第九章直流稳压电源
第九章直流稳压
LC型滤波电路
LR-∏型滤波电路
LC-∏型滤波电路
14
9.3.1直流稳压电路
直流稳压电路 分：并联稳压 电路和串联稳 压电路。其原 理是根据电阻 的分压特性来 稳定电压，见 图分析：
UR
分压电阻R
电 源
负 载
输 出 电 压
Ui
RL
Uo
Ui U R UO
15
9.3.2并联稳压电路
R
Iz
C Ui Uz Dz
30
结束
31
27
电子实训一：
万用表的使用和操作 项目1：熟悉万用表的结构和性能。 项目2：直流电压的测量。 项目3：直流电阻的测量：含串联和并联电器。 项目4：二极管的测量. 项目5：电容器的测量.
28
稳压器
29
思考与讨论
一、电压不稳定可能带来的后果？
二、稳压电路的保护与扩展？
三、稳压电路的应用？ ？？
调整管
Ui
Uz
基准 电压
U0
负 载
18
9.3.3串联稳压电路
Ui U0 U BE I B IC RCE UCE UO
大回路：Vo=Vi-Vce
调整管
Ic
UCE UBE
CL
基准电压
小回路：Vo=Vz-Vbe
19
9.3.4可调串联稳压电路方框图
16
稳压二极管
稳压原理——当反向电压达 到或超过稳压值时，反向电流增 大，反向电压被稳定在稳压值上。
17
串联稳压电 路框图：
Uce
串联调整管稳压 电路： 这种稳压 电路利用了三极 管集电极与发射 极之间阻抗随基 极电流大小变化 而变化的特性， 进行直流输出电 压的自动调整， 实现直流输出电 压的稳定。
直流稳压电源工作原理
直流稳压电源工作原理
直流稳压电源是一种将交流电转换为直流电，并通过控制电路保持输出电压恒定的电子设备。
它主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和控制电路等部分组成。
首先，交流电经过步进变压器降压为适当电压，然后经过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路可以采用单相或者三相整流桥等结构，将交流电的负半周期或者全波周期转换为正半周期的脉冲波形。
接下来，滤波电路对脉冲波形进行滤波处理，去除掉波形中的纹波成分，使电压平滑、稳定。
滤波电路通常由电容器和电感器组成，起到平滑输出电压的作用。
稳压电路是保持输出电压恒定的关键部分，其原理是通过对输出电压进行反馈监测，并通过控制电路调整输入电压或者输出电流来实现稳压。
通常使用运算放大器或者比较器来实现反馈控制，根据输出电压与设定值之间的差异来控制稳压电路。
控制电路根据需求对稳压电源进行额外的保护设计，如过载保护、短路保护、过压保护和过温保护等。
这些保护装置可以确保电源在异常情况下自动停止运行，以避免电源或负载损坏。
最终，经过以上各个部分的处理，直流稳压电源可以实现输出电压恒定、纹波较小、负载波动较小的稳定直流电源供应。
它广泛应用于电子设备、仪器仪表、通信设备等领域，为各种电子设备提供可靠的电源供应。
经典模拟电子技术基础知识总结习题(选择,填空,解答题)
1)开关S合上时，电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为
多少？
V：12V A1：12mA A2：6mA
2)开关S打开时，流过稳压管的电流为多少？ IZ：12mA
3)开关S合上，且输入电压由原来30 V上升到33 V时，
此时电压表V、电流表A1和电流表A2的读数为多少？
V：12V
A1：14mA A2：6mA
7.电路如图所示，试估算输出电压 U o 1 和 U o 2，
并标出输出电压对地极性。
-
-45V
+
+9V
8．电容滤波桥式整流电路及输出电压极性如图所示
u2102si n t( V )试求：
（1）画出图中4只二极管和滤波电容（标出极性）；
（2）正常工作时，Uo =？ 12V
（3）若电容脱焊，Uo=？ 9V
＿偏置。
正向
反向
7.当＿三＿极管工作＿在偏＿置截＿，止＿集＿电区极时＿，＿I＿C≈偏0置；。发射极＿
零或反向
反向
8.当＿三正＿极向＿管＿工偏作置在，＿集＿饱电＿和极＿＿区＿正时＿向，＿U偏CE置≈。0。发射极
9.当NPN硅管处在放大状态时，在三个电极电位中， 以＿＿＿＿集极电的电位最高，＿＿＿发＿射极电位最低， ＿＿＿＿极基和＿＿＿＿极发电射位差等于＿＿＿＿。
28V
（5）若其中一个二极管开路，Uo =？ 20V
10. 试分析图示电路的工作原理， 标出电容电压的极性和 数值，并标出电路能输出约多少大的输出电压和极性。
＋
＋
约
＋
＋
2 U 2 、 22 U 2 、 32 U 2 、 42 U 2
第二章 半导体三极管
一、填充题
1.三极管从结构上看可以分成＿＿N＿PN＿＿和＿＿PN＿P＿＿ 两种类型。
第九章 直流稳压电源
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
一、单相半波整流电路 4．电路的特点 由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由 于电路只在正半周有输出，所以称为半波整流电 路。半波整流电路结构简单，使用元件少，但整 流效率低，输出电压脉动大，因此，它只使用于 要求不高的场合。整流二极管参数的选择
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
二、单向桥式整流电路 1．电路组成和工作原理
u2 T
a
V1
V2
0
uL
2
3
4
u1 u2 b
V3 V4 RL uL
t
0
2
3
4
t
IL
T
IL + T
+
a
V4 V1 V3 V2 RL
a V4 u2 b
V1 V3 V2 RL
+ uL
+ u1 -
u2
uL -
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
二、单向桥式整流电路
[例9-1] 有一直流负载，需要直流电压UL = 60 V，直流电流IL = 4 A。若采用 桥式整流电路，求电源变压器次级电压U2，并选择整流二极管。 解
因为 U L 0.9U 2
U 所以 2
U L 60 V 66.7 U 0.9 0.9
高
（2）输出电压的平均值有所提高。 当满足RLC≥（3~5）T/2时 ，
UL≈
U2
（半波带负载）
UL≈ 1.2
π型滤波器
图9-13为三端固定输出集成稳压器旳基本应用电路。图中 输入端电容Ci用以抵消输入端较长接线旳电感效应，以预 防产生自激振荡，一般取值为0.33μF。输出端CO用以改 善负载旳瞬态响应，降低高频噪声，其经典值为1μF。为 了使稳压器正常工作，其输入电压Ui数值至少应比输出电 压UO高出2～3V。
负载旳变化而变化。电压旳不稳定有时会产生测量和计 算旳误差，引起控制装置旳工作不稳定，甚至根本无法 正常工作。尤其是精密电子测量仪器、自动控制、计算 装置及晶闸管旳触发电路等都要求有很稳定旳直流电源 供电。所以在整流滤波电路背面再加一级稳压电路，以 取得稳定旳直流输出电压。
9．4．1 硅稳压管稳压电路 图9-10是一种硅稳压管稳压电路，经过桥式整流电路和 电容滤波器滤波得到直流电压Ui，再经过限流电阻R和 稳压管VDZ构成旳稳压电路接到负载电阻RL上。这么， 负载上得到旳就是一种比较稳定旳电压。
9．3．2 电感滤波电路 利用电感旳电抗性，一样能够到达滤波旳目旳。在桥式整 流电路和负载电阻RL间串入一种电感器L就构成了一种简 朴旳电感滤波电路，如图9-8所示。
图9-8 桥式整流电感滤波电路
根据电感旳特点，在整流后电压旳变化引起负载旳电 流变化时，电感L上将感应出一种与整流输出电压变化相 反旳反电动势，两者旳叠加使得负载上旳电压比较平缓， 输出电流基本保持不变。
U OAV 0.9U 2 了进一步减小输出电压旳脉动成份，能够在LC滤波电路之前 再并联一种滤波电容C1，如图9-9（b）所示。这就构成了 LC-π型滤波器。这种π型滤波器旳输出电流波形愈加平滑， 合适选择电路参数，直流输出电压能够到达 UOAV 1.2U 2
(a)LC型滤波器
图9-9 复式滤波电路
第九章 直流稳压电源
直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源的工作原理直流稳压电源是一种用于提供稳定直流电压输出的电源设备。
其主要工作原理是通过调节电路来维持输出电压在设定值附近，即使负载或输入电源发生变化。
以下是直流稳压电源的主要工作原理：1.输入电源：直流稳压电源的输入通常是交流电源，例如家庭电源。
输入电源首先经过整流电路，将交流电转换为直流电。
2.滤波：直流电经过整流后可能还包含一些脉动成分，为了去除这些脉动，通常使用滤波电容进行滤波处理，使输出电压更趋于稳定。
3.基准电压源：直流稳压电源内部通常包含一个基准电压源，用于提供一个稳定的参考电压。
4.误差放大器：将输出电压与基准电压进行比较的误差放大器（ErrorAmplifier）用于检测输出电压的偏差。
误差放大器会产生一个误差信号，表示实际输出电压与期望输出电压之间的差异。
5.控制电路：误差信号经过控制电路，该电路决定如何调整输出电压以减小误差。
控制电路通过控制输出电压的调节器来实现这一目标。
6.调节器：调节器是直流稳压电源中的关键部分，它负责根据控制电路的指示来调整输出电压。
常见的调节器包括三端稳压器 例如LM317）、开关调节器等。
7.负载调整：直流稳压电源通常能够适应不同的负载情况。
负载的变化可能会引起输出电压的波动，因此调节器通常会根据负载变化进行调整，以保持输出电压的稳定性。
8.保护电路：直流稳压电源通常配备有过载、过热和短路保护电路，以防止设备损坏。
直流稳压电源的工作原理基于反馈控制，通过不断调整输出电压，使其保持在设定的稳定值。
这使得直流稳压电源在需要可靠和稳定的直流电源的应用中得到广泛使用，如实验室测试、电子设备和通信系统等。
电子技术基础(上习题)(附答案)
电子技术基础一、 填空第一章 直流电路分析基础１．电路一般由 电源 、 负载 和 中间环 三部分组成。
２.电源是将 其他形式的能转换成电能 的装置。
3.负载是将 电能转换为其他形式的能 的设备。
4．电路的作用包括 能源转换 和 信号处理 两个方面。
５.交流电是指 大小和方向随时间变换而变化 的电压或电流。
6．数字信号是指 大小和方向不随时间变化而变化 的电压或电流信号。
7．模拟信号是指 大小和方向随时间连续变化 的电压或电流信号。
８.电路中的元件分为有源元件和无源元件，其中无源元件包括 电阻 、电感 和 电容 三种。
9.在电路中起激励作用的是独立电源，包括理想独立电流源 和 非理想电压源 。
10.电路中有两种电源，其中起激励作用的是独立电源，不起激励作用的是 受控 电源。
11. 一般来说,电流分为 直流 、 交流 和 随机电流 三种类型。
1２.求出的功率如果大于０，表示该元件吸收功率 ；如果功率小于0,表示该元件 发出功率 。
13.一般来说,电压分为 直流电压 、 交流电压 和 随机电压 三种类型。
14.对于一个二端元件,在关联参考方向的时，该元件功率的计算公式习惯表示为 P=UI ;与此相反,在非关联参考方向的时，其功率计算公式习惯表示为 P= －UI 。
15．根据是否提供激励，电源分为 独立 和 受控 两种。
第二章 一阶过渡电路1.一阶过渡电路的全响应分析通常用三要素法,三要素分别指 初始值f (0) 、 稳态值f (∞) 和 时间常数τ 。
2.ＲＣ过渡电路中的时间常数的表达式为 τ=RC ；RL 过渡电路中的时间常数的表达式为τ=lR 。
3.根据是否有信号输入，一阶过渡电路分为 零输入 响应和 零状态 响应。
４.一阶电路的全响应既可以用零输入响应和零状态响应表示，也可用 多个暂态 和 多个稳态 表示。
第三章 正弦交流电1.正弦交流电源的三要素是指 振幅 、 频率 和 出相位 。
《直流稳压电源》课件
本课件内容旨在介绍直流稳压电源的定义、工作原理、特点与应用，讲解其 分类、选型与设计注意事项，探讨直流稳压电源在市场上的发展趋势。
直流稳压电源：定义与工作原理
定义
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压输出的 装置，常用于电子设备和实验室应用。
工作原理
通过输入电源变换和控制电路，将电流和电压调整 到稳定的数值，确保输出电压不受外界因素影响。
开关稳压电源
利用开关元件将输入电源高频开关，经过变压和整 流等过程得到稳定输出。
直流稳压电源：选型与设计注意事项
负载需求
根据负载电流和电压要求选择合适的电源型号 和输出功率。
安全保护
电流过载、短路保护等安全功能，提供设备和 操作者安全保障。
效率与功率因数
考虑电源的效率和功率因数，确保能够满足设 备的能量消耗和电压稳定性。
散热与噪音
合理散热设计，减少电源产生的噪音对设备的 干扰。
直流稳压电源：市场发展趋势
1
小型化与集成化
电源体积越来越小，功能集成度高，满
高效节能
2
足紧凑设备的需求。
采用高效率和节能技术，提高电源转换
效率，减少能源消耗。
3
可靠性与稳定性
提升产品质量，降低故障率，确保长期 稳定运行。
直流稳压电源：特点与应用
1 高稳定性
具备稳定的输出电压和电 流，适用于对电源精度要 求较高的应用场景。
2 可调性强
具备调整输出电压和电流 的能力，适应不同设备和 实验验、电子设 备、无线通信、工业自动 化等领域。
直流稳压电源：分类
线性稳压电源
采用电压调节器和电流放大器，通过线性元件调节 电源输出电压。
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T
深度负反馈
R
R1 故称串联稳压
UI
UZ
AV+- UF
RW R2
RL Uo
注：R1’和R2’
图9.8 串联反馈式稳压电路
中包含Rw
在运放理想条件下: Uo
第九章直流稳压电源
(1
R1') R2'
Uz
HOME
2. 采用辅助电源(比较放大部分的电源)。 3. 用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。 4. 调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。
负载RL并联，通过 _ 它可以反映输出电Biblioteka T1R3R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ UB2 R2
+
RL UO _
压Uo的变化。
图9.7串联型稳压电路
(2) 基准单元
（3）放大单元 4）调整单元
基准单元由限 流电阻R3与稳压管 组成。
放大单元
调整单元由三极管T1
由三极管T2组成。 组成，它是串联型稳压
电路的核心元件。T1必
IL↑→I↑→UR↑→UL↓ →IZ↓→I↓→UR↓→U L↑
第九章直流稳压电源
UZ=UL IZmax=(1.5~3)ILmax Ui=(2 ~ 3)UZ
HOME
例9.3
设电网波动引起整流滤波电路的输出电压变化
±10%，RL=1kΩ，要求UL=10V，试确定图9.6中
稳压电路元件的参数。
解： (1) 根据UZ=UL=10V 得
R m inU im IZm aU x aLx2.5 2 71 3 00.7k6 Ω
（3）求出限流电阻
RmaxU IZ im I iLm n ULax25.5 2 110 00.8k3 Ω
第九章直流稳压电源
HOME
所以R的取值范围为0.76 kΩ≤R≤0.83kΩ，其功率为：
P RU R R 2(U im R m aU xiL n)2(2.5 7716)2 000.4W 1
稳压电源以小功率三端集成稳压器应用最为普遍。常用 的型号有W78××系列、W79××系列、W317系列、W337系 列。
第九章直流稳压电源
HOME
集成稳压电源的分类
三端集成 稳压器
可调式 固定式
负稳压W79XX 正稳压W78XX
注：型号后XX两位数字代表输出电压值
输出额定电压值有如下系列:
5V、9V、12V 、18V、 24V等 。
故可选择标称值为820Ω/0.5W的电阻器
并联型稳压电路结构简单，但受稳压 管最大电流限制，又不能任意调节输 出电压，所以只适用于输出电压不需 调节，负载电流小，要求不甚高的场 合。
第九章直流稳压电源
HOME
9.2.2 串联型稳压电路
1.电路组成
(1) 采样单元
+
R4
采样单元有R1、 R2、和Rw组成，与 UI
不作为电源使
用。
第九章直流稳压电源
效率较高， 目前广泛使 用，这里简 单介绍。
HOME
9.2.1 并联型稳压电路
其稳压过程分述如下：
❖当RL未变动时，若电 网电压上升，则
Ui↑→UL↑→IZ↑→I↑→UR
↑→UL↓
图9.6 并联型直流稳压电路
❖当电网未波动时， 选择稳压管时，一般可按以下公式估算
若RL 减小，则
W7800系列稳压器外形
W7900系列稳压器外形
注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，
使用时一第九定章直要流稳压先电源 查手册。
HOME
三端集成稳压器的组成
输入端 +
调整管
输出端 +
启基 UI 动 准
电电 路源
放大 电路
保护 电路
采
样 电
UO
路
–
–
三端集第成九章直稳流稳压压电源器的组成
HOME
（UBE2可略）
UOmaxR1R R 22R WUZUB2E
（调至最下端）
UOmi nR1R W R 2 R2 R WUZUB2E
（调至最上端）
第九章直流稳压电源
HOME
第九章直流稳压电源
HOHOMMEE
第九章直流稳压电源
HOME
例9.4
在图9.7中，设稳压管工作电压UZ=6V，采样单元 中R1=R2=Rw，试估算输出电压的调节范围。
第九章直流稳压电源
须选择大功率三极管 。
HOME
2.稳压原理 利用电压负反馈稳定输出电压
当 UI 增加或输出负载变化使 Uo升高时
Uo
UB2
UBE2( = UB2-UZ）
Uo
分立元件温度 稳定性差
第九章直流稳压电源
UC2
HOME
•输出电压的调节
UOR 1R W R 22 R R 2WUZUB2 E
9.2 稳压电路
9.2.1 并联型稳压电源 9.2.2 串联型稳压电源 9.3.3 三端集成稳压器
第九章直流稳压电源
9.2 稳压电路
常用稳压电路 (小功率设备)
稳压管 稳压电路
线性（模拟） 开关型数字式
稳压电路
稳压电路
电路最简单，
但是带负载能 力差，输出功 率小。一般只 提供基准电压，
以下主要讨 论线性稳压 电路。
U omaxR 1R R 2 2R wU Z361V 8
UominR1R 2R 2R w RwUZ2 369V
故：该串联型稳压电路的输出电压可在9V~18V之间调节。
第九章直流稳压电源
HOME
电路改进
1. 选用差动放大器或运放构成的放大器代替T2管构 成的放大器，可以解决零点漂移的问题。
为电压串联
第九章直流稳压电源
HOME
9.2.3 三端集成稳压器
目前，集成稳压器已达百余种，并且成为模拟集成电路 的一个重要分支。它具有输出电流大，输出电压高，体积小， 安装调试方便，可靠性高等优点，在电子电路中应用十分广 泛。
集成稳压器有三端及多端两种外部结构形式。输出电压 有可调和固定两种形式：固定式输出电压为标准值，使用时 不能再调节；可调式可通过外接元件，在较大范围内调节输 出电压。此外，还有输出正电压和输出负电压的集成稳压器。
ILU RLL
10 110mA ILmax
由式 IZmax=(1.5~3)ILmax ，可查手册选择2CW17稳压
管，其参数为：UZ=(9 ~ 10.5)V，IZ=5mA，
PZ=250mW，IZmax=23mA，rz=25Ω。
第九章直流稳压电源
HOME
(2) 取Ui =25V，Ui 变化±10%时可算得 Uimax=27.5V Uimin=22.5V
第九章直流稳压电源
HOME
三
端
集
21
成
稳
压 器
(a) 金属菱形式
123 (b) 塑料直插式
的
外
1 23
12
3
型
(c) 塑料截圆式
(d) 金属圆壳式
三端集成稳压器的外形
第九章直流稳压电源
HOME
3 2 1
1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端
3 2 1
1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出端