汽车电工电子第七章汽车电子电路

1主讲:张闽临赣州华坚科技职业学校（第七章汽车常用电子电路）汽车电工与电子基础2本章要求：一、单相桥式整流、滤波、稳压电路的工作原理二、共射极放大电路的工作原理三、三极管的开关特性直流稳压电源的组成和功能3电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。47.1.1整流电路整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。457.1.半波整流电路5当电路上正下负时，二极管导通。当电路上负下正时，二极管截止。输出电压呈现半波形。参数：U0=0.45ULU0UL＋67.1.单相桥式整流电路67一、单相桥式整流电路电压波形788一、整流输出电压平均值（Uo）：209.0UU二、整流电路的主要参数二、负载上的(平均)电流:LLRURUI2009.0三、每只二极管的平均电流：021IID97.1.2滤波电路9交流电压脉动直流电压直流电压整流滤波滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。原理：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。107.1.2电容滤波电路10滤波原理是：利用这些电容元件在整流二极管导通期间储存能量、在截止期间释放能量的作用，使输出电压变得比较平滑；电容滤波电压：半波：U0=U2全波：U0=1.2U2充电放电117.1.2电感滤波电路fLXL211电感滤波是利用其感抗对交流电的阻碍作用：负载上电压：Uo=0.9U2电感一般用于高压滤波。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。127.1.2复式滤波12滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容、电感组合而成的各种复式滤波电路。常用的结构如图所示。(b)LC型滤波电路(c)LRLC-∏型滤波电路(d)LC-∏型滤波电路LC型滤波电路LR-∏型滤波电路LC-∏型滤波电路137.1.3直流稳压电路ORiUUU13负载RL电源Ui分压电阻R直流稳压电路分：并联稳压电路和串联稳压电路。其原理是根据电阻的分压特性来稳定电压，见图分析：输出电压UoUR147.1.3并联稳压电路14稳压电路：是利用稳压管在反向击穿原理，当所加反向电压小于击穿电压时，和普通二极管一样其反向电流很小。一旦超过击穿电压时，反向电流会突然急剧上升，稳压管反向击穿，管子两端的电压基本不变，稳压管在电路中能起稳压作用，该电路输出电流范围较小，输出电压不可调，而且稳压程度也不高，因此应用并不十分广泛。稳压滤波整流RLRCUODzILIzUz7.2放大电路15放大的概念:放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。放大的实质:用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。基本放大电路的分类：16三极管放大电路有三种形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器为例讲解工作原理偏置放大电路1717要保证放大电路三极管工作在放大状态，即有合适的偏置。也就是说发射结正偏，集电结反偏。双电源供电单电源供电IBIBICIC共发射极放大电路组成18182.集电极电源UCC是放大电路的能源。为输出信号提供能量，并保证发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，使晶体管工作在放大区。一般为几伏到几十伏。1.晶体管V是放大电路的核心元件。利用晶体管在放大区的电流控制作用，即ic=βib的电流放大作用，将微弱的电信号进行放大。3.基极电阻R2为基极提供偏流，又称偏流电阻。改变R2使晶体管有合适的静态工作点。一般取几十千欧到几百千欧。uiu0UCCC1RBRCC2RL19共发射极放大电路5．耦合电容C1C2起隔直流通交流的作用。在信号频率范围内，认为容抗近似为零。所以分析电路时，在直流通路中电容视为开路，在交流通路中电容视为短路。4.集电极电阻R3是晶体管的集电极负载电阻。它向集极提供反向电流，并将集电极电流的变化转换为电压的变化，实现电路的电压放大作用。一般为几千到几十千欧。uiu0UCCC1RBRCC2RL7.2.1晶体管偏置电路晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位（可根据计算获得）。这些外部电路就称为偏置电路。207.2.2基本放大电路21直流负载线：即Ucc与Ucc/Rc两点间的直线。1、当放大器无输入信号时，电路中的直流电称为静态。2、当放大器有输入信号时，电路中的电流发生变化称为动态。共射极放大电路的静态分析CCBEBBUUIRUccRBRCICIBIEVT根据KVL，得一：BCIIBCCBBECCBRURUUICCCECCUUIR得二：CCCCCEIRUURLBEEC温度对Q点的影响：232424用图解法分析波形的非线性失真：如图示出工作点Q偏高时的情况.在输出特性曲线上可见,由于工作点已有一部分进入饱和区,使得iC和uCE的波形出现失真.这种失真称为饱和失真。饱和失真000000u0ttttttQQQQuCEiCuiUBEUCICIBiBuBE具有稳定工作点的放大电路2525。IIUVIICTCBBEEEC或0分压式偏置放大电路：VB=UBE+UE建立负反馈回路CE7.2.3集成运算放大电路集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。种类元件均由硅半导体构成。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路；……26运放是直流放大器，也可放大低频信号，不适用于高频信号。符号和组成：27集成运放的主要性能指标28一、开环（差模）电压放大倍数Auo：指无外加反馈回路的差模放大倍数。二、差模输入电阻ri：ri1MΩ,有的可达100MΩ以上。三、输出电阻ro：ro=几Ω-几十Ω。四、共模抑制比KCMR：即差模放大倍数Avb，与共模放大倍数Avc之比，越大越好。五、输出电压动态峰值Uopp：理想运算放大器29理想运算放大器的条件是：1、开环电压放大倍数为无穷大：即2、运算放大器的输入电阻无穷大，即3、输出电阻为0，即r0=04、共模抑制比，KCMR=∞7.2.4基本运算电路3030001fiiiiir1、反相比例运算电路：因为：若：则有电路称为反相器。iuu0f，iRRRfR1R2uiu0++-∞PNiIif运算放大器的基本电路二3131。ii，iif001ir若：则有电路称为电压跟随器。iuu00fR2、同相比例运算电路RfR1R2uiu0∞++-PNiIifi1324、反相加法运算电路3、同相加法运算电路5、减法运算电路若：则有电路称为减法器。120iiuuu，fRRRR3217.3三极管开关电路34三极管的开关特性35三极管的输出特性(1)放大区：ic平行于vce轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。(2)截止区：ic接近零的区域，相当ib=0的曲线的下方。此时，vbe小于死区电压，集电结反偏。(3)饱和区：ic明显受vce控制的区域，该区域内，一般vce＜0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏，电压很小。3637名称正向活性区反向活性区饱和区截止区(forwardactive)(reverseactive)(saturation)(cutoff)BE接面正向偏压反向偏压正向偏压反向偏压BC接面反向偏压正向偏压正向偏压反向偏压用途线性信号放大器数字电路开关电路很少使用数字电路开关电路数字电路开关电路工作模式射极结面极集结面饱和正向偏压正向偏压线性正向偏压反向偏压反向反向偏压正向偏压截止反向偏压反向偏压向饱和电流，三极间可视作开路，也就是开关在关的状态。三极管的开关作用三极管在数字电路中的用途其实就是开关，利用电信号使三极管在正向活性区（或饱和区）与截止区间切换，就开关而言，对应开与关的状态，就数字电路而言则代表0与1（或1与0）两个二进位数字。若三极管一直维持偏压在正向活性区，在射极与基极间微小的电信号（可以是电压或电流）变化，会造成射极与集电极间电流相对上很大的变化，故可用作信号放大器。38二极管的开关特性39二极管的开关作用(1)当时，相当于发射结的正向伏安特性曲。(2)当时，，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的Vbe下，Ib减小，特性曲线右移。(3)输入特性曲线的三个部分：死区；非线性区；线性区。407.4汽车充电电路41电压调节器电压调节器的分类分类：A.按工作原理可分为：触点式电压调节器晶体管调节器集成电路调节器电脑控制调节器B.按搭铁极性可分为：内搭铁、外搭铁，分别配内搭铁发电机和外搭铁发电机。4243三相交流发电机44汽车充电电路45传统触点式点火系统46微机控制点火系统47有分电器微机控制点火系统48结束49电话：[phone]