功率電子電路ppt課件.ppt

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1、第一章功率電子線路1.1功率電子線路概述1.2功率放大器的電路組成和工作特性1.3乙類推挽功率放大電路1.4功率合成技術(shù)1.5整流與穩(wěn)壓電路第1章.功率電子線路教案一.學時安排16學時授課4學時實驗1．功率電子線路概述2學時2．率放大器的電路組成和工作特性2學時3．乙類推挽功率放大電路2學時4．功率合成技術(shù)5學時5．整流與穩(wěn)壓電路3學時6．習題課2學時7．實驗儀器儀表介紹2學時8．低頻功率放大器實驗2學時二.授課方式:課堂教學、討論課、實驗課三.重點、難點1．甲類、乙類放大器的組成及其功率特性性能；2．乙類互

2、補推挽功率放大電路；3．功率合成技術(shù)，整流與穩(wěn)壓電路。四．教學內(nèi)容及要求要求學生掌握功率放大器的電路組成、工作原理、性能特點。重點討論乙類推挽功率放大電路，基本掌握魔T混合網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)功率合成及功率分配的原理，了解三種基本整流電路的工作原理，了解穩(wěn)壓器的工作原理。五．教學方法1．功率放大器部分首先介紹功率放大器的性能要求，功率管的運用特點以及功率器件的特殊問題，然后介紹功率放大器的電路組成和工作特性。重點討論甲類變壓器耦合功率放大器，乙類推挽放大器輸出功率，集電極功率效率。難點：乙類互補推挽功率放大器的交叉失真問

3、題。以LM380為例介紹集成功率放大器的內(nèi)部簡化電路及其外接電路。2．功率合成技術(shù)首先介紹輸入變壓器的工作原理及其功能，然后重點討論用傳輸線變壓器構(gòu)成的魔T混合網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)功率合成及功率分配的原理。3．整流及穩(wěn)壓電路在討論三種基本整流電路：半波、全波、橋式整流電路的基礎(chǔ)上，簡單介紹半聯(lián)型、開關(guān)型穩(wěn)壓器的工作原理及穩(wěn)壓性能。4．為了開設(shè)實驗內(nèi)容，首先進行相關(guān)實驗儀器、儀表的介紹，并讓學生初步學會使用及進行簡單操作，然后安排2學時的實驗課。1.1.1功率放大器（PowerAmplifier）一．分類1．直接藕荷功率放

4、大電路2．變壓器耦合功率放大電路3.其他類型的功率放大電路二．功率放大器的性能要求1．最主要的要求是：安全、高效率和不失真（失真可在允許的范圍內(nèi)）地輸出信號功率。2．最重要的性能指標是：集成電極效率（1-1-1）式中：3．功率放大器的本質(zhì)是：在輸入信號作用下，將直流電源的直流功率轉(zhuǎn)換為輸出信號功率，所以用來評價這種轉(zhuǎn)換能力。三．功率管的運用特性1．甲類、功率管在一個周期內(nèi)導通；圖1-1-12．乙類、功率管在半個周期內(nèi)導通；3．甲乙類、介于甲類乙類之間，大于半個周期小于一個周期內(nèi)導通；4．丙類、小于半個周期內(nèi)導

5、通；5．丁類、半個周期飽和導通，半個周期截止，管子處于開關(guān)狀態(tài)。目的：減小管耗，提高效率，帶來的問題，非線形失真越來越嚴重，1.1.2電源變換電路一．整流器——將電網(wǎng)提供的50Hz的交流電能變換成直流電能。二．直流、直流變換器（斬波器）——將一種電壓數(shù)值的直流電能另一種電壓數(shù)值或極性的直流電能。三．逆變器——將直流電能變換成不同幅度和頻率的交流電能。四．交流——交流變換器將一50Hz交流電能不同幅值或頻率的交流電能。1.1.3.功率器件一．功率管散熱和相應(yīng)的。1．術(shù)語①熱平衡——集電結(jié)產(chǎn)生的熱量恰好等于散發(fā)到

6、空氣中的熱增量，使結(jié)溫在某一溫度平衡的狀態(tài)。②熱崩——結(jié)溫升高硅管2.等效電路——熱傳導過程用電流傳輸過程模擬。（p15圖1-1-2）(1-1-2)式中—熱源溫度—周圍空氣溫度—熱阻當為定值時，集電結(jié)與周圍空氣之間的溫差直接取決于值，且隨成正比地增大。當為定值時，集電結(jié)與周圍空氣之間的溫差直接取決于值，且隨成正比地增大。（1-1-4）—周圍空氣溫度注：實際工作中，必須根據(jù)最高室溫，確定功率管能夠承受的最大允許管耗。二．二次擊穿11．什么叫二次擊穿①可逆擊穿：由于而引起的擊穿，只要限制擊穿電流，管子不會損壞，當

7、后，管子恢復正常工作。②二次擊穿：若電流不加以限制，則管子未發(fā)燙就已損壞，是不可逆的。12．產(chǎn)生二次擊穿的原因及過程①原因：管內(nèi)結(jié)面不均勻，晶格缺陷等。②過程：結(jié)面某些薄弱點電流密度功率管尚未發(fā)燙就已損壞。二次擊穿是在高壓低電流時發(fā)生的，相應(yīng)的功率用表示。3．功率管的安全工作區(qū)。圖1-1-5三．思考題：1．功率放大器分為那幾類？2．如何計算集電極效率？3．畫出功率管的安全工作區(qū)。1-2功率放大器的功率組成和工作特性1.2.1基本放大電路極其分析圖1-1-2一．靜態(tài)工作點選在負載線的中點。設(shè)集電極飽和壓降,反向

8、飽和電流，.圖1-2-1圖解分析二.輸出集電極電流和電壓式中,三.討論1．集電極效率僅有25%，一部分消耗在管子上，大部分50%作為直流功率消耗在管子中。所以要提高效率；①選擇管子的運行狀態(tài)減少管耗；②力求避免管外電路中無謂地消耗直流功率；2．充分激勵時變化對功率性能的影響。當一定，位于負載線中點時,,減小總之，充分激勵相應(yīng)的負載稱為匹配負載。注意：匹配的含義與線形部分的區(qū)別。.圖1-2-2充分激勵