串联型稳压电路课件
串联型稳压电路说课
串联型直流稳压电路
教法与学法
教法：任务驱动法、讲授法、提问法、演示法等。
教学手段：采用多媒体辅助教学，结合模拟实验箱，
实现理论结合实验的一体化教学模式。
学法：问答、实验、观察、比较、归纳。
教学过程
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
复习旧课，引入新课 (5分钟) 新课讲授（25分钟） 实验（50分钟） 课堂小结（8分钟） 布置作业（2分钟）
教学过程时间分配
串联型直流稳压电路
一、复习旧课，引入新课
1、直流稳压电路的分类；
2、并联型稳压电源的优点和缺点。
提问法
二、新课讲授
投影电路图 讲授 法 电路组成 元件作用
听、记
二、新课讲授
投影电路图 讲授 法 互动 电路组成 元件作用
稳压过程
听、记
思考、回答
1、当负载不变，电网电压波动使输入升高或降低时
课 题 地 位
教 学 目 标
学 生 情 况
教 法 与 学 法
教 学 过 程
串联型直流稳压电路
课题地位
直流电源是小型家电使用最多的电源，也是近年
电子产品装配与调试技能竞赛必有的部分，串联型直
流稳压电源是直流电源的重要一种，是《电子技术基 础》课程的重点教学内容之一，本课题具有一定代表 意义。
串联型直流压电路
2、当输入电压不变，负载变大或变小时 U1↑→UL↑→Ub2↑→Ube2↑→Ic2↑→UC2↓→Ube1↓→ Ic1 ↓→ Uce1↑→UL↓
二、新课讲授
投影电路图 讲授 法 互动 实验 法 电路组成 元件作用
稳压过程
听、记
思考、回答
串联型三极管稳压电路
串联型三极管稳压电路1.电路构成用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。
在基极电路中，V DZ与Ｒ组成参数稳压器。
图 8.3 串联型三极管稳压电路2. 工作原理〔实验〕：①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。
②保持输入电压U i不变，改变R L，观察U0。
③保持负载R L不变，改变U L，观察U0。
结论：输出电压U0基本保持不变。
该电路稳压过程如下：（１）当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下：（２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下：（３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。
8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路1．电路组成在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。
可使输出电压更加稳定。
图８．４带放大电路的串联型稳压电路取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。
基准电路：由ＲZ、V DＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证V DＺ有一个合适的工作电流。
比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。
调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。
串联型直流稳压电路-完整版课件
图 10.6.3
IL
二、截流型保护电路
过载时，T2 导通，引起正反馈过程：
图 10.6.5
IC2 IB1 UO UE2 UBE2
IC2 使 VT2 饱和，输出电压下降到 1 V 左右。
负载故障排除后，IL 减小，引起正反馈过程：
UR4 UB2 IC2 IB1 UO UE2
10.6 串联型直流稳压电路
10.6.1 电路组成和工作原理
采样电路：R1、 R2、 R3 ； 基准电压：由 VDZ 提供； 稳压过程：
图 10.6.1
放大电路：A； 调整管：VT；
UI 或 IL UO UF UId UBE IC
UO
UCE↑
10.6.2 输出电压的调节范围
由于 U+ = U- ，UF = UZ ， 所以
UZ
UF
R2 R3 R1 R2 R3
UO
则：
UO
R1 R2 R3 R2 R3
UZ
图 10.6.1
串联型直流稳压电路
当 R2 的滑动端调至最上端时，UO 为最小值
当 R2 的滑动端调至最下端 时，UO 为最大值，
10.6.3 调整管的选择
一、集电极最大允许电流 ICM
ICM ≥ ILmax IR
二、集电极和发射极之间的最大允许电压 U(BR)CEO
U(BR)CEO ≥ UImax 1.1 2U2
三、集电极最大允许耗散功率 PCM
PC UCEIC (UI - UO )IC PCM ≥ (UImax - UOmin ) ICmax (1.1 1.2U2 - UOmin ) IEmax
稳压电路的输入直流电压压器副边电压为：
U2
1.1
串联型开关稳压电路
1 50
0.02
s
取 RLC
4 T 2
0.04 s
C 0.04s 1 000 F 40
18 2020/1/28
2．电感滤波电路
电感滤波适用于负载电流较大的场合。它的缺点是制 做复杂、体积大、笨重且存在电磁干扰。
2020/1/28
桥整流电感 滤波电路
19
12.2 稳压二极管稳压电路
当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得
到正弦波的负半周。
在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一
个方向的单向脉动电压。
单相全波整流电压的平均值为：
Uo
1
0
2U2 sin td(t) 2
2
U
2
0.9U2
9 2020/1/28
流过负载电阻RL的电流平均值为：
Io
ID
Io
0.45 U 2 RL
二极管截止时承受的最高反向电压为u2的最大值为：
U RM U 2M 2U 2
2020/1/28
6
2．单相桥式整流电路
7 2020/1/28
2020/1/28
单向桥式整流 电路工作波形
8
当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上单向半波整流电 路及工作波形
4 2020/1/28
输出整流电压的平均值为：
1
Uo 2 0
2U2 sin td(t)
2
U2 0.45U2
流过负载电阻RL的电流平均值为：
Io
Uo RL
0.45 U 2 RL
流经二极管的电流平均值与负载电流平均值相等为：
稳压电路简介
稳压电路简介交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动，因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。
(1 ）稳压管并联稳压电路用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路。
图中 R 是限流电阻。
这个电路的输出电流很小，它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。
(2 ）串联型稳压电路有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。
它的电路和框图见图 4 （ b ）、（ c ）。
它是从取样电路（ R3 、 R4 ）中检测出输出电压的变动，与基准电压（ V Z ）比较并经放大器（ VT2 ）放大后加到调整管（ VT1 ）上，使调整管两端的电压随着变化。
如果输出电压下降，就使调整管管压降也降低，于是输出电压被提升；如果输出电压上升，就使调整管管压降也上升，于是输出电压被压低，结果就使输出电压基本不变。
在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路，如用复合管作调整管，输出电压可调的电路，用运算放大器作比较放大的电路，以及增加辅助电源和过流保护电路等。
（ 3 ）开关型稳压电路近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。
它的调整管工作在开关状态，本身功耗很小，所以有效率高、体积小等优点，但电路比较复杂。
开关稳压电源从原理上分有很多种。
它的基本原理框图见图 4（ d ）。
图中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元件，二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电流通路的续流二极管。
开关稳压电源的开关频率都很高，一般为几～几十千赫，所以电感器的体积不很大，输出电压中的高次谐波也不多。
它的基本工作原理是 : 从取样电路（ R3 、 R4 ）中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。
矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管（ VT ）的导通和截止时间的。
如果输出电压 U 0 因为电网电压或负载电流的变动而降低，就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽，于是调整管导通时间增大，使 L 、 C 储能电路得到更多的能量，结果是使输出电压 U 0 被提升，达到了稳定输出电压的目的。
串联型稳压电路课件
（3）稳压原理
脉宽调制式： UO↑→ Ton↓（频率不变）→ δ↓→ UO ↓
21
22
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。
12
13
构成开关型稳压电源的基本思路
将交流电经变压器、整流滤波 得到直流电压 ↓
控制调整管按一定频率开关，得到矩形波 ↓
滤波，得到直流电压
在串联开关型稳压电路中 UO < UI，故为降压型电路。
17
④ 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
uP2与uB1占空比 的关系 UP2↑
稳压原理：
δ↑
UO↑→ UN1↑→ UO1 ↓(UP2↓)→uB1的占空比δ↓→ UO↓
UO↓→ UN1 ↓→ UO1↑ (UP2↑)→uB1的占空比δ↑→UO↑
UO
U
' O
UD
U BE
二极管的作用：消除 UBE对UO的影响。
若UBE= UD，则
UO
U
' O
三端稳压器的输出电压
9
（4）输出电压扩展电路
隔离作用
UO
(1
R2 R1
)
U
' O
I W R2
IW为几mA，UO与三端 稳压器参数有关。
基准电压
R1 R2 R3 R1 R2
U
' O
UO
R1
R2 R1
三、串联型稳压电路
1. 基本调整管稳压电路
为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。
IL (1 )IO UO U Z U BE 稳压原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压。
上课稿--串联形状稳压电路
=
R1 + RW
R2 +
+ RW R2
UZ =4.74.+74+.74+.74.74=6V
UOmax
=
R1
+
R2 R2
+
RW
UZ
=4.7
+ 4.7+ 4.7
4.74=12V
(3) 输出电压的确定和调节范围
+
R3
UI _
T1 R
R1
T2
RW1 RW
RW2
UZ UB2 R2
+
RL UO _
因为：UZ
+UBE
串联型稳压电路方框图
稳压原理
+
R3
T1 R
R1
UI
UC2
T2
RW1 RW RW2
_
（UB1 ）
UZ UB2 R2
+
RL UO _
当 UI 增加或输出电流减小使 Uo升高时
Uo
UB2
UBE2=（UB2-UZ）
Uo
UC2 （UB1 ）
2.工作原理
பைடு நூலகம்
实质：电压负反馈
iC/mA
Q` Q
vCE/V
1．输入电压变化时
3. 分立元件组成的串联式稳压电源
T1调整管
R1 、 RW 、R2采样电阻
+
R3
UI _
T1 R
R1
T2
RW1 RW
RW2
UZ UB2 R2
+
RL UO _
R3 、 T2比较放大 R 、 UZ基准电压
在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来
串联可调稳压电源课件
变压器绕组
分为初级绕组和次级绕组 ，初级绕组接输入电压， 次级绕组接输出电压。
整流电路
整流电路
将交流电转换为直流电， 为后续电路提供直流电源 。
整流二极管
利用二极管的单向导电性 实现整流功能。
整流电路类型
半波整流、全波整流、桥 式整流等。
滤波电路
滤波电路
电感滤波
将整流后的脉动直流电转换为平滑的 直流电。
绿色能源的整合
串联可调稳压电源应积极整合绿色能源，如太阳能、风能等，以实现能源的可持续发展和环境保护。
Байду номын сангаас5
串联可调稳压电源的实际应用案 例
在电子设备中的应用
串联可调稳压电源在电子设备中主要用于提供稳定的直流电压，以确保电子设备 正常工作。
例如，在电脑、手机、电视等电子产品中，串联可调稳压电源能够确保主板、显 示屏等部件得到稳定的电压供应，从而保证产品的性能和稳定性。
2. 在长时间不使用时，应关闭电源 以节省能源。
3. 注意保持设备清洁，定期除尘，确 保散热良好。
常见故障与排除方法
常见故障 1. 无输出电压。 2. 输出电压不稳定。
常见故障与排除方法
排除方法 2. 检查电位器是否正常，如有故障需更换。
1. 检查电源线是否完好，如有破坏需更换。 3. 检查内部电路是否正常，如有故障需维修或更换。
串联可调稳压电源的优缺点
优点
结构简单、价格便宜、调节方便、稳定性较好。
缺点
效率较低、有较大的热量产生、对电网有较大的谐波干扰。
02
串联可调稳压电源的组成与电路 分析
电源变压器
01
02
03
电源变压器
将电网电压转换为所需电 压等级，为整个稳压电源 提供输入电压。
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UO
U
' O
UD
U BE
二极管的作用：消除 UBE对UO的影响。
若UBE= UD，则
UO
U
' O
三端稳压器的输出电压
（4）输出电压扩展电路
隔离作用
UO
(1
R2 R1
)
U
' O
I W R2
IW为几mA，UO与三端 稳压器参数有关。
基准电压
R1 R2 R3 R1 R2
U
在串联开关型稳压电路中 UO < UI，故为降压型电路。
④ 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
uP2与uB1占空比 的关系 UP2↑
稳压原理：
δ↑
UO↑→ UN1↑→ UO1 ↓(UP2↓)→uB1的占空比δ↓→ UO↓
UO↓→ UN1 ↓→ UO1↑ (UP2↑)→uB1的占空比δ↑→UO↑
三、串联型稳压电路
1. 基本调整管稳压电路
为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。
IL (1 )IO UO U Z U BE 稳压原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压。
调整管的作用及如何提高稳压性能
UO U I UCE 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。
只有L足够大，才能升压；只有C足够大，输出电压交 流分量才足够小!
（3）稳压原理
脉宽调制式： UO↑→ Ton↓（频率不变）→ δ↓→ UO ↓
第二节：串联型稳定电路。
一． 电路结构。 二． 原理。 三． 输出电压计算。 四、主要特性。
串联稳压电源电路
A
V1 2073
B
R4 2k
R3 R1
470 150
R5
Hale Waihona Puke 2k12v~
C1 470uf
C D V2
Rw 470
C2 RL 220uf 100Ω1w
9013
Vw
R2 200
O
三、集成稳压电源
UO
Ton T
UI
Toff T
(UD )
UI
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。
③ 稳压原理
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 ↓
2. 串联开关型稳压电路
（1）基本电路 ① 电路组成及工作原理
T、D 均工作在开关状态。 uB＝UH时
调整管 续流 二极管
uB＝UL时
滤波电路
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。
② 波形分析及输出电压平均值
调整管 续流 滤波电路 二极管
3. 并联开关型稳压电路（升压型）
（1）工作原理
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。
（2）输出电压
＋－
＋
－
在周期不变的情况下， uB占空比越大，输出电压 平均值越高。
' O
UO
R1
R2 R1
R3
U
' O
电路复杂
2. 基准电压源三端稳压器 W117
输出电压UREF＝1.25V，调整端电流只有几微安。
保护 稳压器
UO
(1
R2 R1
) U REF
减小纹波电压
五、开关型稳压电路
1. 开关型稳压电源的特点
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。
构成开关型稳压电源的基本思路
将交流电经变压器、整流滤波 得到直流电压 ↓
控制调整管按一定频率开关，得到矩形波 ↓
滤波，得到直流电压
引入负反馈，控制占空比，使输出电压稳定。
1、种类：正输出电压w78×× 负输出电压W79××
后2位数为电压值。 • 2、管脚排列。
3、电路结构。
四、集成稳压器（三端稳压器）
1. W7800系列
（1）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）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。
使Co不通过 稳压器放电
消除高频噪声 抵销长线电感效应， 消除自激振荡
（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。
IL (1 )(IO IR )
很小