电工与电子技术基础(第二版) 第7章 直流稳压电源
电工与电子技术基础第7章答案
电工与电子技术基础第7章答案第7章直流稳压电源习题参考答案7.1单相半波整流电路如图7.1所示。
已知负载电阻RL＝600Ω，变压器副边电压U2＝20V。
试求输出电压UO、电流的平均值IO及二极管截止时承受的最大反向电压UDRM。
解：U0=0.45U2=0.45某20=9（V）I0= 9U0==15（mA）RL600UDRM=2U2=2某20=28.2（V）7.2有一电压为110V、负载电阻为55Ω的直流负载，采用单相桥式整流电路（不带滤波器）供电。
试求变压器副边电压和输出电流的平均值，并计算二极管的电流ID和最高反向电压UDRM。
如改用半波整流电路，重新计算上述各量。
解：采用单相桥式整流电路时∵U0=0.9U2∴U2=U0110==122（V）0.90.9110=2(A)I0=5511ID=I0=某2=1(A)22UDRM=2U2=2某122=173（V）当采用单相半波整流电路时U2=110U0==244（V）0.450.45110=2(A)I0=55ID=I0=2(A)UDRM=2U2=2某244=346（V）7.3单相桥式整流电路中，不带滤波器，已知负载电阻R＝360Ω，负载电压UO＝90V。
试计算变压器副边的电压有效值U2和输出电流的平均值，并计算二极管的电流ID和最高反向电压UDRM。
解：采用单相桥式整流电路时∵U0=0.9U2∴U2=U090==100（V）0.90.915590=0.25(A)36011ID=I0=某0.25=0.125(A)22I0=UDRM=2U2=2某100=141.2（V）7.4单相桥式整流电路如图7.4所示。
已知负载电阻RL＝360Ω，变压器副边电压U2＝220V。
试求输出电压UO、电流的平均值IO及二极管的电流ID二极管截止和最高反向电压UDRM。
解：U0=0.9U2=0.9某220=198（V）I0=ID=U0198==0.55（mA）RL36011IO=某0.55=0.275(mA)22UDRM=2U2=2某220=311（V）7.5在单相桥式整流电容滤波电路中，若发生下列情况之一时，对电路正常工作有什么影响？①负载开路；②滤波电容短路；③滤波电容断路；④整流桥中一只二极管断路；⑤整流桥中一只二极管极性接反。
电子课件-《电工电子基础知识(第二版)》-A09-1641 第七章 直流电源及晶闸管电路
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
直流电源的组成 单相整流电路 滤波电路 晶闸管 晶闸管单相可控整流电路
第七章 直流电源及晶闸管电路
学习目标
１． 了解直流电源的组成； ２． 掌握单相半波整流电路和单相桥式整流电路的工 作原理； ３． 了解滤波电路； ４． 掌握晶闸管和单相可控整流电路的基本原理。
单相半控桥式整流电路 ａ） 电路 ｂ） 波形
第七章 直流电源及晶闸管电路
１． 电路的组成 如图所示为整流二极管组成的半波整流电路。 ２． 电路工作原理 由此可见，在交流电一个周期内，二极管半个周期导通， 半个周期截止，并且进行周期性的重复。
第七章 直流电源及晶闸管电路
单相半波整流电路的组成与原理 ａ） 电路图 ｂ） u2 波形 ｃ） 整流电压波形 ｄ） 整流电流波形
第七章 直流电源及晶闸管电路
第一节 直流电源的组成
将交流电转变成直流电的过程叫作整流，进行整流的设备 称为整流器，其电路框图如图所示。
整流器的组成框图
第七章 直流电源及晶闸管电路
１． 整流变压器 将交流电 （ 一般是 220V） 转换为所需要的合适的交流 电压值。 ２． 整流电路 将交流电转化为脉动的直流电压。 ３． 滤波电路 可以减小脉动直流电压中的脉动成分，从而得到较为平滑 的直流电压。
第七章 直流电源及晶闸管电路
二、电感滤波器
电感滤波器电路 ａ） 电感滤波器电路 ｂ） 电感滤波器输出电压波形
第七章 直流电源及晶闸管电路
１． 电路工作原理 电感滤波是利用电感的储能作用减小输出电压脉动。 ２． 电感滤波的主要特点 （１） 由于电感自感电动势的作用，输出电流及电压中脉 动成分有所抑制。 （２） 与电容滤波电路相比，电感滤波电路输出电压较低。 （３） 整流二极管导通时间为半个周期，流过二极管的电 流变得更加平滑。 （４） 若想滤波效果更好，必然需要增大电感量，也必然 导致电感元件的质量、体积和成本都相应增加，这对于电子设 备小型化、集成化是不利的因素。
直流稳压电源课件
b
Uo=
2U
=
2
1.4
U2
通常，输出平均电压可 o
ωt
按下述工程估算取值：
D导通 D截止
Uo U2(半波） Uo 1.2U（ 2 全波）
Tr
u1
u2
D+
C RL
uo
⑶ 滤波电容C 的确定
一般要求RL
XC；RL
1 2fC
取 RL
(10~15) 1 2fC
；则
T RLC(3~5) 2
（2） 负载波动 RL Io IR UR Uo IZ UR Uo
通过调节R上的压降来达到稳定输出电压Uo的目的。
09.03.2020
电工基础教学部
26
目录
电工电子技术
3、稳 压管稳 压电路 特点
优点：电路简单，元件少。
缺点：稳压效果不太好，输出电压不可调。
4、稳 压管选择办法
uo
⑵ 输出平均电压Uo
o uD
ωt
1
Uo 2 0
2U2 s intdt
o iD io
ωt
2
09.03.2020
U2 0.45U2
o
电工基础教学部
ωt
5
目录
电工电子技术
输出平均电压 Uo 0.45U2
输出平均电流 Io
⑶ 二极管的选择
0.45U 2 RL
二极管上的平均电流： ID Io
慢，输出电压uo随uC按指数规律缓慢下降。当u2> uC
时C又被充电uo = u2又上升。直到u2<uC，D又截止，
C又放电，如此不断的充电、放电，使输出电压uo脉
电工电子技术与技能第七章《直流稳压电源》教案
电工电子技术及应用第七章《直流稳压电源》教案（7-1）【课题编号】03-07-01【课题名称】整流电路【教学目标】应知：1．整流的概念；2．理解整流电路的工作过程及不同类型的整流电路的优缺点；3．*了解晶闸管可控整流电路。
应会：1．能分析负载上电压的波形，会根据电压波形判断电路的故障点；2．正确计算电压、电流平均值，会根据电路要求选择整流电路元件参数。
【教学重点】整流的概念及意义；整流电路的工作过程分析以及元件参数的选择。
【难点分析】整流电路各点的电压波形分析及元件参数的选择。
【学情分析】根据学生特点，利用“做中教”，让学生在“做”中认识各种整流电路形式，通过“现象”自主探究整流电路特点，并会结合现象分析电路的故障点。
利用多媒体课件将整流电路工作过程形象化，以利于学生的理解。
对于参数的计算，省却繁琐的公式推导过程及原理讲解过程，要求学生会直接根据公式进行简单计算，合理选择元件参数即可。
【教学方法】讲授法、演示法【教具资源】整流二极管，整流桥，0～220V单相可调交流电源，多媒体课件，万用表，双踪示波器。
【课时安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、导入新课直流电源在日常生活中应用很广，它的来源中，除了将其他形式的能直接转化为直流电能外，交流电经整流变为直流电也是直流电源的一种重要的形式。
【多媒体演示】（多媒体演示直流稳压电源稳压流程）引出：交流电能变为直流电的第一个环节-----整流电路二、讲授新课教学环节1：单相半波整流（一）“做中教”——单相半波整流电路实验教师活动：投影单相半波整流电路图，让学生搭建电路。
学生活动：分组实验（1）根据电路图，将一只变压器、一个整流二极管、一个负载电阻连接电路。
（2）闭合开关，用示波器观察交流输入端电压u1、负载两端电压u2的波形，并对波形特点作比较。
（3）用万用表测量交流输入端电压、负载两端电压，比较两者数值关系。
（4）交换二极管的正负极，再次观察比较u 1、u 2波形特点。
电工电子技术课程课件直流稳压电源
R1
~
C
T2 UZ
Uf DZ
R1
R2 RL
R2
放
采
大
样
环
环
节
节
放大环节： 由 晶 体 管 T2 构成的直流 放大电路,其 UO 输 入 电 压 是 采样电压与 基准电压之 差,放大后控 制调整管.
电工电子学(Ⅱ)
串联反馈式稳压电路
2.具有放大环节的串联型稳压电路
基准电压：
T1
Io
由 稳 压 管 DZ
解 U o 0 .4 U 5 0 .4 2 5 9 0 V Tr a
D iD
IoR UL o 795012mA ~
u
b
U D R 2 U M 2 2 2 0 . 2 V 8
uo R
查二极管参数，选用2AP4(16mA,50V)。为了使用安全此 项参数选择应比计算值大一倍左右。
U z I z
6）电压温度系数U
动态电阻越小稳压管稳压效果越好 稳压管受温度变化的影响系数。
电工电子学(Ⅱ)
稳压管及其稳压电路
• 稳压电路构成
1）电源电压波动
U i U 0 ( U 0 U i I R ) I Z I I R U 0 ( U i I R )
L
u1
u2
RL
uo
电感滤波电路
电工电子学(Ⅱ)
其他形式的滤波电路
• 改善滤波特性的方法：采取多级滤波。 L-C 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。
LC – 型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C 型 滤波电路。
RC– 型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤 波电路。
性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。
第7章 直流稳压电源 PPT资料共50页
电工电子技术2
③ 提高输出电压
1 W78×× 3
UI
Ci IQ 2 CO
U R1 UO
R2
UOU（UR1 IQ)R2
（1+R2 R1
)U
R2IQ
（1+
R2 R1
)U
UOUUZ
1
3
W78××
UI
Ci IQ 2 CO
U R UO
UZ
25
23.09.2019
2.5k R4 U2 R1 500
∞
RP1 RP UO
电工电子技术2
7.1.2 滤波电路
u1
Tr
i2 D4
u2
D1 D3
uO
iD1
uD1
0
D2 C
iC RL
iO uO iD1
iO a θ
b c
d
2π
3π t
二极管导通角: 180
二极管电流: I D
1 2
IO
0
2π
3π t
二极管承受的最大反向电压:
UDRM 2U2
10
23.09.2019
反向工作峰值电压为50V。
(2) 选择滤波电容器
取 RLC = 5 T/2
150 RLC5 2 0.05S
已知 RL = 200 C0.050.05250106F250μF
R L 200
可选用C=250F，耐压为50V的电解电容器
14
23.09.2019
主讲：陈国联
电工电子教学中心
电工电子教学中心
电工电子技术2
第7章 直流稳压电源
7.1 整流、滤波和稳压电路 7.2 可控整流电路
电工与电子技术知识点
《电工与电子技术基础》教材复习知识要点第一章：直流电路及其分析方法复习要点基本概念：电路的组成和作用；理解和掌握电路中电流、电压和电动势、电功率和电能的物理意义；理解电压和电动势、电流参考方向的意义；理解和掌握基本电路元件电阻、电感、电容的伏－安特性，以及电压源（包括恒压源）、电流源（包括恒流源）的外特性；理解电路（电源）的三种工作状态和特点；理解电器设备（元件）额定值的概念和三种工作状态；理解电位的概念，理解电位与电压的关系。
基本定律和定理：熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律和欧姆定理及其应用，特别强调Σ I=0和Σ U=0时两套正负号的意义，以及欧姆定理中正负号的意义。
分析依据和方法：理解电阻的串、并联，掌握混联电阻电路等效电阻的求解方法，以及分流、分压公式的熟练应用；掌握电路中电路元件的负载、电源的判断方法，掌握电路的功率平衡分析；掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理和电源等效变换等方法分析、计算电路；掌握电路中各点的电位的计算。
基本公式：欧姆定理和全欧姆定理Rr E I R U I +==0, 电阻的串、并联等效电阻212121,R R R R R R R R +=+=串串 KCL 、KVL 定律0)(,0)(=∑=∑u U i I 分流、分压公式U R R R U U R R R U I R R R I I R R R I 2122211121122121,;,+=+=+=+= 一段电路的电功率ba ab I U P ⨯= 电阻上的电功率R U R I I U P 22=⨯=⨯= 电能tP W ⨯=难点：一段电路电压的计算和负载开路（空载）电压计算，注意两者的区别。
常用填空题类型：1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。
2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω，相并联时的等效电阻为 16 Ω。
3.戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络都可以用一个等效的 电压 源来表示。
电子技术基础第7章直流稳压电源课件
(1) 负载的电流
IO
UO RL
12 4
mA
3mA
R 两端的电压 UR UI UO (3012)V 18V
通 过R的电流
IR
UR R
18 2
9mA
稳压管的电流 Iz IR IO 6mA
(2) 变压器副边电压的有效值
U2
UI
1.2
30 V 1.2
25V
(3) 二极管的平均电流
ID
1 2
UDRM 2 3U 2 2.45U 2 1.05U 0
常用的整流电路比较
名称
单相半波 单相全波 单相桥式 三相半波 三相桥式
负载 直流 电压
0.45U2 0.9U2
每个管 子承受 的最大 反向电 压
1.41U2
2.82U2
选择管子的参数
每个管 子的平 均电流
Io
0.5 Io
每个管子 承受的最 大反向电 压
Uf R2 Rp2 UO R1 R2 Rp
（2）基准电压环节：它是由稳压管DZ和限 流电阻R3构成的电路中获得，即取稳压管的电 压UZ，它是一个稳定性较高的直流电压，作为 调整、比较的标准。
（3）比较放大电路：由三极管T2构成，它 将取样电压Uf和基准电压UZ比较产生的差值电 压放大后去控制调整管T1的压降UCE1。
~220V
u2
uL
（1）
变压器副绕组电压有效值为
U 2 Uo / 0.9 26.6V
每个二极管承受的最高反向电压为 U DRM 2U 2 2 26.6 37.6V
流过每个二极管的电流平均值为
ID
IL 2
U0 2RL
24 2 50
0.24 A
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当副边电压u2为负半周时，二极管
Tr
a
D4 D1 RL
u2
t u0
D 1 、D 3 导通
~
u1
Tr
u2
D3
u0
0
b a
D4
D2
D 2 、D 4 导通
D 1 、D 3 导通
D 2 、D 4 导通
~
u1 t
u2 b
D2RLu00T4. 参数计算
1 π U o 2Usin td( t ) 0.9U 2 π ο Uo (2) 整流电流平均值 Io Io RL
桥式整流电路的外观和内部结构
排桥KBP306
各种形式的桥 式整流桥外形
例1：有一单相桥式整流电路，已知负载电阻RL=300Ω，
要求输出电压UO=90V，交流电源电压为220V。求整流变 压器副边电压U2，计算整流二极管通过的电流ID和所承受 的最高反向电压UDRM，并选择整流二极管。 【解】 I 1 I 1 U O 1 90 1.5 (A) D O 2 2 RL 2 300
~
+ u 2 _
D2 D3
D1
D4
+ RL uo _
如果D2或D4接反 则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流 经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因 此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。
如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1 或D3也将因电流过大而烧坏。
~
+ u2 _
D2
D1
u2
+ o RL uo _ uo
o
π 2π 3π
4π
t
D3
D4
π 2π 3π 4π 解：当D2或D4断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导 通，负载中有电流过，负载电压uo=u2；负半周时， D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压， uo =0。
t
7.2.1 电容滤波器
1. 电路结构 io D i a 2U ic + + O + u u2 C RL o = uC uo – –
2
3. 工作波形 u2
动画
t
b O 2. 工作原理 t u2 >uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的 同时也给电容充电， uC 增加，uo= uC 。 u2 <uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电， uC按指数规律下降， uo= uC 。
第7章 直流稳压电源
7.1 整流电路 7.2 滤波器 7.3 直流稳压电源 7.4 晶闸管及整流电路
第7章 直流稳压电源
本章要求：
1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及
参数的计算; 2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作 原理; 3. 了解集成稳压电路的性能及应用。
第7章 直流稳压电源
7.2 滤波器
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，
其中既有直流成份又有交流成份。 滤波原理：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, 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。
方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串 联)。
小功率直流稳压电源的组成
变压 交流电源
u1 u2 u3 u4
整流
滤波
稳压 负载
uo
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。
7.1 整流电路
整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 整流原理： 利用二极管的单向导电性 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。 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。
7.1.1 单相半波整流电路
1. 电路结构 Tr a + u2 –
D io RL + uo – 3. 工作波形 u2
2U 2
O
动画
t
b 2. 工作原理 u2 正半周，Ua>Ub， 二极管D导通； u2 负半周，Ua< Ub， 二极管D 截止 。
uo
2U 2
uD
O
O
t t
2U2
4. 参数计算
(3) 流过每管电流平均值 ID
(1) 整流电压平均值 Uo
1 I D Io 2
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM
U DRM 2U 2
桥式整流电路的优点：
(1) 输出直流电压高； (2) 脉动较小； (3) 二极管承受的最大反向电压较低； (4) 电源变压器得到充分利用。 目前，半导体器件厂已将整流二极 管封装在一起，制成单相及三相整流 桥模块，这些模块只有输入交流和输 出直流引线。减少接线，提高了可靠 性，使用起来非常方便。
二极管承受的最高反向电压为 U DRM 2 2U 2 。
2U 2
4. 电容滤波电路的特点 (1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。 RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。 为了得到比较平直的输出电压
T 一般取τ RLC (3 5) 2
UO 90 U2 100 0.9 0.9
U DRM 100 V
(V)
(V)
UDRM 2U2 2 100 141
I D 1.5 A
可选用二极管2CZ56E，其最大整流电流IOM为 3A，反向工作峰值电压URM为300V。
例2： 试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4 断 开时负载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？ 如果D2 或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？
选管时应满足： IOM ID ， URM UDRM
7.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构 桥式整流电路的四种画法：
Tr
a u2 b
RL
~ u1
uO
~
u2
RL
uO
~
u2
RL
uO
~
u2
RL
uO
2. 工作原理
在变压器副边电压u2为正半周时， 二极管D1、D3导通，而二极管D2、D4截止。
D2、D4导通，而二极管D1、D3截止。
(T — 电源电压的周期)
(1) 整流电压平均值 Uo
1 π UO 2U 2sin td( t )=0.45U 2 2π ο
(2) 整流电流平均值 Io (3) 流过每管电流平均值 ID
Uo Io RL
I D Io
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM U DRM 2U 2
5. 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择 整流二极管的主要依据。