第26讲 直流电源(2)
直流电源是什么意思
直流电源是什么意思
直流电源，是维持电路中形成稳恒电压电流的装置。
如干电池、蓄电池、直流发电机等。
直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。
直流电源是一种能量转换装置，它把其他形式的能量转换为电能供给电路，以维持电流的稳恒流动。
单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流，而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。
与此类似，单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流，而借助于直流电源，就可以利用非静电作用（简称为“非静电力”）使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处，以维持两个电极之间的电位差，从而形成稳恒的电流。
直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。
当直流电源与外电路接通后，在电源外部（外电路），由于电场力的推动，形成由正极到负极的电流。
而在电源内部（内电路），非静电力的作用则使电流由负极流到正极，从而使电荷的流动形成闭合的循环。
直流电源的工作原理及应用
直流电源的工作原理及应用一、引言在现代电子设备和工业自动化中，直流电源作为一种常见的电源形式得到广泛应用。
直流电源通过将交流电转换为直流电，为电子设备提供稳定可靠的电压与电流。
本文将介绍直流电源的工作原理及其在各个领域的应用。
二、直流电源的工作原理直流电源由以下几个主要部分组成： 1. 变压器：将输入的交流电转换为所需的低频交流电。
2. 整流器：将低频交流电转换为直流电。
3. 滤波器：消除直流电中的脉动，提供稳定的输出电压。
2.1 变压器工作原理变压器是直流电源的重要组成部分，它通过改变输入交流电的电压大小来满足不同设备的需求。
变压器基本工作原理如下： - 输入线圈：由输入电源提供电流，通过线圈中的电磁感应作用，将交流电供给输出线圈。
- 输出线圈：通过与输入线圈共享磁场，输出线圈将电能转化为输出电流。
2.2 整流器工作原理整流器负责将输入的交流电转换为直流电。
常见的整流器有以下两种类型： 1. 单相整流器：适用于低功率的直流电源。
基本原理是使用二极管将交流电转换为单向的脉动直流电。
2. 三相整流器：适用于高功率的直流电源。
其工作原理是通过三相电桥，将三相交流电转换为直流电。
2.3 滤波器工作原理滤波器的作用是消除直流电中的脉动信号，提供稳定的输出电压。
滤波器一般由电容器和电感器组成，通过存储电荷和电流的特性来实现滤波效果。
三、直流电源的应用直流电源广泛应用于各个领域，以下列举了几个常见的应用场景：3.1 通信设备直流电源在通信领域中得到广泛应用。
无线基站、通信终端设备以及通信电源等，都需要直流电源提供稳定的电压和电流。
3.2 汽车电子汽车电子设备对直流电源也有较大需求，例如汽车音响、GPS导航系统和车载充电器等，都需要直流电源来供电。
3.3 工业自动化在工业自动化领域，直流电源被广泛应用于传感器、PLC控制器和变频器等设备，以提供稳定的电能支持。
3.4 太阳能发电系统太阳能发电系统通过光伏电池将太阳能转换为直流电，直流电源作为太阳能发电系统的核心组件，将太阳能转化为可用的电能。
直流电源的组成部分及功能
直流电源的组成部分及功能
直流电源通常由以下几个组成部分构成：
1. 变压器：将输入的交流电压转换为所需的直流电压。
2. 整流电路：将交流电压转换为直流电压。
常见的整流电路有单相整流桥和三相整流桥。
3. 滤波电路：通过电容器或电感器等元件对输出的直流电压进行滤波，消除交流干扰，使输出电压更稳定。
4. 稳压电路：对输出的直流电压进行稳定，保持输出电压在一定范围内的变化。
5. 保护电路：包括过载保护、过热保护、短路保护等，用于保护电源和负载设备的安全。
6. 控制电路：控制电源的开关、稳压、保护等功能，保证电源的正常运行。
直流电源的功能包括：
1. 为电子设备提供稳定的直流电源：直流电源可以为各种电子设备提供稳定的直流电压和电流，确保设备正常工作。
2. 过载保护：通过过载保护电路，当负载电流超过设定范围时，直流电源会自动切断输出，保护负载设备和电源本身。
3. 稳定输出：通过稳压电路和滤波电路，直流电源可以稳定输出所需的直流电压，并保持输出电压在一定范围内的变化。
4. 防止干扰：通过滤波电路消除交流干扰，使输出电压纯净，减少对负载设备的干扰。
5. 提供可调节的输出电压和电流：一些直流电源可以根据需要调节输出电压和电流的大小，以适应不同负载的需求。
直流电源教学课件
扩展学习资源推荐
相关书籍和资料推荐
推荐一些权威的直流电源相关书籍和资料，以供进一步学习。
相关课程和学习资源推荐
介绍一些在线课程和学习资源，帮助学员深入学习直流电源知识。
结语
总结直流电源教学课件的重点内容，激发学员对直流电源的兴趣，并留下联系方式以便提出问题和反馈 意见。
直流电源教学课件PPT
欢迎参加直流电源教学课件PPT，本课程将带您深入了解直流电源的原理、 应用和故障排除，并通过实验和案例分析进一步加深理解。让我们开始这段 精彩的学习之旅吧！
什么是直流电源
直流电源是提供稳定直流电压输出的电力设备。了解直流电源的定义和作用， 以及直流与交流的区别。
直流电源的分类
功能模块
概述直流电源的功能模块， 如过压保护和短路保护。
直流电源的设计与应用
1 设计的基本原则
介绍直流电源设计的基 本原则，包括负载需求 和稳定性考虑。
2 应用场景
探讨直流电源的应用场 景，如电子设备、工业 控制和通信系统。
3 使用注意事项
提供直流电源使用时需 要注意的事项，如正确 连接和安全操作。
输出形式分类
介绍不同类型的直流电源根据其输出形式进行分类。
输入特性分类
介绍不同类型的直流电源根据其输入特性进行分类。
控制方式分类
介绍不同类型的直流电源根据其控制方式进行分类。
直流电源的组成
主要组成部分
解释直流电源的主要组成部 分，如变压器、整流器和稳 压器。
工作原理
阐述直流电源的工作原理， 包括电压转换和电流稳定。
直流电源的维护和故障排除
1
维护方法
直流电源使用方法
直流电源使用方法直流电源是一种常用的电子设备，它的作用是将交流电转化为直流电。
在现代电子设备中，几乎所有的电路板和电子设备都需要直流电来驱动。
因此，对于从事电子行业的人士或者需要在日常生活和工作中使用直流电源的人员来说，熟悉直流电源的使用方法非常重要。
一、直流电源的类型直流电源按照其工作原理可以分为线性直流电源和开关直流电源。
线性直流电源是基于电容器和二极管的简单电路，其输出电压受输入电压和电池负载的影响较大。
优点是输出电压稳定、噪声小，但是效率低且容易出现过热现象。
适合用于电流需求较小的场合。
常见的线性直流电源有常规直流电源、可调直流电源和高精度直流电源等。
开关直流电源是基于开关电路实现电压变换。
其输出电压受输入电压影响小、效率高、但是噪声和波动大，同时由于开关功率器件的存在，开启与关闭所产生的瞬间电压变化会造成电源产生大量噪声和高频波形，所以需要使用滤波电路进行处理。
开关直流电源能够满足大电流需求的场合，常见的开关电源有开关电源、高速开关电源等。
二、直流电源的使用使用直流电源前，需要了解器材的基本连接和安全使用方法。
同时在使用中也应当高度注意安全问题。
1.电源连接：直流电源一般需要连接电源输入端、输出端和接地端。
更改了对应的接口或者短路直接导致器件烧坏等问题的出现。
2.机壳接地：电源机壳一般为接地电流回路，如果没有正确接地可能会导致安全隐患的出现。
3.输出负载：直流电源一般有预设输出电压范围，用户需要根据负载的电流需求来选择合适的电源规格。
注意若输出负载电流超出电源的负载限制，可能会导致电源过载、发热、短路甚至是损坏。
4.滤波电路：开关直流电源在输出伏安特性方面比线性直流电源更稳定。
但同时它也会产生高频噪声，需要使用滤波电路将高频噪声过滤并稳定输出电流。
5.防止反向连接：不同的直流电源有不同的极性要求。
如果连接极性相反会导致短路并对电路器件造成损坏。
在连接前必须确定好极性。
6.使用注意：尽量将直流电源安装在干燥、清洁、通风的环境中，按照所带说明书选购合适的电器故障自保护器件，防止过载、短路保护等意外情况的发生。
一建【机电】第26讲-建筑电气(二)
2020 一级建造师《机电工程管理与实务》（五）导管内穿线和槽盒内导线敷设要求1.导管内穿线要求（1）绝缘导线穿管前，应清除管内杂物和积水，绝缘导线穿入金属导管的管口在穿线前应装设护线口。
（2）绝缘导线接头应设置在专用接线盒（箱）或器具内，不得设置在导管和槽盒内，接线盒（箱）的设置位置应便于检修。
（3）同一交流回路的绝缘导线不应敷设于不同的金属槽盒内或穿于不同金属导管内。
（4）不同回路、不同电压等级和交流与直流线路的绝缘导线不应穿于同一导管内。
2.槽盒内敷线要求（1）同一槽盒内不宜同时敷设绝缘导线和电缆。
（2）同一路径无抗干扰要求的线路，可敷设于同一槽盒内；槽盒内的绝缘导线总截面（包括外护套）不应超过槽盒内截面的40%，且载流导体不宜超过30根。
（3）控制和信号等非电力线路敷设于同一槽盒内时，绝缘导线的总截面不应超过槽盒内截面的50%。
（4）分支接头处绝缘导线的总截面（包括外护层）不应大于该点盒（箱）内截面的75%。
二、电气照明装置施工技术要求（二）灯具安装技术要求3.灯具固定要求（1）灯具固定应牢固可靠，在砌体和混凝土结构上严禁使用木榫、尼龙塞或塑料塞固定；检查时按每检验批的灯具数量抽查5%，且不得少于1套。
灯具的吊钩和螺栓1．吊钩；2．接线盒；3．电线管；4．螺栓（2）质量大于10kg的灯具、固定装置及悬吊装置应按灯具重量的5倍恒定均布载荷做强度试验，且持续时间不得少于15min。
施工或强度试验时观察检查，查阅灯具同定装置及悬吊装置的载荷强度试验记录；应全数检查。
（3）吸顶或墙面上安装的灯具，其固定螺栓或螺钉不应少于2个，灯具应紧贴饰面。
5.灯具的接地要求灯具按防触电保护形式分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。
（1）Ⅰ类灯具的防触电保护不仅依靠基本绝缘，还需把外露可导电部分连接到保护导体上，因此Ⅰ类灯具外露可导电部分必须采用铜芯软导线与保护导体可靠连接，连接处应设置接地标识；铜芯软导线（接地线）的截面应与进入灯具的电源线截面相同，导线间的连接应采用导线连接器或缠绕搪锡连接。
你们了解直流电源的基本知识吗？
你们了解直流电源的基本原理知识吗？
今天美恩斯带大家一起了解直流电源基本原理知识，在我们使用直流电源的过程中会遇到很多的问题还有故障。
所以我们要了解直流电源当中的很多部分的原理。
今天就详细的说一下以下这几点。
(1)电源的基本的原理：通过运行高频的开关技术把高的交流电压转化成pc电脑锁
需要的低级的直流电压。
(2)电源的工作流称：当我们使用的市电进入到直流电源当中，首先要经过扼流线
圈还有电容滤波去掉高频的杂波还有干扰的信号。
经过整流还有滤波得到高压
直流电，通过开关电路把直流电转化为高频脉动直流电。
在经过高频的变压器
进行降压，去除高频交流的部分，最后输出供电脑使用的低压的直流电。
(3)电源当中的传导干扰：传导干扰是用来衡量在整个电子产品的运行过程中队整
个电网发送电子干扰信号，所有的电子产品在使用的时候都会发出干扰的信号，
如果信号过大的话会导致整个电网的用电的质量，从而会影响到其他电器的正
常的运行，所以对传导干扰有了一个指标，就是禁止传导干扰过大的产品销售。
以上就是美恩斯对直流电源基本的原理的介绍，小编只是大致的介绍一下，也希望对大家有所帮助。
简单了解直流电源的四个部分。
你们了解直流电源的四个部分及用途吗？
今天美恩斯带你了解直流电源的四个部分，直流电源是一种能量的转换装置。
能够把其他形式的能量转换成电能。
来维持电流的稳恒流动。
直流电源的组成还有各个部分的作用
（1）电源变压器：将电网中的交流电压变换成所需要的交流电压。
（2）整流电路：把交流电压变成脉动的直流电压。
（3）滤波电路：过滤掉单方向脉冲的直流电压当中的谐波成分。
（4）稳压电路：在电网的电压跟负载发生变化的时候，能够使得输出的电压稳定。
直流电源的用途
直流电源主要是用来在科研单位或者实验室用来做可调电源或者是作为生产线上的产品寿命的试验的电源，它是首选，因为它有着完善的保护电路，能够满足消费者的需求，跟开关电源相比较的话，它有着精度高，纹波小，没有高频辐射的干扰，适用的场合广等特点一般直流电源能够给继电器还有电机老化、测试还有电阻器能够使用，直流电源有着很高的准确性还有高精度高稳定性的电子特性。
以上就是美恩斯对直流电源的讲解，希望对大家有所帮助。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
讨论1：对于基本串联型稳压电源的讨论
1. 若UO为10V～20V，R1＝R3 ＝1kΩ，则R2和UZ各为多少？
R 2 R 1 1K 20 U Z (V ) 3
2. 若电网电压波动±10％， UO为 10V～20V，UCES＝3V，UI至少选 取多少伏？
UI U O max U CE min 20 3 25.6( V ) 1 10% 0.9
2、 固定式集成稳压电源W7800系列
（1）W7800系列简介
输出电压：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V 输出电流：1.5A(W7800)、0.5A (W78M00)、0.1A(W78L00)
2、 固定式集成稳压电源W7800系列（续）
（2）基本应用
将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负 载电阻，构成串类型稳压电路。
思考题:
1、取样电阻的取值应大些还是小些，为什么？ 2、若电路输出纹波电压很大，则其原因最大的可能性是什 么？
10.5.2 集成线性稳压电源
1、 集成稳压电源分类
可调式 三端集成 稳压器 负稳压W79XX
固定式
正稳压W78XX
注：型号后XX两位数字代表输出电压值
10.5.2 集成线性稳压电源 (续)
3. 晶体管的电流放大系数为50，ICM＝2A，集成运放最大输 出电流为10mA，则最大负载电流约为多少？ 如何提高负载电流？
（4）电路的改进——实用串联型稳压电源
输出电流 取样电阻
限流型过流 保护电路
I E max
U BE R0
改进措施 1. 采用复合调整管； 2. 采用提供大脉冲负载电流措施； 3. 采用前置稳压电路； 4. 采用限流保护电路。
10.6.1 串联开关型稳压电路
1、换能电路的基本原理
T、D 均工作在开关状态。
uB＝UH时
调整管
续流 二极管
滤波电路
uB＝UL时
T饱和导通， D截止， uE≈ UI；L 储能，C 充电。 T截止， D导通， uE≈ － UD ；L 释放能量，C 放电。
图10.6.2 换能电路的波形分析
分析要点 ●uE为含有正直流分量的矩形 脉冲。 ●uO基本上是直流电压。
及性能。
第10章 直流电源
10.1 直流电源的组成及各部分的作用 10.2 单相整流电路 10.3 滤波电路
10.4 稳压管稳压电路
10.5 线性稳压电路 10.6 开关型稳压电路
10.5 线性稳压电路
10.5.1 串联型稳压电路的工作原理 10.5.2 集成线性稳压电路
10.5.1 串联型稳压电路的工作原理
10.6.2 并联开关型稳压电路
2、并联型稳压电路的组成及工作原理
脉宽调制式：
UO↑→ Ton↓（频率不变）→ δ↓→ UO ↓
反之，
UO ↓ → Ton↑（频率不变）→ δ↑→ UO ↑
课外作业
PP.345~346 10.9， 10.11， 10.12
END
串联型稳压电路的方框图
（2）串联型稳压电路的电路结构分析
比较放大 调整管 取样电阻
基准电压
调整管：是电路的核 心，UCE随UI和负载 产生变化以稳定UO。 基准电压：是UO的 参考电压。
取样电阻： 对UO 的取样，与基准电压共同决定UO 。 比较放大：将UO 的取样电压与基准电压比较后放大，决定 电路的稳压性能。
10.6.1 串联开关型稳压电路（续）
2、串联型稳压电路的组成及工作原理
脉冲宽度调制式：PWM电路作用： UO↑→ Ton↓→ δ↓→ UO ↓
其它控制方式： 脉冲频率调制式： UO↑→ T↑（脉宽不变）→ δ↓→ UO ↓ 混合调制式： UO↑→ T↑ Ton ↓→ δ↓→ UO ↓
在串联开关型稳压电路中 UO < UI，故为降压型电路。
1、 简易串联型稳压电路
为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。
I L (1 β ) IO UO U Z UBE
稳压原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压。
串联稳压原理
U O U I U CE
不管什么原因引起UO变化，都将通过UCE的调节 使UO稳定，故称晶体管为调整管。 若要提高电路的稳压性能，则应加深电路的负反 馈，即提高放大电路的放大倍数。
2、具有放大环节的串联型稳压电路 （1）电路 P330 图10.5.2
同相比例 运算电路
稳压原理：若由于某种原因使UO增大 则 UO↑→ UN↑→ UB↓→ UO↓
输出电压的调节范围
R1 R2 R3 R1 R2 R3 U Z UO UZ R2 R3 R3
R2 ) U REF R1
减小纹波电压
讨论3：W117的应用
3V U I－U O 40V 3mA I O 1.5A
决定于IOmin 两种情况：1.已知UI 1. R1的上限值为多少？ 2.自己选取UI 2. UO可能的最大值为多少？ 决定于W117的输出 3. 输出电压最小值为多少？ 4. UOmax＝30V，选取R1、 R2； 根据输出电压表达式 5. 已知电网电压波动±10％，输出电压最大值为30V， UI 至少取多少伏？ 输入电压最低、输出电压最高时，
使Co不通过 稳压器放电
抵销长线电感效应， 消除自激振荡
消除高频噪声
（3）输出电流扩展电路
为使负载电流大于三端稳压器的输出电流，可采 用射极输出器进行电流放大。
I L (1 β )(IO I R )
很小 二极管的作用：消除 UBE对UO的影响。
' UO UO UD UBE
' 若UBE= UD，则 U O U O
UI－UO＞3V。
10.6 开关型稳压电路
10.6.1 串联开关型稳压电路 10.6.2 并联开关型稳压电路
引言
开关型稳压电源的引出
线性稳压电源结构简单，调节方便，输出电压 稳定性强，纹波电压小。缺点是调整管工作在甲 类状态，因而功耗大，效率低（20％～49％）； 需加散热器，因而设备体积大，笨重，成本高。 若调整管工作在开关状态，则势必大大减小 功耗，提高效率，开关型稳压电源的效率可达70 ％～95％。体积小，重量轻。适于固定的大负载 电流、输出电压小范围调节的场合。
重点与难点
• 重点：全波整流电路，电容滤波电路，硅稳压管稳 压电路，串联稳压电路，集成稳压电源的应用。 难点：全波整流、电容滤波电路工作波形分析，开关 稳压电源的工作原理。
本次课教学要求
• 1、掌握串联稳压电路的工作原理
和输出电压的计算；
• 2、掌握集成稳压电源的应用； • 3、了解开关稳压电源的工作原理
W7900与W7800不同 之处是输出为负电压。 ±UO=? 1. 基准电压为多少？ 2. UO的表达式？ 3. 为使三端稳压器不因 输入端和输出端之间电 压太大而损坏，可采用 什么方法？
W78系列内部具有输入-输出压差过大保护电路，其原理是过 压时稳压管击穿，保护管导通，调整管被分流。
10.5.2 集成线性稳压电源 (续)
3、 可调式集成稳压电源
（1）W117系列简介
输出电压：1.25V 输出电流：1.5A（W117）、0.5A （W117M）、0.1A(W117L)
W117的原理框图
3、 可调式集成稳压电源(续)
(2) 应用电路
输出电压UREF＝1.25V，调整端电流只有几微安。
保护 稳压器
U O (1
稳压原理演示
（3）串联型稳压电源中调整管的选择
根据极限参数ICM、 U(BR)CEO、PCM 选择调整管。 应考虑电网电压的波动和负载电流的变化！
IEmax＝IR1＋ILmax≈ ILmax< ICM
UCEmax＝UImax－ UOmin < U(BR)CEO PTmax＝ IEmax UCEmax < PCM三端稳压器的ຫໍສະໝຸດ 出电压（4）输出电压扩展电路
R2 ' U O (1 ) U O I W R2 R1
IW为几mA，UO与三端 稳压器参数有关。
隔离作用
基准电压
R1 R2 R3 ' UO UO R1 R2
电路复杂
R1 R2 R3 ' UO R1
讨论2：集成稳压器W78/7900系列的应用
*脉宽调制电路的基本原理
电压 调整管 比较器 比较放大电路
将uP2看作比较器可变的参考电压， 分析uP2与uB占空比的关系
UP2↑
稳压原理：
δ↑
UO↓→ UN1 ↓→ UO1↑ (UP2↑)→uB的占空比δ↑→UO↑ UO↑→ UN1↑→ UO1 ↓(UP2↓)→uB的占空比δ↓→ UO↓
10.6.2 并联开关型稳压电路
●uL近似为交流的矩形脉冲， 故iL的交流分量近似为三角波。 ●uO的交流分量取决于电容 的充放电， iL的交流分量主 要流经电容，故uO的交流分 量 的每个周期大致为两段下 凹和上凸的抛物线组成。
返回
输出直流电压计算 P340
调整管
续流 二极管
滤波电路
Ton Toff UO UI ( U D ) δ U I T T 关键技术：大功率高频管，高质量磁性材料 稳压原理：若某种原因使输出电压升高，则应减小占空比。
1、换能电路的基本原理
要研究调整管在饱和导通和 截止状态下电路的工作情况。 uB＝UL时 uB＝UH时
T饱和导通， L 储能， D截止，C 对负载放电。
T截止，L产生感生电 动势， D导通；UI与L所 产生的感生电动势相加 对C 充电。
图10.6.5 换能电路的波形分析
分析要点 ●uO基本上是直流电压。 ●uL近似为交流的矩形脉冲， 故iL的交流分量近似为三角波。 ● L的直流电阻很小，故uL的 平均值接近零， uB的占空比 越大， uL的负向振幅越大， Uo越大。 ●电容放电时，uO按指数规律 下降；电容充电时，uO大致按 抛物线上升。当LC足够大时， uO的交流分量将足够小。