《新能源汽車電力電子技術(shù)》課件-任務(wù)2 模擬電路

項(xiàng)目三電子基礎(chǔ)PART031.了解模擬電路的類型。2.掌握整流電路作用、類型、組成及原理。3.掌握穩(wěn)壓電路作用、類型、組成及原理。4.掌握放大電路作用、類型及組成。5.掌握濾波電路作用、類型、組成及原理。任務(wù)目標(biāo)一、整流電路（一）半波整流電路1.電路組成及工作原理（1）組成。半波整流電路是最簡(jiǎn)單的整流電路，這里介紹單相半波整流電路，其主要由整流變壓器T、二極管V及負(fù)載電阻RL組成。任務(wù)2模擬電路變壓器把市電電壓（多為220V）變換為所需要的交變電壓U2，再把交流電變換為脈動(dòng)直流電。為了突出主要問(wèn)題，認(rèn)為二極管均為理想二極管，即正向電阻為零、反向電阻無(wú)窮大、管壓降為零。設(shè)變壓器二次電壓為：任務(wù)2模擬電路（2）工作原理。①當(dāng)輸入電壓為正半周時(shí)，二極管正向?qū)?，則負(fù)載上的電壓、流過(guò)負(fù)載的電流和流過(guò)二極管的電流分別為任務(wù)2模擬電路②當(dāng)輸入電壓為負(fù)半周時(shí)，二極管反向截止，則負(fù)載上的電壓、流過(guò)負(fù)載的電流和流過(guò)二極管的電流分別為：任務(wù)2模擬電路2.輸出電壓與輸出電流設(shè)在一個(gè)周期內(nèi)，整流輸出電壓的平均值為UL，流過(guò)負(fù)載的電流平均值為IL，則UL、IL分別為：任務(wù)2模擬電路（二）全波整流電路1.電路組成以及工作原理（1）組成。全波整流電路是由次級(jí)具有中心抽頭的電源變壓器、兩個(gè)整流二極管和負(fù)載電阻組成的。任務(wù)2模擬電路（2）工作原理。設(shè)u1為正半周時(shí)，圖中A端為正，B端為負(fù)，則A端電位高于中心插頭C處電位，B端要低于C處。二極管V1導(dǎo)通，V2截止，電流iv1自A端經(jīng)二極管V1流過(guò)負(fù)載RL到C端。當(dāng)u1為負(fù)半周時(shí)，正好相反，V2導(dǎo)通，V1截止，電流iv2自B端經(jīng)二極管V2流過(guò)負(fù)載RL到C處，電流iv1和iv2疊加形成全波脈動(dòng)直流電流iL，在負(fù)載上得到全波脈動(dòng)直流電壓uL，如下圖所示。任務(wù)2模擬電路任務(wù)2模擬電路2.負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流由于全波整流電路的負(fù)載RL上得到的是全波脈動(dòng)直流電壓，所以它的輸出電壓比半波時(shí)增加一倍，即任務(wù)2模擬電路（三）橋式整流電路1.單相橋式整流電路（1）組成與工作原理。單相橋式整流電路由變壓器、四只接成電橋形式的二極管和負(fù)載電阻組成。任務(wù)2模擬電路（2）輸出電壓與輸出電流。負(fù)載上得到的電壓U0是輸出電壓在一個(gè)周期中的平均值：流過(guò)負(fù)載的電流I0：任務(wù)2模擬電路2.三相橋式整流電路（1）組成。三相橋式整流電路是由一組共陰極電路和一組共陽(yáng)極電路串聯(lián)組成的。二極管VD1、VD3、VD5是共陰極接法，二極管VD2、VD4、VD6是共陽(yáng)極接法。任務(wù)2模擬電路（2）工作原理。三相橋式整流電路導(dǎo)電的基本原理是二極管的陽(yáng)極電位高于陰極電位時(shí)二極管導(dǎo)通，反之不導(dǎo)通。即共陰極組中陽(yáng)極電位最高的二極管導(dǎo)通；共陽(yáng)極組中陰極電位最低的二極管導(dǎo)通，其波形圖如圖所示。任務(wù)2模擬電路（四）倍壓整流電路1.半波二倍壓整流電路組成半波二倍壓整流電路的兩個(gè)半波整流充電環(huán)節(jié)前后串聯(lián)，交流輸入和直流輸出有一公共端點(diǎn)，其主要由兩個(gè)整流二極管和兩個(gè)電容組成。整流管VD1和VD2在交流電的兩個(gè)半周分別進(jìn)行半波整流，并對(duì)電容C1、C2進(jìn)行充電。任務(wù)2模擬電路2.半波二倍壓整流電路原理當(dāng)變壓器副邊V2正半周時(shí)，電壓極性上正下負(fù)，VD1導(dǎo)通，VD2截止，電流通過(guò)VD1向C1充電，C1的電壓可達(dá)到V2峰值的

倍，并且保持不變。當(dāng)V2負(fù)半周時(shí)，變壓器次級(jí)電壓極性上負(fù)下正，VD2導(dǎo)通，VD1截止，此時(shí)C1上的電壓加上電源電壓通過(guò)VD2向C2充電，使C2的電壓達(dá)到2V2的峰值，并保持不變。此時(shí)它的值是變壓器次級(jí)電壓的2倍，所以叫做二倍壓整流電路。任務(wù)2模擬電路（五）整流電路的典型應(yīng)用目前汽車上普遍采用的是硅整流交流發(fā)電機(jī)，其整流部分由6個(gè)硅二極管組成。壓裝在后端蓋上的3個(gè)硅二極管，其引線為負(fù)極，外殼為正極，俗稱負(fù)極管，管殼底上有黑色標(biāo)記；壓裝在散熱板上的3個(gè)二極管，其引線為正極，外殼為負(fù)極，俗稱正極管，管殼底上有紅色標(biāo)記。散熱板上的3個(gè)正極管分別接在發(fā)電機(jī)三相繞組的首端，分別在三相交流電的正半周導(dǎo)通，相電壓最高的繞組的正極管導(dǎo)通；后端蓋上的3個(gè)負(fù)極管分別接在發(fā)電機(jī)三相繞組的尾端，分別在三相交流電的負(fù)半周導(dǎo)通，相電壓最低繞組的負(fù)極管子導(dǎo)通。任務(wù)2模擬電路二、穩(wěn)壓電路（一）硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1.硅穩(wěn)壓二極管（1）穩(wěn)壓二極管的工作特性。（2）硅穩(wěn)壓二極管工作參數(shù)。任務(wù)2模擬電路2.硅穩(wěn)壓管電路下圖是硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，其主要由硅穩(wěn)壓管、橋式整流電路、電容熱播電路組成。工作時(shí)，橋式整流和電容濾波得到的脈動(dòng)直流電，再經(jīng)過(guò)限流電阻和穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路接到負(fù)載電阻RL上，這樣負(fù)載電阻RL上便得到一個(gè)比較穩(wěn)定的電壓了。任務(wù)2模擬電路（二）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路在穩(wěn)壓電路的主回路中，調(diào)整管V1與負(fù)載電阻RL串聯(lián)，所以稱之為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，V2是比較放大管，R1、RP和R2串聯(lián)接在輸出端，構(gòu)成取樣電路，而由限流電阻RZ與穩(wěn)壓管V2組成的穩(wěn)壓電路直接接在比較放大管V2的發(fā)射極上。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是一個(gè)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由取樣電路、基準(zhǔn)電路、比較放大電路和調(diào)整電路4部分組成。任務(wù)2模擬電路（三）集成穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路制成了集成器件，它具有體積小、重量輕、使用方便、運(yùn)行可靠和價(jià)格低等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前集成穩(wěn)壓電源的規(guī)格種類繁多，最簡(jiǎn)單的是三端集成穩(wěn)壓電路，它只有三個(gè)引線端，分別是輸入端、輸出端和公共搭鐵端。組成穩(wěn)壓電路的所有元件都集成在一塊芯片上，。只要按需要選定型號(hào)，再配上適當(dāng)?shù)纳崞?，就可接成穩(wěn)壓電路。任務(wù)2模擬電路三、放大電路（一）基本放大電路1.基本放大電路的組成（1）晶體管VT。（2）耦合電容C1和C2。（3）直流電源EB和電阻RB。（4）集電極電阻RC。（5）集電極電源EC。任務(wù)2模擬電路2.基本放大電路的靜態(tài)分析（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的作用。（2）靜態(tài)工作點(diǎn)分析方法。任務(wù)2模擬電路3.基本放大電路的動(dòng)態(tài)分析（1）電流放大倍數(shù)。（2）交流通路與放大器參數(shù)。（3）交流負(fù)載線。（4）基本放大電路動(dòng)態(tài)工作情況。（5）電壓放大倍數(shù)。任務(wù)2模擬電路（二）集成運(yùn)算放大電路集成運(yùn)算放大電路，也稱為集成運(yùn)算放大器，是一種高放大倍數(shù)的直接耦合放大器，是用途極為廣泛的模擬電子集成電路產(chǎn)品。任務(wù)2模擬電路1.集成運(yùn)算放大器定義與符號(hào)隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，分立元件的多級(jí)放大器已經(jīng)被集成在一塊半導(dǎo)體芯片內(nèi)，構(gòu)成了集成運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放）。集成運(yùn)算放大器的符號(hào)如圖所示。任務(wù)2模擬電路2.集成運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)集成運(yùn)算放大器的外形通常有雙列直插式、扁平式及圓筒式三種，集成運(yùn)算放大器的外形是塑料封裝的集成電路，不同型號(hào)的集成運(yùn)算放大器的插腳個(gè)數(shù)不同，從8個(gè)到14個(gè)不等。任務(wù)2模擬電路集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路一般由輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)組成，各級(jí)間直接耦合。任務(wù)2模擬電路3.運(yùn)算放大器的主要性能運(yùn)算放大器可以看成一個(gè)受控電壓源。運(yùn)算放大器的輸出電壓u由兩個(gè)輸入端的電位u+和u-的電位差來(lái)控制，即：u0＝A（u+-u-）運(yùn)算放大器的三個(gè)主要性能是開環(huán)電壓放大倍數(shù)極高。任務(wù)2模擬電路4.集成運(yùn)算放大器組成的基本放大電路（1）反相放大器電路。任務(wù)2模擬電路（2）同相放大器電路。任務(wù)2模擬電路（3）差分放大器電路。任務(wù)2模擬電路（三）放大電路典型應(yīng)用1.采樣保持放大器SMP042.增益為10的采樣保持放大電路3.IF398的峰值保持電路4.壓阻式進(jìn)氣壓力測(cè)量電路5.蓄電池電壓過(guò)低報(bào)警電路任務(wù)2模擬電路四、濾波電路1.電容濾波簡(jiǎn)單的電容濾波器是由與負(fù)載電阻RL并聯(lián)的電容器C組成，如圖所示為具有電容濾波的單相半波整流電路，這個(gè)濾波器中的電容稱為濾波電容。任務(wù)2模擬電路2.電感濾波電感濾波是在橋式整流電路和負(fù)載電阻RL之間串接一個(gè)鐵心線圈L。任務(wù)2模擬電路3.復(fù)式濾波復(fù)式濾波電路是指由電容、電感、電阻等電路元件組合而成的濾