2-3直流稳压电源
直流稳压电源原理
直流稳压电源原理1.整流电路：直流稳压电源通常使用变压器将交流电转换为较低的交流电压。
接下来，交流电通过整流电路，将交流电转换为直流电流。
经过整流的电流是脉动的，其中包含了交流电的频率成分。
2.滤波电路：为了消除整流电路中产生的脉动电流，需要使用滤波电路。
滤波电路通常使用电容器或电感器来滤除脉动电流中的交流成分，从而得到相对平坦的直流电流。
通过合理选择电容或电感元件的数值，可以实现较好的滤波效果。
3.稳压电路：稳压电路是直流稳压电源中最重要的部分。
它的作用是根据实际需要，对输出电压进行精确的调节和稳定。
常见的稳压电路包括三端稳压器、开关稳压器和线性稳压器。
其中，线性稳压器是最简单和常用的一种，通过调整稳压管或稳压芯片的工作状态，来控制输出电压的稳定性。
4.过载保护电路：为了保护直流稳压电源和被供电设备，通常需要设计过载保护电路。
过载保护电路可以监测并及时处理过载情况，以防止电源过载或短路等故障。
常见的过载保护电路包括过流保护、过压保护和过热保护等。
总结起来，直流稳压电源的原理就是将交流电转换为稳定的直流电，并通过滤波、稳压和过载保护等电路来实现。
这样可以保证供电设备得到稳定的直流电源，以确保其正常工作和性能。
除了以上介绍的基本原理，直流稳压电源还可以根据实际需求添加其他功能电路，例如短路保护、起动和停机控制、过电压保护和低压保护等。
不同类型的直流稳压电源在工作原理和电路设计上可能会有所不同，但主要目标都是提供稳定、可靠的直流电源，以满足不同设备的工作需求。
直流稳压电源的分类及原理
直流稳压电源的分类及原理直流稳压电源是一种能够将交流电转换为稳定的直流电并提供给各种电器设备使用的装置。
它主要由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
根据其输出方式和输出电压特点，可以将直流稳压电源分为线性稳压电源和开关稳压电源。
一、线性稳压电源线性稳压电源是利用线性元件（如二极管、三极管、场效应管等）将交流电转换为直流电，并通过稳压电路将输出电压维持在稳定的水平。
线性稳压电源的原理如下：1.变压器：将输入电源的电压变换为适合的电压，通常会降低电压。
2.整流电路：通过二极管或三极管将交流电转换为半波或全波的脉动直流电。
3.滤波电路：使用电容器对脉动电流进行滤波，使得输出电流平滑化。
4.稳压电路：通过负反馈机制控制输出电压，使其保持在稳定值。
线性稳压电源具有输出电压稳定性高、噪声和纹波小等优点，适用于对电压稳定性要求较高的场合，如科研实验、仪器设备等。
但由于采用了线性元件，效率较低，体积较大，无法满足高功率需求。
二、开关稳压电源开关稳压电源是利用开关管（如MOSFET、IGBT等）进行高频开关操作，实现输入交流电转换为稳定的直流电的一种电源。
开关稳压电源的原理如下：1.变压器：将输入电源的电压变换为适合的电压，通常会升降电压。
2.整流电路：通过开关管的高频开关操作，将输入电源转换为高频脉冲信号。
3.滤波电路：使用电感和电容对高频脉冲信号进行过滤，使输出电流平滑化。
4.稳压电路：通过负反馈机制控制开关管的开关频率和占空比，使输出电压稳定。
开关稳压电源具有体积小、效率高、功率大等优点，适用于工业控制、通信设备、变频器等大功率、高效率的应用场合。
但开关频率较高，容易产生高频噪声，需要进行精确的电磁干扰控制。
总结来说，直流稳压电源主要分为线性稳压电源和开关稳压电源两种类型。
线性稳压电源适用于对电压稳定性要求较高的场合，而开关稳压电源适用于功率较大、效率要求高的场合。
不同类型的稳压电源具有各自的特点和适用范围，根据实际需求选择合适的类型和规格的电源是非常重要的。
直流稳压电源实验报告
实验报告——直流稳压电源班级：13专电子2班学号：2013253827姓名：冯杰指导老师：戴仁村一、课程内容的概述各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。
当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。
当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。
超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。
通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。
袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。
不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。
可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。
由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。
提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。
直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。
直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
二、电路的设计框图及概述1、直流稳压电源设计思路①电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。
直流稳压电源原理
直流稳压电源原理
直流稳压电源是一种电源设备，其原理是通过电子元件和控制电路来提供相对稳定的直流电压输出。
直流稳压电源的原理基于负载的要求，旨在提供具有良好稳定性和准确度的直流电压。
其基本原理包括：
1. 变压器：直流稳压电源通常使用变压器将交流电源的电压转换为所需的工作电压。
变压器可以将输入电压转换为高电压或低电压的输出。
2. 整流：经过变压器转换后，电流需要经过整流电路，将交流电转换为直流电。
常用的整流电路有半波整流和全波整流。
3. 滤波：由于整流产生的直流电压仍然存在纹波，需要使用滤波电路来削弱或消除这些纹波。
常用的滤波电路是电容滤波电路，通过电容器存储电荷和将其释放来消除纹波。
4. 稳压: 电容滤波后得到的直流电压仍然可能存在一定的波动或变化。
为了提供稳定的直流输出，需要使用稳压电路，如稳压二极管、稳压集成电路等，来调整电压并使其保持在一定范围内。
5. 控制电路：直流稳压电源通常配备有控制电路，用于监测输出电压，并根据需要调整电压以保持其稳定性。
这些控制电路可以根据外部信号或内部反馈来实现。
通过以上步骤，直流稳压电源可以提供相对稳定的直流电压输出，以满足各种应用领域对电源的要求。
简述直流稳压电源的基本功能
简述直流稳压电源的基本功能什么是直流稳压电源直流稳压电源（DC Regulated Power Supply）是一种将交流电转化为直流电并提供稳定电压输出的设备。
它通过内部电路对输入电压进行转换、整流、滤波和稳压等处理，从而提供一个稳定可靠的直流电源供电给电子设备使用。
直流稳压电源广泛应用于电子工程、实验室、通信设备以及工业自动化等领域，其功能多样化且具有稳定性强、响应速度快等特点。
直流稳压电源的基本功能1. 稳定输出电压直流稳压电源的主要功能之一是提供稳定的输出电压。
通过内部稳压电路的控制和反馈机制，直流稳压电源可以实时调整输出电压，以保持在设定的稳定值范围内。
稳定输出电压是直流稳压电源的基本要求，它能够有效保护被供电设备的正常运行，并降低电子元件的损坏风险。
2. 可调电压和电流直流稳压电源通常具有可调节输出电压和电流的功能。
用户可以通过旋钮、按钮或数字输入方式对输出电压和电流进行调整。
这个功能使得直流稳压电源适用于不同类型的电子设备，可以根据需要提供不同的电压和电流输出。
3. 短路保护和过载保护直流稳压电源内置了短路保护和过载保护功能，能够在供电设备发生短路或过载情况时自动切断电源输出，以保护供电设备和稳压电源本身的安全。
短路保护和过载保护是直流稳压电源应具备的重要功能，能够有效预防因电路故障而引起的意外事故。
4. 超低纹波和噪声直流稳压电源会通过滤波电路减小输出电压中的纹波和噪声。
纹波指的是输出电压中存在的交流成分，噪声则是指输出电压中的随机波动信号。
通过降低纹波和噪声水平，直流稳压电源能够提供高质量的直流电源，适用于对电源干扰要求较高的设备。
5. 温度保护直流稳压电源还常常具备温度保护功能，可以通过内置传感器实时监测设备内部的温度，并在温度过高时自动切断供电。
温度保护功能能够防止电源过热，保护电子设备的正常运行。
6. 数字化控制和远程控制现代直流稳压电源通常具备数字化控制和远程控制的功能。
直流稳压电源的技术指标
直流稳压电源的技术指标直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入直流稳压电源电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
1、特性指标（1）输出电压范围符合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。
该指标的上限是由最大输入电压和最小输入－输出电压差所规定，而其下限由直流稳压电源内部的基准电压值决定。
（2）最大输入－输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入－输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。
（3）最小输入－输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入－输出之间的电压差值。
（4）输出负载电流范围输出负载电流范围又称为输出电流范围，在这一电流范围内，直流稳压电源应能保证符合指标规范所给出的指标。
2、质量指标（1）电压调整率SV电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的优劣的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表征当输入电压VI变化时直流稳压电源输出电压VO稳定的程度，通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。
电压调整率公式见图2－2－1。
（2）电流调整率SI电流调整率是反映直流稳压电源负载能力的一项主要自指标，又称为电流稳定系数。
它表征当输入电压不变时，直流稳压电源对由于负载电流（输出电流）变化而引起的输出电压的波动的抑制能力，在规定的负载电流变化的条件下，通常以单位输出电压下的输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。
电流调整率公式见图2－2－2。
（3）纹波抑制比SR纹波抑制比反映了直流稳压电源对输入端引入的市电电压的抑制能力，当直流稳压电源输入和输出条直流稳压电源件保持不变时，纹波抑制比常以输入纹波电压峰－峰值与输出纹波电压峰－峰值之比表示，一般用分贝数表示，但是有时也可以用百分数表示，或直接用两者的比值表示。
直流稳压电源的构成
直流稳压电源的构成
直流稳压电源主要由以下几个部分构成：
1.变压器：用于将市电的交流电压变换为所需的直流电压，具有降压或升压的功能。
2.整流电路：用于将变压器输出的交流电压转换为直流电压。
常见的整流电路包括整流二极管桥等。
3.滤波电路：用于滤除整流后产生的交流纹波，使直流输出更加平稳。
滤波电路一般由电感和电容组成。
4.稳压电路：用于稳定输出的直流电压，以防止负载变化或电源波动引起的输出电压变化。
常用的稳压电路有电压稳定器、集成稳压模块等。
5.输出电路：用于将稳定的直流电压提供给负载。
输出电路可以是简单的电阻、负载电阻等，也可以是需要提供稳定电压的设备或电路。
此外，直流稳压电源还可能包括过流保护电路、过温保护电路、显示和控制电路等功能模块，以提供更安全、可靠的电源输出。
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
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50W音频功率放大器制作与调试-直流稳压电源 音频功率放大器制作与调试音频功率放大器制作与调试
1.直流稳压电源基本组成 直流稳压电源基本组成
变压 交流 电源 u
O
整流
滤波
稳压 负 载
u t O t
u
O
u t O
滤波
u t O
稳压
t
220V
合适的交流电压
单向脉动电压
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4.稳压电路 稳压电路
~
+ u2 −
C1
C2
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3.滤波电路 滤波电路
电容滤波电路
电容 充电 电容 放电
~
+ u −
V4
V1
C
V3 V2
RL
io + uo= uc −
V导通时给 充电 V截止时 向RL放电; 导通时给C 充电, 截止时 截止时C 放电; 导通时给 滤波后u 的波形变得平缓,平均值提高。 滤波后 o 的波形变得平缓,平均值提高。
3π
2.单相整流电路 单相整流电路
桥式整流电路-简化画法 桥式整流电路 简化画法 + u2 − io + uo −
~
RL
整流桥
把四只二极管封装在一起 称为整流桥
~ ~
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3.滤波电路 滤波电路
常用小功率滤波电路
2) 二极管平均电流
ID = U 1 IO = O 2 2 RL
U2 = 0.45 RL
o
π
2π
3π
ωt
iD=iO
o o
− 2U 2
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3) 二极管最大反向压
π
2π
3π
ωt ωt
U RM = 2U 2
uD
π
2π
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金华职业技术学流稳压电源设计与制作
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直流稳压电源设计与制作
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4.稳压电路 稳压电路-CW7800 稳压电路
输出电压可调稳压电路
虚短) U − ≈ U + (虚短)
R3 R1 U ×× = UO R3 + R4 R1 + R2
U O = (1 +
W78×× ×× + C1
参考电路
CN4 1 2 3 12V稳稳稳稳 R1 C8 LED1
稳电电电
+12V 3
12V稳稳稳稳 U1 GND Vout Vin 1
整整整整稳稳
2
D4 C6 C5
C4 D3
C3 CN1 2 1
C7
D1
C1 D2
C2
AC 15V 稳输
GND
整整整整稳稳
CN3 1 2 3 DC50V稳稳
R2 R3
稳电电电
基本应用电路 防止输入端短路时C 防止输入端短路时 3 反向放电损坏稳压器 1 W7812 2 +
3
+
抵消输入 Ui C1 长接线的 电感效应， 电感效应， 防止自激 0.33 µF
C2
改善负载 RL Uo = 12V 的瞬态响 应,消除高 消除高 0.1 µF 100 µF 频噪声 C3
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+ U×× − 8
R3 R4
+
R3 R2 ) U ×× UI R1 R3 + R4
UO R1 C2 R2
可产生小于 可产生小于U ××的输出 小于 电压U 电压 O
−
−
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4.稳压电路 稳压电路-CW7800 稳压电路
三端固定集成稳压器 封装
塑料封装 金属封装
CW7805 1 2 3
CW7905 1 2 3
2 1 3
UI GND UO
GND UI UO
符号
1
+ CW7800 +
2 3
_
3 CW7900 1
_
2
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4.稳压电路 稳压电路-CW7800 稳压电路
解: 2. 选滤波电容
T= 1
f
=1
50
= 0.02 s
T 取RL C = 4 × = 0.04 s 2 0.04 s C= = 1000 µF 40 Ω
可选： 耐压50 可选： 1000 µF, 耐压 V 的电解电容
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ωt
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2.单相整流电路 单相整流电路
单相半波整流 u2
2U 2
+ uD– Ｖ ~
220V
u 2 iD R L
+ uｏ –
o
π
2π
3π
ωt
URM = 2U2
整流二极管选择
uD
o
− 2U 2
π
2π
3π
ωt
二极管允许通过的最大整流 电流平均值 IF ≥ID ； 二极管允许承受的最大反向 电压 UR ≥URm
4.稳压电路 稳压电路
三端固定集成稳压器
78、79系列的型号命名 、 系列的型号命名 CW7800系列 正电源 系列(正电源 系列 正电源) CW7900系列 负电源 系列(负电源 系列 负电源)
输出电压 5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V 输出电流
例如: 例如 78M×× / 9M×× — 输出电流 ×× 输出电流500 mA ×× 78 ×× / 79 ×× — 输出电流 A 输出电流1.5
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2.单相整流电路 单相整流电路
2U 2
u2
o π
2π 3π
桥式整流电路
输入正半周
ωt
+ uo u1 −
u2
V4 V3
V1 V2 V1 V2 RL
uO
io
2U 2
o
π
2π
3π
ωt
输入负半周
iD=iO
o π
2π 3π
4.稳压电路 稳压电路
串联型稳压电路 + UI −
调整管 比较放 大电路 基准电压 取 样 电 路 ↑
+UCE − +
↓ V1
↓ UF ↑ UZ
↑
+
RL Uo
UI −
8
−
稳压的实质： 稳压的实质：UCE的自动调节使输出电压恒定
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URM > 2U2
可选: 可选 2CZ55C(IF = 1 A， URM = 100 V)或1 A、100 V 整流桥 ， 或 、
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例题
单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f [例 ] 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 = 50 Hz，负载电阻 L = 40 Ω, ，负载电阻R 要求直流输出电压U 整流二极管及 要求直流输出电压 O = 20V，选择整流二极管及滤波电容。 ，选择整流二极管 滤波电容。
为获得良好滤波效果, 一般取: 为获得良好滤波效果 一般取 R C ≥ (3 ~ 5) L (T为输入交流电压的周期 为输入交流电压的周期) 为输入交流电压的周期
T 2
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例题
单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f [例 ] 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 = 50 Hz，负载电阻 L = 40 Ω, ，负载电阻R 要求直流输出电压U 整流二极管及 要求直流输出电压 O = 20V，选择整流二极管及滤波电容。 ，选择整流二极管 滤波电容。
CW7805 输出 V，最大电流 A 输出5 ，最大电流1.5 CW78M05 输出 V，最大电流 A 输出5 ，最大电流0.5 CW78L05 输出 V，最大电流 A 输出5 ，最大电流0.1
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4.稳压电路 稳压电路
D5 C9
D7
功功稳电功功功
F1
CN2 2 1
LED2
D6
D8
AC 45V 稳输
GND
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直流稳压电源设计与制作
1 2 能熟练分析与仿真整流、 能熟练分析与仿真整流、滤波与稳压电路 能计算与测量直流稳压电源参数。 能计算与测量直流稳压电源参数。 能查阅相关手册，选择整流二极管、 能查阅相关手册，选择整流二极管、滤 波电容与集成稳压器。 波电容与集成稳压器。 能按照要求设计直流稳压电源。 能按照要求设计直流稳压电源。