18 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。
电工学18章 题库直流稳压电源+答案
第18章直流稳压电源一、填空题1、如单相桥式整流电路中，设变压器次级的交流电压有效值为10V，则负载电阻R L上的直流平均电压等于__________V。
2、小功率直流稳压电源由________、________、________和稳压四部分组成。
3、三端集成稳压电源W7815正常工作时，输出电压是V,它的输入电压应该比输出电压。
（高或低）4、小功率直流稳压电源的稳压电路部分是由、、和取样电路四部分组成。
5、如果变压器二次(副边)电压的有效值为10V，单相桥式整流后若无电容滤波，则输出电压为V，此时二极管所承受的最大反向电压为V。
6、在电源变压器次级电压相同且无电容滤波的情况下, 桥式整流电路输出直流平均电压是半波整流电路输出直流平均电压的________倍。
7、W7805系列集成稳压器，其输出稳定电压为_______V。
8、一种并联型稳压电源如图18-1-8所示，设稳压二极管D Z的工作电压U Z=5.3V，三极管的U BE=0.7V，则输出电压U O为______V。
图18-1-8 图18-1-99、在图18-1-9的桥式整流电路中，若二极管D2或D4断开，负载电压的波形为_________。
若D2或D4接反，后果为_______________________；若D2或D4因击穿或烧坏而短路，后果为____________________________；若变压器副边误接整流电路的直流接线端，负载电阻接整流电路的交流接线端，后果为___________________________。
10、单相桥式整流电路中，流过每只整流二极管的平均电流是负载平均电流的_______。
二、选择题1、在有电容滤波的桥式整流电路中，若变压器次级电压为t U u ωsin 2=则整流后输出的平均电压值一般为 。
A 、 U 2.1B 、U 9.0C 、U 45.0D 、U2、在无电容滤波的单相半波整流电路中，已知变压器次级电压为U 2，则负载上得到的平均电压及二极管两端的最高反向电压是 。
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。
直流稳压电源的种类及选用
直流稳压电源的种类及选用一、线性稳压电源：线性稳压电源是最基本、最常见的一种直流稳压电源。
其工作原理是通过调节电源输出级的放大倍数，使输入电压经过放大后得到稳定的输出电压。
线性稳压电源具有输出纹波小、响应速度快等特点，可以提供较为精确的稳定电压输出。
但是线性稳压电源的效率一般较低，而且对输入电压波动较敏感，适用于对电流精度要求较高的场合。
二、开关稳压电源：开关稳压电源是一种采用开关电源技术的稳压电源。
开关稳压电源通过将输入电压通过开关进行高频开关控制，进而输出稳定的直流电压。
相比于线性稳压电源，开关稳压电源具有体积小、效率高、稳压精度高等优点，适用于对功率密度要求较高的场合。
不过开关稳压电源的输出纹波较大，输出电流负载能力一般较差。
三、开关调谐稳压电源：开关调谐稳压电源是一种结合了开关稳压电源和线性稳压电源的特点的稳压电源。
开关调谐稳压电源在线性稳压电源的基础上增加了开关电源的调谐电路，能够通过调谐电路实现线性和开关两种工作状态的切换，从而在保持稳压性能的同时提高电源的效率。
开关调谐稳压电源适用于对电源效率和稳压性能要求兼顾的场合。
四、直流稳压电源选用的要点：在选择直流稳压电源时，需要根据具体的应用需求和电源参数来进行选择。
1.输出电压范围：根据实际需求确定所需的输出电压范围，选择具备输出范围符合要求的稳压电源。
2.输出电流能力：根据所需的最大输出电流来选择电源的输出电流能力。
一般来说，电源的额定输出电流要大于所需的最大输出电流，以保证电源正常工作。
3.稳压性能：稳压电源的稳压性能是选择的关键指标之一、要求电源能够在额定负载下保持较低的输出纹波和较高的稳压精度。
4.效率：效率是衡量电源能量转换效率的指标，一般来说，效率越高，能耗越低。
选择效率较高的电源可以减少能耗和热量散失。
5.其他特性：根据实际需要，还可以考虑电源的保护功能、响应速度、稳定性等特性。
综上所述，直流稳压电源的种类包括线性稳压电源、开关稳压电源和开关调谐稳压电源，根据实际需求和电源参数来选择适合的电源。
直流稳压电源─ 串联型晶体管稳压电源
附件2：参考资料参考资料1、实验十八直流稳压电源─串联型晶体管稳压电源一、实验目的1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2、掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二、实验原理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，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。
图18－1 直流稳压电源框图直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图18－1 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。
图18－2 是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管T1）；比较放大器T2、R7；取样电路R1、R2、RW，基准电压DW、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。
图18－2 串联型稳压电源实验电路由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。
当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏，所以需要对调整管加以保护。
在图18－2 电路中，晶体管T 3、R 4、R 5、R 6组成减流型保护电路。
直流稳压电源
第七章 直流稳定电源绝大多数电子设备在工作时都需要直流电源。
通常，电子设备内部大多安装有整流稳压装置，用以将供电电网提供的交流电变成稳定的直流电，供电子设备使用。
直流稳定电源是测控系统中的供电或基准单元，其性能指标对测控系统的性能有着重要的影响，因此稳定电源是测控系统中的重要部分。
直流稳定电源分为稳压电源和稳流电源两种，实用中以稳压电源为主，主要包括直流基准源、线性直流稳定电源和开关式直流稳定电源等。
7.1直流稳定电源的技术指标直流稳定电源的作用是向负载提供稳定的电压和电流。
描述电源稳定性的具体要求称为稳定电源的技术指标，包括反映电源电压、电流范围的特性和反映电源稳定稳定程度的质量指标。
7.1.1特性指标1) 输出电压范围。
在满足直流稳压电源正常工作要求的情况下，电压源的输出电压值。
该指标与最大输入电压、最小输入输出压差和最小输出电压有关。
2) 输出电流范围。
在满足直流稳流电源正常工作要求的情况下，电流源的输出电流值。
3)最大输出电流。
在满足直流稳压电源正常工作要求的情况下，能够输出的最大电流值。
超过该值，电源的稳压性能降低。
7.1.2 质量指标1)电压调整率。
作为一个稳压电源，输入V in 是不稳定的电压，输出V o 应当是稳定的。
定义：输入电压变化△V in 时引起输出电压的变化为电压调整率，用S V 表示。
0T 0Io in oV V V S =∆=∆∆∆=另外一种定义为输入电压变化△V in 时引起输出电压的相对变化为电压调整率)V /(%%100V V /V (%)S 0T 0Io in o o V =∆=∆⨯∆∆= （7-1）这两种定义给出的都是输入电压改变时电源保持预定电压输出的能力，目前都在被采用。
2) 负载调整率。
定义：在输入电压和其他条件不变时，输出电压的变化与输出电流变化的比值，反映稳压电源的输出阻抗，用R O 表示)(I V R 0T 0V o oo in Ω∆∆==∆=∆ （7-2）或表示为)m A /(%%100I V /V R 0T 0V o o o o in =∆=∆⨯∆∆=需要说明的是，对于电压源要求输出电阻小，其值越小输出电压越稳定；对于电流源要求输出电阻大，其值越大输出电流越稳定。
直流稳压电源工作原理
一、直流稳压电源的工作原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
四个环节的工作原理如下：(1)电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
(2)整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
(3)滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
(4)稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。
其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。
其典型电路如下图，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。
二、直流稳压电源的应用直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备，常见的直流稳压电源，大都采用串联式反馈式稳压原理，通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。
由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄，使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。
三、直流稳压电源的前景近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。