串联型直流稳压电源的设计
串联稳压电源教案
2008~2009学年度实习组公开课教案课程名称：电工实习课题名称：串联型稳压电源电路教案刘开林象山县技工学校20XX年05月25日《串联型稳压电源电路》教学设计【学情分析】：知识水平：学生对电工实习了已经一个星期，主要是电力拖动方面的，对电有了一定的理解，也会使用万用表的一部分功能，但对电方面知道的还是很少；基本上没有独立研究问题，解决问题的能力。
技能水平：绝大部分的学生对实践操作很感兴趣，动手也很积极，但是不怎么动脑，操作中存在蛮干，少数几位学生动手能力不强。
学习态度：很多学生很想学，但不愿意花时间和精力去操作，老师布置的课题不能保证全部完成；对理论知识是极有抵触，只动手做；部分学生没有耐心，缺少细心。
【教学策略的设计思路】：电工学是一门理论性很强的学科，没有学好理论就不能很好的实践操作，而学生最讨厌学的就是理论。
因为理论很枯燥，而且很难听懂，不懂的结果就是不听，所以在这节理论为主的实践教学中，将很难的理论知识用学生所熟悉的、以前学过的知识来对比，让他们感觉到听这课能听懂，不累。
而且理论也是后面进行调试必需掌握的内容，在调试前还要再讲一次，并对要调试的点的测试的数据分析，引导学生进行自己动手调试，自行分析。
在操作要领上，进行概括，列出要点，再将要点中要注意事项讲明，再讲细节，并在学生实践操作过程中进行指导，对出现的问题对全部学生进行提示。
为了督促学生完成线路的安装和调试，所以将任务进行分解，分成小任务，并及时进行检查和指导，让学生能够顺利的完成任务，将电源调试成功。
教学过程课堂后记：这堂有一半的理论课，这是正确焊接的保证，也为后面的调试作准备，如果没有这课，那整个课题也没办法进行开展，虽然学生不愿意听，只想动手，没有理论只能盲目的操作，而且这堂课的知识内容又能拓展到数控的控制理论，也有助于学生对机床的控制有个了解，有利于其今后的学习和工作。
后面的操作要领背后都有很强的理论，例如不虚焊等，后面学生的实践也是在理论的指导下才会掌握要领，只有理实一体化教学方能将知识传授给学生。
直流稳压电源的研究与设计
图2 分立元件Βιβλιοθήκη 成的串联型稳压电源电路是由运放组成的串联型稳压电源的电路图， 图3是由运放组成的串联型稳压电源的电路图，其工 是由运放组成的串联型稳压电源的电路图 作原理同图2的工作原理类似 的工作原理类似。 作原理同图 的工作原理类似。 可见，稳压过程实质上是一个闭环的电压负反馈过程。 可见，稳压过程实质上是一个闭环的电压负反馈过程。 目前已广泛采用集成电路稳压器来完成稳压过程，使直流 目前已广泛采用集成电路稳压器来完成稳压过程， 稳压电源的设计、安装和调试变得简单、易于实现。 稳压电源的设计、安装和调试变得简单、易于实现。
直流稳压电源的研究与设计
一、实验目的
1. 学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳 学会选择变压器、整流二极管、 器来设计直流稳压电源。 压 器来设计直流稳压电源。 2. 掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。 掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。
二、实验原理
电子设备一般都需要直流电源供电。 电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电 除了少数直接利用干电池和直流发电机外， 除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是 采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。 采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
质量指标1稳压系数sr负载电流io和环境温度不变的情况下输入电压的相对变化和输出电压的相对变化之比2电流调整率si3输出电阻ro当电压和温度不变时因rl变化导致负载电流变化了io相应的输出电压变化了uo两者比值的绝对值为输出电阻ro4温度系数st5纹波电压和纹波抑制比1集成稳压器的选择选择集成稳压器主要依据输出电压负载电流等性能指标
直流稳压电源由电源变压器T、整流、滤波和稳压电路四 部分组成，其原理框图如图1 所示。电网供给的交流电压 u1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的 交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间 变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到 比较平直的直流电压uI。但这样的直流输出电压，还会随交 流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求 较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更 加稳定。
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。
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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。
串联稳压电路的分析
一、简易串联稳压电源1、原理分析图4－1－1是简易串联稳压电源，T1是调整管，D1是基准电压源，R1是限流电阻，R2是负载。
由于T1基极电压被D1固定在UD1，T1发射结电压（UT1）BE在T1正常工作时基本是一个固定值（一般硅管为0.7V，锗管为0.3V），所以输出电压UO＝UD1－（UT1）BE。
当输出电压远大于T1发射结电压时，可以忽略（UT1）BE，则UO≈UD1。
下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理：假设由于某种原因引起输出电压UO降低，即T1的发射极电压（UT1）E降低，由于UD1保持不变，从而造成T1发射结电压（UT1）BE上升，引起T1基极电流（IT1）B上升，从而造成T1发射极电流（IT1）E被放大β倍上升，由晶体管的负载特性可知，这时T1导通更加充分管压降（UT1）CE将迅速减小，输入电压UI更多的加到负载上，UO得到快速回升。
这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示：UO↓→（UT1）E↓→UD1恒定→（UT1）BE↑→（IT1）B↑→（IT1）E↑→（UT1）CE↓→UO↑当输出电压上升时，整个分析过程与上面过程的变化相反，这里我们就不再重复，只是简单的用下面的变化关系图表示：UO↑→（UT1）E↑→UD1恒定→（UT1）BE↓→（IT1）B↓→（IT1）E↓→（UT1）CE↑→UO↓这里我们只分析了输出电压UO降低的稳压工作原理，其实输入电压UI降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似，最终都是反应在输出电压UO降低上，因此工作原理大致相同。
从电路的工作原理可以看出，稳压的关键有两点：一是稳压管D1的稳压值UD1 要保持稳定；二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。
其实还可以用反馈的原理来说明简易串联稳压电源的工作原理。
由于电路是一个射极输出器，属于电压串联负反馈电路，电路的输出电压为UO＝（UT1）E≈（UT1）B，由于（UT1）B保持稳定，所以输出电压UO也保持稳定。
串联型直流稳压电源.课件
输出电压不稳定可能是由于电源内部稳压电路故障、输出电容容量减小 或漏电等原因。应检查电源的稳压电路和输出电容，排除故障。
03
过热
电源过热可能是由于散热不良、负载过大或电源内部电路故障等原因。
应加强散热措施、减小负载或检查电源的内部电路，排除故障。
维护与保养
定期清洁
定期清洁电源外壳表面，保持清洁卫生。
高稳定性
随着电子设备在各个领域的广泛应用，对电源的稳定性要求也越来越高。串联型直流稳压 电源的高稳定性能够保证电子设备的稳定运行，提高设备的使用寿命和可靠性。
高可靠性
在许多关键领域，如医疗、航空航天、军事等，设备的可靠性至关重要。串联型直流稳压 电源的高可靠性能够保证在这些领域中设备的正常运行，避免因电源故障而引起的安全事 故。
检查保险丝
定期检查并更换电源的保险丝，确保电源的正常运行。
定期维护
定期对电源进行全面维护，包括清洁内部灰尘、检查连接线是否松 动或破坏、检查元件是否老化或破坏等。
串联型直流稳压电源的发展
06
趋势与展望
高效率、高稳定性、高可靠性
高效率
随着能源危机的加剧，节能减排成为全球共同关注的问题。串联型直流稳压电源的高效率 能够减少能源浪费，降低碳排放，符合绿色环保的发展趋势。
分类与用途
分类
根据输出电压的调节方式，串联型直流稳压电源可分为模拟式和开关式两类。模拟式稳压电源 通过连续改变调整管的导通程度来稳定输出电压，而开关式稳压电源则是通过改变调整管的开 关状态来调节输出电压。
用途
串联型直流稳压电源广泛应用于各种电子设备和仪器中，如通讯设备、测量仪器、计算机、医 疗器械等，为这些设备提供稳定的直流电源，保证其正常工作。
串联型稳压电源的设计与Multisim仿真
串联型稳压电源的设计与Multisim仿真作者：王朝红来源：《中国新技术新产品》2009年第23期摘要:在电子技术日益发展的今天,EDA技术的发展相当迅猛。
当今时代,EDA技术已在教学、科研、电子产品设计与制造等方面发挥着巨大的作用。
利用EDA工具,电子工程师不仅可以在计算机上进行电子产品的原理设计,还可以将电子产品从电路设计、仿真、性能分析到设计出PCB印制板的整个过程在计算机上完成。
在教学方面,学生通过EDA的学习演练,掌握用EDA技术进行电子电路的设计、电路的模拟仿真,从而为今后从事电子技术设计工作打下基础。
关键词:电子电路;设计;仿真Multisim7是电子电路设计与仿真方面的EDA软件,其最强大的功能是用于电路的设计与仿真,因此,也称之为虚拟电子实验室或电子工作平台。
在任一台计算机上,利用Multisim7均可以创建电子虚拟实验室,可以用Multisim7软件进行电路设计并仿真,它改变了传统的教学模式。
1 直流稳压电源设计设计要求:设计并制作串联型直流稳压电源,其输出电压调整范围为9~12V,额定输出电流IL=100mA,电网电源波动±10%,稳压系数Sr1.1 基本原理串联型直流稳压电源是由整流、滤波和稳压三部分组成的。
桥式整流电路加上电容滤波后,使输出的波形更平滑,并能够提高输出的直流电压;稳压部分,一般有四个环节:调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。
当电网电压或负载变动引起输出电压Uo变化时,取样电路将输出电压Uo的一部分馈送给比较放大器与基准电压进行比较,产生的偏差电压经放大后去控制调整管的基极电流,自动地改变调整管的集-射极间电压,补偿Uo的变化,从而维持输出电压基本不变。
1.2 初定电路根据设计题目要求,输出电流为100mA较大,所以选用由两个三极管组成的复合管,从稳压调节范围考虑,选择带有可变电阻器的取样电路,由此初定电路原理图如图1所示,通过参数计算和仿真测试,再修改电路,使之满足设计要求。
串联稳压电路
R1
R2 R3
R3 UZ
一般可以将串联式稳压电路分成由基准电压、 比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。
调整元件
+
+
T
UI
+ _
基
比 较
取
准
UR
放 大
FUO
样
+ _C2
RL UO
–
–
调整元件
+
+
T
UI
+ _
基
比 较
取
准 UR
放 大 FUO
样
+ _C2
RL UO
–
–
调整元件T：与负载串联，通过全部负载电流。可以是单个功 率管，复合管或用几个功率管并联。
三、一种实际的串联式稳压电源
+
R3
UI _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ UB2 R2
+
RL UO _
1）稳压原理 当 UI 增加或输出电流减小使 Uo升高时
Uo
UB2
UBE2( = UB2-UZ）
Uo
UC2
+
R3
UI _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ UB2 R2
+
RL UO _
能带间隙基准电压电路）。
该电路输出电压较低但温度稳定性好，故常用 于低电压电源电路中。常用的有： LM285（1.2V）、LM236（1.2V）、MC1403 （2.5V）、LM336（2.5V）、LM385（2.5V）等。
这类基准电压电路还可方便地转换成1.2V~10V 的基准电压电路，使之广泛应用于集成稳压器；数 据转换（A/D、D/A）及集成传感器中。
5V,12V直流稳压电源的设计
1。
晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成（1)电路图1-1晶体管稳压电路（2)框图图1—2框图1。
2工作原理图1-3稳压过程（1）电路各部分作用通过变压器的降压作用的到一个交流的低电压，然后通过桥式整流电路将交流的信号转换为单向脉动电压，在通过滤波电路来的到稳定的直流，其中通过晶体管来进行稳压。
最后有一个过载保护电路。
最后有一个分压电路输出电压。
（2）稳压原理我们结合图1—1来分析,当由于外界原因导致电压升高时，输出电压升高，此时由于电阻R7的分压作用，导致V B3升高，继而使得V C3减小，又因为V C3的等于V B2，使得V CE1增大，由于电路整体是一个串联型电路，所以使得Vo减小。
同理，当输出电压减小时,导致V B3减小,进而使得V C3增大，接着使得V CE1减小，继而使得V O增大。
从而达到了稳压效果。
1.3主要技术指标（1）输入电压：AC: ～220V（2）输出直流稳压：DC:3V、4。
5V、6V三档。
（3）输出直流电流：额定值150mA，最大值 300mA.(4）具有过载,短路保护，故障消除后自动恢复。
2. 直流稳压电源2。
1直流稳压电源的组成图2—1直流稳压电源组成2.1.1整流电路组成及原理整流电路的任务：交流电压转变为单向脉动的电压(图2—2）。
技术指标：衡量整流工作性能的参数输出电压平均值V O（AV）：反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。
脉动系数S：反映整流输出电压中交流成分的大小，用来衡量整流电路输出平滑程度.S= V Or / V O（AV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类：1、半波整流（图2—3)图2-3半波整流(1）工作原理：u2 〉0 时：二极管导通,忽略二极管正向压降，u o=u2u2<0时：二极管截止, u o=0注：分析时，把二极管当作理想元件,即正向导通电阻为零，反向电阻穷无穷大.(2）输出电压平均值（Uo），输出电流平均值（Io ）(图2—4）图2—4波形图（3）二极管上的平均电流及承受的最高反向电压（图2-5）图2—5承受最高电压二极管上的平均电流：I D= I O承受的最高反向电压:Umax=2U22.全波整流（图2-6）图2—6全波整流（1)工作原理变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压U2当U2正半周时: D1导通,D2截止。