管與簡(jiǎn)單直流電源（b）小功率直流電源的結(jié)構(gòu)框圖1.4單相整流電路

to

2

3

u2

to

2

3

uO

to

2

3

iD=iO

to

2

3

uD1.5.單相半波整流電路DRL~220V+uｏ–u2iD=iO–uD+1.5.1單相半波整流電路+uo

RLio+u2

u1+uo

ioRLD4D3D2D1u2u1D4D1D2D3+u2

RL+uo

iou1D3D1D2D4+u2

RL+uo

iou1一、橋式整流電路（幾種畫法）1.5.2單相橋式全波整流電路二、橋式整流電路工作原理RLioD4D3D2D1+u2

+uo

承受反壓截止+u1

u2正半周：D1和D3導(dǎo)通，D2和D4截止。RLD4D3D2ioD1+u2

+uo

u2負(fù)半周：+u1

承受反壓截止D2和D4導(dǎo)通,D1和D3截止。1.波形輸入負(fù)半周D3RLD4D2D1u1u2+uo

+

ioioRLD4D3D2D1+

u2u1+uo

輸入正半周

to

to

to

to

2

3

2

3

2

2

3

3

uOu2uDiD=iOD2、4D1、3D1、3D2、42.參數(shù)估算1)

整流輸出電壓平均值2)

二極管平均電流3)

二極管最大反向壓

to

to

to

to

2

3

2

3

2

2

3

3

uOu2uDiD=iO例1.5.1

已知負(fù)載電阻RL=50,負(fù)載電壓UO=100V。今采用單相橋式整流電路，交流電源電壓為220V。根據(jù)電路要求選擇二極管。解：負(fù)載電流每個(gè)二極管通過的平均電流變壓器二次側(cè)電壓的有效值為考慮到變壓器二次側(cè)繞組及管子上的壓降，變壓器二次側(cè)電壓一般要高出（5~10%）U2，即1111.1122V?？蛇x用2CZ12D二極管，其最大整流電流為3A，反向工作峰值電壓為300V。1.4.3

常用的整流組合元件1.半橋堆D2D1~內(nèi)部接線RL+u2

+u2

與變壓器、負(fù)載的接線~~+1/2QL1.5A200~~+2CQA外型型號(hào):

1/2QL(額定正向整流電流)A(最高反向峰值電壓)2.全橋堆內(nèi)部接線型號(hào):QA(額定正向整流電流)A(最高反向峰值電壓)D4D1D2D3~+-+

~電路符號(hào)外型~~+-~~+QL0.5A200-QL0.1A1001.5濾波電路io

+

uo=uc

RLD1D4D3D2

+u2

+u1

1.電路和工作原理電容充電電容放電C

u2正半周D1和D3導(dǎo)通，給C充電,u2達(dá)到最大值時(shí)，C兩端電壓充到最大值。當(dāng)u2從最大值開始下降時(shí)，D1和D3截止，C向RL

放電。經(jīng)C

濾波后

uo

的波形變得平緩,平均值提高。1.5.1電容濾波電路2.波形及輸出電壓當(dāng)RL=∞

時(shí)（C沒有放電回路）:0tuO

2

當(dāng)RL

為有限值時(shí):此時(shí)

UO=1.2U2RC越大（C放電越慢）UO

越大。RL=∞為獲得良好濾波效果,一般取:(T

為輸入交流電壓的周期)（半波整流

UO=U2）例1.5.1

單相橋式電容濾波整流,交流電源頻率f=50Hz,負(fù)載電阻RL=40?,要求直流輸出電壓UO=20V,選擇整流二極管及濾波電容。解：1.選二極管可選:

2CZ55C(IOM=1A，UDRM=100V)或1A、100V

整流橋。電流平均值:承受最高反壓：2.選濾波電容可選：

1000

F,耐壓50V的電解電容1.5.2電感濾波整流后的輸出電壓：直流分量被電感L

短路（

L=0）,交流分量主要降在L上。頻率越高，電感越大，濾波效果越好。RLL~+u2

+uO

一般：UO=0.9U2濾波的類型：電容濾波、電感濾波、LC復(fù)合型濾波當(dāng)電感線圈的電流發(fā)生變化時(shí),要產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。然后又經(jīng)過電容再一次濾波，得到更為平直的輸出電壓。下一頁(yè)返回1.5.3復(fù)式濾波1.6

穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路1.7.1穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的工作原理1.7.2穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路元件的選擇1.6.1穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的工作原理RLCRIRIZDZ+UL

+UC

++u

IL+

UR穩(wěn)壓電路引起電壓不穩(wěn)定的原因交流電源電壓的波動(dòng)負(fù)載電流的變化交流電源電壓增加—整流輸出電壓UC增加—負(fù)載電壓增加—穩(wěn)壓管的電流IZ顯著增加—限流電阻R上的壓降增加—負(fù)載電壓保持基本不變。1.負(fù)載電阻RL不變，交流電源電壓波動(dòng)時(shí)穩(wěn)壓過程RLCRIRIZDZ+UL

+UC

++u

IL+

URuUC

ULIZIRURUL2.電源電壓不變，負(fù)載電流變化時(shí)穩(wěn)壓過程RLCRIRIZDZ+UL

+UC

++u

IL+

URRLILULIZIRUR電源電壓保持不變，負(fù)載電流增大—電阻R上的壓降增大—負(fù)載電壓下降—穩(wěn)壓管電流顯著減小—通過電阻R的電流和電阻上的壓降保持近似不變—負(fù)載電壓近似不變。1.8.3穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路元件的選擇穩(wěn)壓管選擇：一般取UZ=UL

IZmax=2ILmax整流濾波后的電壓：UC=(2~3)UL限流電阻R的選擇：限流電阻R的功率：選擇穩(wěn)壓管2CW18（UZ=10~12V,IZ=5mA,IZmax=20mA）例1.6.1

某穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，負(fù)載電阻RL

由開路變到2k?，交流經(jīng)整流濾波后的電壓UC=30V。設(shè)UC的變化范圍為±10%，負(fù)載電壓UL=10V，試選擇穩(wěn)壓管和限流電阻R。解：

負(fù)載電流選擇1.5k?選擇1.5k?、1W的電阻1.6.4三端集成穩(wěn)壓器1.

三端固定輸出正穩(wěn)壓器W78××系列三端:

電壓輸入端、電壓輸出斷、公共接地端。輸出正即輸出正電壓。2.

三端固定輸出負(fù)穩(wěn)壓器W79××系列輸出負(fù)即輸出負(fù)電壓。5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V78、79系列的型號(hào)命名輸出電流78L

××/79L××—輸出電流100mA78M××/9M××—輸出電流500mA78××/79××—輸出電流1.5A輸出電壓例如:W7805輸出5V，最大電流1.5AW78M05輸出5V，最大電流0.5A封裝W7805132UIUOGNDW7905132UIUOGND符號(hào)W7800++213W790013_2_塑料封裝金屬封裝3123.W78××系列三端固定式集成穩(wěn)壓電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)+UI

取樣電路調(diào)整電路保護(hù)電路基準(zhǔn)電壓比較放大啟動(dòng)電路+UO

4、W78××、W79××系列三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路（1）輸出固定電壓的穩(wěn)壓電路Uo=12VW7812123Co++UiCi抵消輸入長(zhǎng)接線的電感效應(yīng)，防止自激改善負(fù)載的暫態(tài)響應(yīng),消除高頻噪聲Ci:0.1~1FCo:1FUo

W78××123Co++UiCiUo

W79××321Co++UiCiW78××系列W79××系列27一月20261.7晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理主要要求：

1、理解晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2、理解晶閘管的伏安特性3、掌握晶閘管的主要參數(shù)和型號(hào)4、掌握晶閘管的檢測(cè)27一月20261.7.1

晶閘管的基本結(jié)構(gòu)晶閘管的外型螺旋式平板式塑封式27一月2026晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號(hào)a.晶閘管的結(jié)構(gòu)b.晶閘管的符號(hào)c.晶閘管的內(nèi)部等效電路陽極陰極門極27一月20261.7.2

晶閘管的工作特性27一月20261.7.2

晶閘管的工作原理1.正向阻斷：晶閘管加正向陽極電壓（不超過額定電壓），門極斷開，晶閘管正向電流很小，晶閘管不導(dǎo)通。27一月20261.7.2

晶閘管的工作原理2.硬開通：不加控制極電壓，晶閘管的陽極增加到一定程度，晶閘管也會(huì)導(dǎo)通。注意多次硬開通會(huì)造成晶閘管永久損壞27一月20261.7.2

晶閘管的工作原理3.觸發(fā)導(dǎo)通：晶閘管同時(shí)在正向陽極電壓與正向門極電壓作用下，晶閘管導(dǎo)通。27一月20261.7.2

晶閘管的工作原理4.已導(dǎo)通的晶閘管在正向陽極電壓作用下，門極失去控制作用。27一月20265.晶閘管關(guān)斷：晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，當(dāng)流過晶閘管的陽極電流小于維持電流時(shí)，晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。1.7.2

晶閘管的工作原理27一月20261.7.2

晶閘管的工作原理6.反向阻斷：晶閘管在反向陽極電壓作用下，不論門極有無電壓，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。1.晶閘管像二極管一樣，具有單向?qū)щ娦浴＞чl管電流只能從陽極流向陰極。結(jié)論3.晶閘管與二極管不同，它還具有正向?qū)ǖ目煽靥匦?。?dāng)僅加上正向陽極電壓時(shí)，元件還不能導(dǎo)通，這是稱為正向阻斷狀態(tài)。只有同時(shí)還加上一定的正向門極電壓、形成足夠的門極電流時(shí)，晶閘管才能正向?qū)?。而且，一旦?dǎo)通之后，撤掉門極電壓，導(dǎo)通仍然維持。2.若加反向陽極電壓，晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)，只有極小的反向電流。27一月20261.7.3

晶閘管的陽極伏安特性/v27一月20261.7.4晶閘管的主要參數(shù)1.額定正向平均電流IF是指環(huán)境溫度不高于40℃和標(biāo)準(zhǔn)散熱及全導(dǎo)通的條件下，在電阻性負(fù)載電路中，晶閘管可以連續(xù)通過工頻正弦半波電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。也稱通態(tài)平均電流。2.維持電流IH在規(guī)定環(huán)境溫度下，控制極開路后，維持晶閘管正繼續(xù)導(dǎo)通的最小電流。27一月20263.正向重復(fù)峰值電壓UFRM在晶閘管控制極開路且正向阻斷情況下，可以重復(fù)加在晶閘管上的正向峰值電壓UFRM，通常規(guī)定UFRM為正向轉(zhuǎn)折電壓UBO的80%。4.反向重復(fù)峰值電壓URRM在晶閘管控制極開路時(shí)，可以重復(fù)加在晶閘管上的反向峰值電壓URRM，通常規(guī)定UFRM為反向擊穿電壓URM的80%。1.3.4晶閘管的主要參數(shù)通常將UFRM和URRM中較小者作為晶閘管的額定電壓，選用晶閘管時(shí)，晶閘管的額定電壓應(yīng)為晶閘管正常工作時(shí)峰值電壓的2—3倍。判別管腳：萬用表置于歐姆[×10]或[×1]檔，測(cè)量晶閘管任意兩腳間的正反向電阻，當(dāng)指示為低阻值時(shí)，黑表筆所接的是控制極g，紅表筆所接的是陰極k，余下的一個(gè)腳為陽極a，其他情況下阻值均應(yīng)為無窮大，否則該管可能是壞的；1.3.4晶閘管的檢測(cè)27一月2026

觸發(fā)檢測(cè)：萬用表置于歐姆[×10]或×1]檔，將黑表筆接陽極a，紅表筆接陰極k，萬用表應(yīng)指示為不通（零偏）；此時(shí)如果讓控制極g

接觸一下黑表筆，萬用表

應(yīng)指示導(dǎo)通（接近滿偏）；即使斷開控制極g，只要陽極a

和陰極k

保持與表筆接觸，就能一直維持導(dǎo)通狀態(tài)。如果上述測(cè)量過程不能順利進(jìn)行，說明該管是壞的。1.7.4晶閘管的檢測(cè)27一月202627一月20261.8

單結(jié)晶體管

主要要求：

理解單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理了解單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的組成及應(yīng)用27一月20261.8.1單結(jié)晶體管1.結(jié)構(gòu)a結(jié)構(gòu)b符號(hào)c等效電路27一月2026a測(cè)試電路b伏安特性曲線當(dāng)E極開路時(shí)，圖中A點(diǎn)與b1間的電壓為式中η為單結(jié)晶體的分壓比，它由管子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，其值一般在0.3~0.8之間。2.伏安特性27一月2026a測(cè)試電路b伏安特性曲線2.伏安特性

1.截止區(qū)（OP段）：接上外加電源UEE，調(diào)整RP使UE由零逐漸加大，在UE<UA+UD=ηUBB+UD時(shí)（UD為等效二極管的正向壓降），二極管因反偏而截止，發(fā)射極僅有很小的漏向電流流過。E與B1間呈現(xiàn)很大的電阻，管子處于截止?fàn)顟B(tài)，這段區(qū)域稱。27一月2026

峰點(diǎn)P:當(dāng)UE升高到UE=ηUBB+UD時(shí)，達(dá)到圖b中P點(diǎn)，二極管開始正偏而導(dǎo)通。IE隨之開始增加。P點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的發(fā)射極電壓UP和電流IP分別稱為單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓和峰點(diǎn)電流。顯然，峰點(diǎn)電壓為a測(cè)試電路b伏安特性曲線2.伏安特性27一月2026a測(cè)試電路b伏安特性曲線2.伏安特性2.負(fù)阻區(qū)（P點(diǎn)到V點(diǎn)）：UE隨IE的增大而減小動(dòng)態(tài)電阻