直流稳压电源
直流稳压电源标准
直流稳压电源标准
直流稳压电源标准是一种针对直流稳压电源的技术规范和行业标准，它规定了直流稳压电源在各种应用场景下应达到的性能指标和安全标准。
标准旨在保证直流稳压电源的安全性和可靠性，以满足各种电子设备对电源的需求。
直流稳压电源标准通常包含以下内容：
1. 技术要求：明确直流稳压电源的技术指标，如输出电压范围、输出电流范围、稳压精度、输出纹波等。
2. 安全要求：规定直流稳压电源在正常工作和故障条件下应满足的安全标准，如绝缘强度、电气安全等。
3. 电磁兼容性要求：规定直流稳压电源在工作时应满足的电磁兼容性标准，以避免对周围环境和设备产生电磁干扰。
4. 环境适应性要求：规定直流稳压电源在各种工作环境下应满足的环境适应性标准，如温度、湿度、海拔高度等。
5. 可靠性要求：规定直流稳压电源在长时间工作状态下应达到的可靠性标准，如平均故障间隔时间、故障率等。
6. 生产和检测要求：规定直流稳压电源生产和检测过程中的工艺和质量控制标准。
直流稳压电源标准的制定和实施可以确保直流稳压电源的质量和性能，保障用户的权益和安全。
同时，直流稳压电源标准也可以促进直流稳压电源的技术进步和市场竞争。
例如，珠海直流稳压电源就是按照直流稳压电源标准进行生产和检测，以保证其性能和质量符合行业标准，同时在材料选用和生产工艺上也符合标准的要求，以保证装备能够正常工作。
第18章 直流稳压电源
18.1 整流电路 18.2 滤波电路 18.3 稳压电路
1
小功率直流电源的组成及各部分的作用
直流电源是能量转换电路，将220V（或380V） 50Hz的交流电转换为直流电。
改变电压值 通常为降压
半波整流
交流变脉 动的直流
全波整流
减小脉动
1) 负载变化输出电压 基本不变； 2) 电网电压变化输出 电压基本不变。
9
18.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构 a
io
3. 工作波形 u
+ 4
1 +
2U
－b u–
3
2
uo –
－RL
uo
t
2U
2. 工作原理
t
u 正半周，Va>Vb，
uD
t
二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。
2U
uD2 uD4
10
18.1.2 单相桥式整流电路
输出是单向脉动 的直流电压！
整流电流平均值 Io Io
变压器副边电流有效值 I
Uo RL
0.45
U RL
I
1 2π
π ο
( I msin
t )2 d
t
1.57Io
7
u
2U
Tr a D io
O
t
+
+
uo
u
RL uo
2U
io
–
–
O
b
uD
t
O
t
2U
(4) 流过每管电流平均值 ID ID Io
(5) 每管承受的最高反向电压 UDRM
直流稳压电源原理和使用方法
直流稳压电源原理和使用方法大家好，今天咱们来聊聊直流稳压电源，听起来是不是有点高大上？其实它就是一个很实用的电子小伙伴，让我们在各种电气设备上如鱼得水。
就像我们日常生活中有很多工具一样，直流稳压电源就是为了给特定的应用场合提供稳定的电压，保证设备能够正常运转，不至于“掉链子”。
1. 直流稳压电源的基础知识1.1 什么是直流稳压电源？简单来说，直流稳压电源可以把输入的电流变成稳定的直流电压，确保输出电压不受输入波动的影响，好比你开车的时候，有个方向盘帮你保持稳定，不让车子左摇右摆。
这种电源通常用在各种电器，比如我们的电脑、电视，甚至小玩意儿如手机充电器，都是靠这个稳定的电压来保证工作的。
1.2 为什么需要稳压？说到稳压，很多人可能会问：“我家的插座不是就给电吗？还需要稳压干啥？”您说得没错，一般的插座是有电的，但电压不一定稳定。
就像您早上喝的咖啡，浓稠的和淡淡的口感是不一样的，电压也是一样，太高或者太低都会导致设备性能下降，甚至损坏。
所以，稳压电源就像咖啡店的老手，会把每杯咖啡调配得刚刚好，让你一口下去，幸福感满满！2. 直流稳压电源的工作原理2.1 稳压原理这就要提到它的“秘密武器”——稳压芯片。
这些芯片就像是电源里的小管家，时刻监控着输出电压，只要一有波动，它们就会立马“行动”，调节电流，保持电压稳定。
就像一个勤奋的学生，在考试前认真复习，才不会让“偏科”影响整体结果。
因此，我们的设备无论是工作还是休息，都能达到“心灵的平和”。
2.2 常见类型说到直流稳压电源，它的类型可谓是五花八门，常见的有线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源就好比是古典钢琴，声音柔和细腻，但效率相对较低；而开关稳压电源就像现代电子乐，效率高，适用范围广。
各有各的优劣，选什么得看你的使用需求。
3. 使用直流稳压电源的注意事项3.1 选对参数使用直流稳压电源的时候，最重要的一点就是要挑对参数。
你得瞅准输入和输出的电压、电流，选对合适的设备。
直流稳压电源知识讲解
变压器：
将正弦工频交流电源电压变换为符合 用电设备所需要的正弦工频交流电压。
整流电路：
利用具有单向导电性能的整流元件， 将正负交替变化的正弦交流电压变换成单 方向的脉动直流电压。
滤波电路：
尽可能地将单向脉动直流电压中的脉 动部分(交流分量)减小，使输出电压成为 比较平滑的直流电压。
稳压电路：
采用某些措施，使输出的直流电压在 电源发生波动或负载变化时保持稳定。
到集成运放A的反相输入端；集成运放A 构成比较放大电路，用来对取样电压与基
准电压的差值进行放大。
8.2.3 三端集成稳压器及其应用
三端式稳压器只有三个引出端子，具 有应用时外接元件少、使用方便、性能稳 定、价格低廉等优点，因而得到广泛应用。 三端式稳压器有两种，一种输出电压是固 定的，称为固定输出三端稳压器；另一种 输出电压是可调的，称为可调输出三端稳 压器。它们的基本组成及工作原理都相同， 均采用串联型稳压电路。
图8.15 7800系列基本应用电路
2.提高输出电压的电路
实际需要的直流稳压电源，如果超过集 成稳压器的输出电压数值时，可外接一些元 件提高输出电压，图8.16所示电路能使输出 电压高于固定电压，图中的UXX为CW78系列 稳压器的固定输出电压数值，显然有：
UO=UXX+UZ
图8.16 提高输出电压电路一
SGl525与SGl524的电路结构相同，仅 输出级不同。SGl525输出正脉冲，适用于 驱动NPN功率管或N沟道功率MOSFET管。 SGl527输出负脉冲，适用于驱动PNP功率 管或P沟道功率MOSFET管。SG2525和 SG3525也属这个系列，内部结构及功能相 同，仅工作电压及工作温度有些差异。
三端固定输出集成稳压器通用产品有 CW7800系列(正电源)和CW7900系列(负电 源)。
直流稳压电源
S0
U mn UO
式中，Umn——输出电压中的交流分量基波；UO——输出电压中的直流分量。 由上式可知，S0越小说明纹波干扰越小。
（5）温度系数ST：温度系数用来表示输出电压温度的稳定性。在输入电压UI和 输出电流IO不变的情况下，由于环境温度 变化引起输出电压UO的漂移量ΔUO与温度变 化量ΔT之比，称为温度系数ST，即
由此可见，在输入电压 u1(u2) 的一个周期内，负载上均有电流通过,
方向始终是从上向下，所以负载上得
到同一方向的电压 uO。
(a)
O
(b)
(c)
U o =0.9U 2
2. 二极管的选择
Io
=U o RL
=0.9 U 2 RL
I VD =0.5 I o
U RM = 2U 2
§6.3 滤波电路
学习目标： 1.能说出常见滤波电路。 2.理解电容滤波原理； 3.能熟练搭建单相桥式整流滤波电路并 测量各种参数。
§6.2 二极管整流电路
§6.2.1 单相半波整流电路
1. 工作原理及参数计算
U Uo
1
2
0
2
sin td(t)
2
2
U2
0.45 U 2
Io
Uo RL
0.45 U 2 RL
2. 二极管的选择
IVD Io
U RM 2U2
例：
有一单相半波整流电路接到电压为220V的正 弦工频交流电源上，如图所示，已知负载电阻 RL=750Ω，变压器二次电压有效值U2=20V， 试求Uo、Io、URM。
SI
U O UO
直流稳压电源知识
直流稳压电源知识一、概述（一）用途直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电装置等设备的直流供电。
（二）分类与特点直流稳压电源可以分为：可控整流型、斩波型和变换器型。
●可控整流型直流稳压电源特点用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。
●斩波型直流稳压电源特点输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。
●变换器型直流稳压电源特点不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。
（三）产品国内外现状国内生产直流稳压源的厂家主要有：宁波中策电子、江苏绿扬电子仪器、北京大华无线电仪器厂、北京普源精电、优利德、上海新建仪器、徐州隆宇电子仪器、安泰信电子、西安红华电子、石家庄数英仪器、天津中环电子仪器、扬中科泰电子仪器、深圳麦威仪器、苏州同创电子、成都英特罗克科技、北京新星、山西永明、辽宁朝阳等单位，国外生产直流稳压电源的厂家主要有：POWERONE、LAMDA等。
这些厂家生产的直流稳压电源一般具有高功率密度、高效率、高可靠性等特点。
（四）技术发展趋势●传统的线性直流稳压源将趋于淘汰；●厚膜化、小体积开关电源已经成为直流稳压源产品的发展趋势。
二、基本工作原理电源主要分为输入、脉宽调控、输出三部分，基本工作原理框图见图1。
图1 直流稳压电源原理框图工作原理：输入部分将220V交流电压经过整流滤波变成300V，经脉宽调控电路调节输出占空比，控制开关管的工作；输出部分由变换电路、次级整流滤波和稳压电路三部分构成，将开关变压器变换的交变电压进行整流滤波，副路通过二次线性稳压后输出。
当因某种原因电源的输出电压发生变化时，输出电压经取样反馈，由误差放大信号控制脉宽调制器的输出脉宽，从而控制开关管的导通时间，使输出电压稳定。
当输出短路时，保护电路动作，从而关断电源。
第九章 直流稳压电源
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
一、单相半波整流电路 4．电路的特点 由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由 于电路只在正半周有输出，所以称为半波整流电 路。半波整流电路结构简单，使用元件少，但整 流效率低，输出电压脉动大，因此，它只使用于 要求不高的场合。整流二极管参数的选择
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
二、单向桥式整流电路 1．电路组成和工作原理
u2 T
a
V1
V2
0
uL
2
3
4
u1 u2 b
V3 V4 RL uL
t
0
2
3
4
t
IL
T
IL + T
+
a
V4 V1 V3 V2 RL
a V4 u2 b
V1 V3 V2 RL
+ uL
+ u1 -
u2
uL -
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
二、单向桥式整流电路
[例9-1] 有一直流负载，需要直流电压UL = 60 V，直流电流IL = 4 A。若采用 桥式整流电路，求电源变压器次级电压U2，并选择整流二极管。 解
因为 U L 0.9U 2
U 所以 2
U L 60 V 66.7 U 0.9 0.9
高
（2）输出电压的平均值有所提高。 当满足RLC≥（3~5）T/2时 ，
UL≈
U2
（半波带负载）
UL≈ 1.2
第13章直流稳压电源
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
13.3 常用的整流组合元件
一、半桥堆
内部有两个二极管、外观有三个引脚。
（c）
图（a）内部； 图（b）应用电路； 图（c）外形
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
二、全桥堆
内部有四个二极管、外观有四个引脚。
（c）
图（a）内部； 图（b）应用电路； 图（c）外形
电工电子技术
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
IN
2 1 3 1 2 3
1 3
GND
2
OUT
78XX
IN 1
3 2 OUT GND
IN OUT GND OUT
1 3
2
1 3
IN
2
OUT
79XX
GND
1 3
2
GND
GND
1
3 2 OUT IN
IN
三端固定式集成稳压器外形及管脚排列
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
U o 24 U2 26.7 V 0.9 0.9
整流二极管承受的最高反向电压为：
U RM 2U 2 1.41 26.7 37.6 V
流过整流二极管的平均电流为：
1 I D I o 0.5 A 2
因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流 为1 A，最高反向工作电压为100V。
ωt
0 uo
π
2π
3π
4π
π
2π
3π
4π
ωt
(b) 波形
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
u2为负半周时
1、二极管D承受反向电压而截止。此时负载上无电流流过
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目录※1．直流稳压电源实训任务要求 (2)※2．直流稳压电源实训任务分析 (2)◇2.1直流稳压电源设计框架图 (2)◇2.2直流稳压电源设计原理图各部分详解 (3)◇2.3电路所用元件及其作用 (5)◇2.4 绘制的protel原理图 (6)◇2.4 绘制的PCB图 (7)※3. 直流稳压电源制作与调试 (7)◇3.1 调试的步骤与方法 (7)◇3.2 通电测试前进行检查 (9)◇3.3 空载检查 (9)◇3.4 降压变压器电路故障 (9)◇3.5 流电容滤波电路故障 (9)◇3.6 稳压器电路故障 (10)◇3.7 保护电路故障 (10)※4. 直流稳压电源制作注意事项 (10)◇4.1设计原理图的注意事项 (10)◇4.2使用protel软件绘制原理图和PCB图的注意事项11◇4.3使用雕刻机雕刻电路板的注意事项 (11)※5. 直流稳压电源实训总结 (11)※1．直流稳压电源实训任务要求①采用三端集成稳压器LM317，稳压电源直流输出电压1.25V～15V可调。
②变压器输入交流220V，输出18V交流。
P=25W，最大电流m I=1.5A。
③稳压电源最大输出功率m④要求系统具有扩流、限流保护、过压保护、指示灯、保险、开关等功能※2．直流稳压电源实训任务分析①查阅技术资料。
②按照框架图完成电路原理图的设计。
③根据所设计的原理电路图，用protel se99画原理图和PCB图。
④并使用雕刻机雕刻出电路板，涂好松香水，并且将其晾干⑤按照所设计的PCB板将元器件正确焊接在雕刻的电路板上。
⑥调试整机电路，并检查错误，达到最后的设计要求。
⑦完成直流稳压电源的全部组装。
⑧撰写技术报告（实训报告）。
◇2.1直流稳压电源设计框架图●2.1.1 直流稳压电源的基本功能直流稳压电源的基本功能就是将交流电转变为直流电，且在一定的技术要求下输出稳定的电压，为其它电子电路提供稳定的直流电源。
图1 直流稳压电源基本功能●2.1.2 直流稳压电源电路框图直流稳压电源电路框图如图2所示。
从图中可知，系统由降压变压器、整流器、滤波器、稳压器和保护电路共五个部分组成。
图2直流稳压电源的电路框图●2.1.3 直流稳压电源参考电路原理图下图为直流稳压电源参考电路原理图。
图3 直流稳压电源参考电路原理图◇2.2直流稳压电源设计原理图各部分详解●2.2.1降压变压器降压变压器将电网220V 、50Hz 交流输入电压降压后变为所需的约18V 交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。
图4为直流稳压电源变压器电路，图中为了控制电源，在变压器初级接一开关，作为总的电源开关K 。
图中在变压器次级接的B ＊（1A ）是保险管，作用是防止电流过大损坏变压器。
图4 直流稳压电源变压器电路●2.2.2整流器二极管桥式整流电路将变压器变换后的交流电压转变为单向的脉动直流电压，由于这种电压存在着很大的脉动部分（即纹波），如果用它直接给负载供电，纹波的变化会影响后级电路的性能指标，所以还必须进行处理。
二极管桥式整流电路的优点是输出电压高，脉动系数小（纹波电压小），每管所承受的最大工作反压较其它方案低，电源电压利用率高，因而整流效率也较高，变压器无需中心抽头。
电路的缺点是使用的二极管数量较多（D 1～D 4可采用1N4001～1N4007），整流管总的压降较大，在大电流工作状态下，会使电路效率下降。
●2.2.3滤波器电容滤波电路对整流部分输出的脉动直流进行平滑处理，使它成为一个含交流成分很小的、更加平滑的直流电压。
即滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定是低于整流输出电压基波频率的。
虽然电容C 1取得越大，脉动系数S 就越小，脉动成分就小，但一般取R L C 1=2)5~3(TT 为交流电网电压的周期（ms 20501==T ）。
电容滤波电路的优点是在输出电流I O 不高时，体积小，成本低。
电容滤波适用于负载电压较高，负载变动不大的场合。
●2.2.4稳压器稳压器为电源的核心部分。
尽管经过整流滤波后的直流电压，可以充当某些电子电路的电源，但是其电压值的稳定性很差，它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大。
因此还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。
图5为直流稳压电源稳压器电路，通过三端可调线性集成稳压器LM317的稳压，输出电压在输入电网波动±10%、输出负载变化以及温度波动几种情况下仍然可以保持不变。
图5 直流稳压电源稳压器电路三端稳压器的额定输出电压一般是不可调的，但可以通过外接元件R 2、R 3来扩展输出电压，达到调压作用，如图4-3-5所示。
输出端和调节端之间在工作时产生标称值为1.25V 的基准电压U REF ，这个基准电压加在电阻R 2上，由于电压是恒定的，就有一个恒定的电流流过输出设定电阻R 3，得到的输出电压是：U O =R REF (1+R 3/R 2)+I ADJ R 3I ADJ 代表了一个误差项，在设计LM317时尽量减小I ADJ ，并使之等于一个常数，完全不随输入电压和负载变化，于是：U O ≈1.25(1+R 3/R 2)可见，当R 2取定（通常取R 2=240Ω）后，改变R 3的值，输出电压U O 也随之改变，即输出U O 可调。
发光二极管LED 与限流电阻R 1串联接在稳压器的输入端，当电源开关K 闭合时，指示灯亮。
C 2：应靠近稳压器，起消振作用（即防止自激振荡）。
C 3：为一旁路电容，可进一步抑制纹波，当输出电压升高时，C 3可防止纹波的放大。
（即将R 3上的纹波旁路掉）C 4：由于使用了C 2、C 3等 ，与任何反馈电路一样，某些数值的外接电容（500рF ~5000рF ）可能引起振荡，C 4的作用就是消除这种效应，确保工作稳定。
T 1：扩流电路。
由于三端集成稳压器输出电流固定且较小，带负载能力差，在实际工作中，往往需要稳压器输出较大电流，以提高带负载能力，利用T 1进行电流放大，T 1接成共集电极电路（射随器），具有电流放大作用，由于电流较大，T 1采用3DD15D 大功率管。
实际的稳压电源产品常常在输出两端并联电压表，作U O 的指示。
●2.2.5保护电路对于一个功能完善的稳压电源来说，必须有一套完整可靠的保护电路，在串联稳压电路中，若使用不慎，负载电流过大或输出短路的情况是可能发生的。
此时，LM317内部调整管的功耗将剧增，尤其是在短路的情况下，全部输入电压都加到调整管两端，这就会使调整管的功耗超过它的极限功耗P CM而损坏调整管，所以必须采用合适的过流保护电路。
直流稳压电源保护电路如图4-3-5中的D5、D6和图6所示。
①保护二极管大多数电容的串联内阻是很小的，当短路时放电电流将产生20A的脉冲尖峰，即使短路的时间很短，但放电能量足以损坏集成电路。
当LM317的调整管有外接电容时，需加保护二极管以防止电容通过小电流端放电而进入调整器。
D5：防止C4的反峰。
当调整管的输出端接有电容C4而输入端被短路时，输出端电容将向调整管输出端放电，放电电流与电容量有关，也与输出电压及输入电压减小的速率有关。
D5为C4提供了一条放电回路，即防止C4的反峰高压对LM317的冲击。
D6：防止C3的反峰。
由于在调整管的调整端接有旁路电容C3，当输入或输出端短路时，在C3上要产生一个反峰高压。
当输出端短路时，C3通过D6放电。
当输入端短路时，C3通过D6、D5放电，防止C3反峰冲击调整器。
图6 直流稳压电源三极管过流保护电路②T2和T3保护电路通过T2和T3保护电路，可以防止电流过载或输出短路时损坏器件。
R6为采样电阻，以便对输出电流进行动态监视。
R6阻值0.5Ω，功率为3W。
当输出电流大于1.5A（额定电流）时，R6上的压降为：1.5A×0.5Ω=0.75V（或大于0.7V）时，三极管T3导通，R5压降升高，T2也导通，从而使从LM317的输出电流从T2分流一部分，这样流进扩流管的电流便减小，输出电流也减小。
从而达到过流保护的目的。
当输出电流减小到一定程度，R6上的压降小于0.7V即T3截止，T2也截止，电路恢复正常。
C5：当负载恢复正常，I O＜1.5A，T3截止，由于C5已充电，使T2再维持导通一段时间，直到C5放电到不能维持T2导通，即防止负载连续突变而造成的T1连续被冲击（防干扰），同时还具有交流旁路功能。
C6：输出电容，作用之一是滤波，作用之二是防止当输出电压突变时造成对负载冲击（消振）◇2.3电路所用元件及其作用原件清单及各元件作用如下图表1 直流稳压电源所用元件及其作用◇2.4 绘制的protel原理图元件型号或数值 数量 作用 稳压器LM317 1 三端集成稳压器 变压器T/ 1 电源变压器，将输入220V ，50Hz 交流电压降压 开关K/ 1 电源开关 保险管B ＊1A 1 防止电流过大损坏器件 电压表头/ 1 输出电压指示 二极管D 1～D 41N4007 4 桥式整流，将交流信号变成脉动直流 二极管D 5、D 61N4007 2 保护，防止调整器外接电容通过小电流端放电而进入调整器 三极管T 13DD301 1 采用大功率管扩流 三极管T 29013 1 过流保护 三极管T 39012 1 过流保护 发光二极管LED/ 1 作电源指示 电容C 13300μF 1 滤波电容，滤除交流成分，使脉动直流更加平滑 电容C 20.01μF 1 消振电容，靠近稳压器，起消振作用（即防止自激振荡） 电容C 347μF 1 旁路电容，当输出电压升高时，可进一步抑制纹波，防止纹波的放大 电容C 4100μF 1 消振电容，消除某些数值的外接电容（500p ~5000p ）可能引起振荡 电容C 50.01μF 1 防止负载连续突变而造成对T 1连续冲击（防干扰），T 2的交流旁路电容 电容C 6100μF 1 输出电容，滤波、防止当输出电压突变时造成对负载冲击（消振） 电阻R 12.7k Ω 1 发光二极管的限流电阻 电阻R 2240Ω 1 调压 电位器R 33.3k Ω 1 调压 电阻R 42.7k Ω 1 为T 2提供导通/截止条件 电阻R 5360Ω 1 为T 2提供导通/截止条件 电阻R 6 0.5Ω/3W 1 采样，以便对输出电流进行动态监视◇2.4 绘制的PCB图※3. 直流稳压电源制作与调试◇3.1 调试的步骤与方法由于直流稳压电源的电路已经很成熟，可以直接将整机电路全部焊接完成后再分模块进行调试。
3.1.1．熟悉直流稳压电源的技术性能指标稳压电源的输出电压U O会受到输入电压U I、负载电流I O和环境温度T（℃）这三个因素的影响，即U O=f（U I、I O、T）最大输出电流I MI M是指稳压电源正常工作情况下能输出的最大电流，取决于调整管的最大允许耗散功率和最大允许工作电流。