直流稳压电源
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。
直流稳压电源原理和使用方法
直流稳压电源原理和使用方法1. 直流稳压电源的基本概念你有没有过这种经历？你那台心爱的电子设备，正在愉快地工作，突然一声“嘶——”，它就像被按了暂停键似的停止了。
这时候，你可能就要感谢直流稳压电源了。
简单来说，直流稳压电源就像是电子设备的“营养师”，它负责为设备提供稳定的电流，确保设备能够健康地工作，不会因为电压波动而出问题。
我们常见的手机充电器、笔记本电脑适配器，其实背后都有一个稳压电源在默默地发挥作用。
就好像你早晨必喝的那杯咖啡一样，稳压电源让设备的电力供应稳定可靠。
没有它，设备就像没了电池的遥控器，动不了！2. 直流稳压电源的工作原理2.1 电压的稳定性：如何保持平衡直流稳压电源的工作原理，其实有点像是调酒师调配鸡尾酒一样讲究。
想象一下，你的电子设备需要的是一种非常稳定的电压，像是一杯无糖咖啡，哪怕加点奶也要准确到位。
直流稳压电源就是通过各种方法保持电压的稳定，不让它出现大起大落。
这个过程中，内部会用到一些像是电感、电容这样的“材料”，它们的工作就像是鸡尾酒中的配料，负责调节和控制电压，让最终的电压值保持在你需要的那个水平。
2.2 调节和保护：把控细节的“高手”另外，稳压电源还会有调节功能，就像是你在厨房里调味道一样，需要一点盐、点儿糖，才能达到最佳的口感。
它会根据设备的需求来调节输出电压。
还有一个重要的功能就是保护，避免电流过大或者电压过高对设备造成伤害。
就像家里的保险丝，出事了会自动断电保护你，这个稳压电源也是如此，确保一切安全，避免电路烧坏。
3. 直流稳压电源的使用方法3.1 选择合适的电源：挑对合适的“营养师”使用直流稳压电源时，首先得挑对合适的型号。
不同的设备需要不同的电压和电流，就像不同的人群对咖啡的需求不同一样。
有些设备需要5伏特的电压，就像你早晨的浓缩咖啡一样提神；有些需要12伏特的电压，像是晚上的拿铁，提供持续的能量。
在选择电源时，你需要仔细查看设备的要求，确保选择一个能满足这些需求的电源。
直流稳压电源原理和使用方法
直流稳压电源原理和使用方法大家好，今天咱们来聊聊直流稳压电源，听起来是不是有点高大上？其实它就是一个很实用的电子小伙伴，让我们在各种电气设备上如鱼得水。
就像我们日常生活中有很多工具一样，直流稳压电源就是为了给特定的应用场合提供稳定的电压，保证设备能够正常运转，不至于“掉链子”。
1. 直流稳压电源的基础知识1.1 什么是直流稳压电源？简单来说，直流稳压电源可以把输入的电流变成稳定的直流电压，确保输出电压不受输入波动的影响，好比你开车的时候，有个方向盘帮你保持稳定，不让车子左摇右摆。
这种电源通常用在各种电器，比如我们的电脑、电视，甚至小玩意儿如手机充电器，都是靠这个稳定的电压来保证工作的。
1.2 为什么需要稳压？说到稳压，很多人可能会问：“我家的插座不是就给电吗？还需要稳压干啥？”您说得没错，一般的插座是有电的，但电压不一定稳定。
就像您早上喝的咖啡，浓稠的和淡淡的口感是不一样的，电压也是一样，太高或者太低都会导致设备性能下降，甚至损坏。
所以，稳压电源就像咖啡店的老手，会把每杯咖啡调配得刚刚好，让你一口下去，幸福感满满！2. 直流稳压电源的工作原理2.1 稳压原理这就要提到它的“秘密武器”——稳压芯片。
这些芯片就像是电源里的小管家，时刻监控着输出电压，只要一有波动，它们就会立马“行动”，调节电流，保持电压稳定。
就像一个勤奋的学生，在考试前认真复习，才不会让“偏科”影响整体结果。
因此，我们的设备无论是工作还是休息，都能达到“心灵的平和”。
2.2 常见类型说到直流稳压电源，它的类型可谓是五花八门，常见的有线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源就好比是古典钢琴，声音柔和细腻，但效率相对较低；而开关稳压电源就像现代电子乐，效率高，适用范围广。
各有各的优劣，选什么得看你的使用需求。
3. 使用直流稳压电源的注意事项3.1 选对参数使用直流稳压电源的时候，最重要的一点就是要挑对参数。
你得瞅准输入和输出的电压、电流，选对合适的设备。
直流稳压电源实验报告
一、实验目的1. 了解直流稳压电源的工作原理，掌握其基本组成和结构。
2. 学会使用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器设计直流稳压电源。
3. 掌握直流稳压电源的调试方法及主要技术指标的测量方法。
4. 培养实验操作技能和严谨的科学态度。
二、实验原理直流稳压电源是将交流电源电压通过变压器降压、整流、滤波和稳压等环节，最终输出稳定直流电压的设备。
其基本组成包括变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
1. 变压器：将市电220V交流电压转换为所需的交流电压。
2. 整流电路：利用二极管的单向导电性，将交流电压转换为脉动直流电压。
3. 滤波电路：利用电容和电感等元件，滤除脉动直流电压中的纹波，使输出电压更加平滑。
4. 稳压电路：利用稳压元件（如稳压二极管、集成稳压器等），使输出电压稳定。
三、实验器材1. 220V交流电源2. 变压器（输入电压220V，输出电压15V）3. 整流桥（4只整流二极管）4. 滤波电容（2200μF/25V）5. 集成稳压器（LM7812）6. 万用表（直流电压档）7. 电阻（100Ω、1kΩ）8. 连接线9. 电烙铁10. 电工刀四、实验步骤1. 按照电路图连接电路，确保连接正确。
2. 将220V交流电源接入变压器，输出电压调整至15V。
3. 接通整流电路，使用万用表测量输出电压，应为约20V左右。
4. 添加滤波电容，测量输出电压，应为约12V左右。
5. 将集成稳压器LM7812接入电路，输出电压应稳定在12V。
6. 调整负载，观察输出电压变化，确保电压稳定。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，输出电压稳定在12V，符合设计要求。
2. 在调整负载时，输出电压无明显波动，说明稳压效果良好。
3. 通过实验，掌握了直流稳压电源的设计、调试和测试方法。
六、实验总结1. 通过本次实验，了解了直流稳压电源的工作原理和基本组成。
2. 学会了使用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器设计直流稳压电源。
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
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
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。
直流稳压电源工作原理
直流稳压电源工作原理
直流稳压电源是一种用于稳定输出恒定电压的电力设备。
其工作原理如下：
1. 输入电源：直流稳压电源通常采用交流供电，输入电源的电压可以是变化的。
输入电压经过整流电路转换为脉动较小的直流电压。
2. 滤波电路：为了去除转换后的直流电压中的脉动成分，直流稳压电源通常会设计滤波电路。
滤波电路由电容器和电感器组成，能够平滑输出的直流电压。
3. 稳压电路：稳压电路的主要功能是保持输出电压的稳定性。
稳压电路中常用的元件是稳压二极管，也可以通过调节电路中的元件阻值，如可变电阻或电流控制元件，来控制输出电压的稳定性。
4. 负载限制：直流稳压电源可以通过添加负载限制来保护输出电路。
负载限制可以是过流保护电路、过温保护电路等，防止输出电流过大或温度过高而对电源或负载造成损害。
5. 反馈控制：直流稳压电源通常会采用反馈控制原理来实现输出电压的稳定性。
反馈电路中的传感器会监测输出电压，一旦输出电压发生变化，就会通过控制电路调整稳压电路中的元件，以使输出电压保持在设定的稳定水平。
通过以上工作原理，直流稳压电源能够实现稳定输出恒定电压的功能，广泛应用于各种电子设备和实验室实验中。
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b
D2
D1、D2——具有单向导电性的二极管； u1、u2——大小和方向直都流稳随压电时源 间变化的交流电。
返回
(2) 工作原理
u2
a
D1 iD
T
o
t
u2 u1
RL uo
io uo
u2
b
D2
当u2>0, D1导通，D2截止；
当u2<0, D2导通，D1截止。
o
t
单相全波整流电 路输出uo为脉动直 流，且为全波整流 波形。
T
iD
a
D4
u1
u2
b
D3
D1
io
RL uo
D2
u2
o
t
uo
o
t
直流稳压电源
返回
(2) 工作原理
当 u2<0 时，二极管 D2、D4 导通。
T
iD
a D4
u1
u2
b
D3
D1
io
RL uo
D2
u2
o
t
uO
o
t
直流稳压电源
返回
(3) 波形
T
iD
a
D4
u1
u2
b
D3
D1
io
RL uo
D2
u2
uo
o
to
且：iD=io=uo/RL
u1
u2
uo
o
to
to
t
但此时的uo，其电压、电流大小还是随时间变化， 因此，我们称其为脉动直直流稳流压。电源
返回
(2) 工作原理
单向导通性
D
T a iD
当 u2<0时，二极管截止，
u1
u2
RL
uo 则：uo=0
io
b
且：iD=io=0
u1
u2
uo
o
to
to
t
单相半波整流电路的输出uo为脉动直流，且为半波
直流稳压电源
返回
单相全波整流电路输出电压波形
单相全波整流电路输出电压平均值
U o12
20
2U 2sintdt2U 20.9U 2
单相全波整流电路输出电流平均值
I0
0.9 U 2 RL直流稳压电源
返回
单相全波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：
a
D1 iD
T
u2
u1
RL uo io
ID 1Io 0.45U2
目录
12.1 直流稳压电源的组成和功能 12.2 整流电路 12.3 滤波电路 12.4 稳压电路 12.5 集成稳压电源
直流稳压电源
直流稳压电源的作用：
从交流电源变换成平滑而稳定的直流电。
直流稳压电源广泛应用于：
1. 工农业生产中 2. 国防军事中 3. 科学实验中 4. 日常生活中
直流稳压电源
整流波形。
直流稳压电源
返回
单相半波整流电路输出电压波形：
单相半波整流电路输出电压平均值：
12
2
U o 2U 2sintdt U 20.45 U 2
2 0
直流稳压电源
返回
单相半波整流电路中二极管的平均电流和
输出电流：
ID Io 0.45U2 RL
单相半波整流电路中二极管上承受的最高 反向电压：
2
RL
u2
b
D2
UDRM2 2U2
单相全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：
这种巧妙利用正负半周的方法称为全波整流，大大
提高了整流效率。但全波整流电路，需要变压器有一
个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多
的麻烦。另外，这种电路中，每只整流二极管承受的
最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
2. 反向耐压
直流稳压电源
返回
整流桥实物 照片
直流稳压电源
返回
T
～
D1
D4
u1
u2 －
＋
D3
D2
～
RL uo
T
～
u1
u2 －
＋
～
直流稳压电源
RL uo
返回
12.1 直流稳压电源的组成和功能
一、组成
直流稳压电源由：变压器、整流电路、滤波电路 和稳压电路四部分构成。
交交交 交交交
～
变变变变
u1
u2
o
t
o
变变变变
变变变变
uR
t
o
uF
t
o
直流稳压电源
变变变变
交交 交交
Uo
t
o
t
返回
二、功能
电源变压器——将交流电网电压u1变为合适 的交流电压u2。
整流电路——将交流电压u2变为脉动的直流 电压uR。
滤波电路——将脉动直流电压uR转变为较平 滑的直流电压uF。
稳压电路——清除电网波动及负载变化的影 响,保持输出直流电压U0的稳定。
直流稳压电源
返回
12.2 整流电路
一、整流电路的任务
利用半导体单向导电元件把交流电压转变为脉 动的直流电压。
二、整流电路的种类
整流电路有单相半波、单相全波、单相桥式全波 和倍压整流；三相半波、三相桥式全波整流等多种 电路。
全波
全波
二极管平 输出电压 二极管反 均电流 平均值 向电压
1 IO
0.9U 2
2
2U 2
1 IO
0.9U 2 2 2U 2
2
实际应用中，单相桥式全波整流电路应用较多！
直流稳压电源
返回
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四个单独 整流二极管组成，也可直接用集成的整流桥块代替。
～
～
－
＋
－
＋
～
～
二极管桥
整流桥块
t
单相桥式全波整流电路输出uo为脉动直流，且为 全波整流波形。
直流稳压电源
返回
单相桥式全波整流电路输出电压波形：
单相桥式整流电路输出电压平均值：
U o12
20
2U 2sintdt2U 20.9U 2
单相桥式全波整流电路输出电流平均值：
I0
0.9 U 2 RL
直流稳压电源
返回
单相桥式全波整流电路中二极管的平均电 流和输出电流(由于每个二极管只在半个周期内 导通)：
此需用能承受较高电压的直二流稳极压电管源 。
返回
3、单相桥式全波整流电路
(1) 电路组成
T iD
a
D1
D4
u1
u2
b
D3
D2
io RL uo
D1、D2、D3、D4——具有单向导电性的二极管；
u1、u2——大小和方向都随时间变化的交流电。
直流稳压电源
返回
(2) 工作原理 当 u2>0 时，二极管 D1、D3 导通。
D T
a iD
u1
u2
RL
uo
io
b
UDRM 2U2
这种除去半周的整流方法叫做半波整流。半波整
流是以“牺牲”一半交流为代价而换取整流效果的，电
流利用率很低。一般很少采用。
直流稳压电源
返回
2、单相全波整流电路
(1)电路组成
a
D1 iD
T
u2
u1
u2
变压器次级 线圈中引出一个 抽头，把次级线 圈分成两个绕组。
以下主要介绍小功率电源中常用的前三种整流电路。
直流稳压电源
返回
1、单相半波整流电路
(1)电路组成
D——具有单向导电性的二极管；
u1、u2——大小和方向都随时间变化的交流电。
直流稳压电源
返回Βιβλιοθήκη 2) 工作原理D Ta iD
单向导通性
当 u2>0时，二极管导通，
u1
u2
RL uo 则：uo=u2
io
b
ID 1Io 0.45U2
2
RL
单相桥式全波整流电路二极管上承受的最高反 向电压：
T iD a D4
u1
u2
b
D3
D1
io
RL uo UDRM 2U2
D2
直流稳压电源
返回
思考：
单相桥式全波整流 与 单相全波整流异同
变压器
整流元 件数量
单相桥式 无中心 全波整流 抽头
4
单相全波 有中心
整流
抽头
2
输出电 压波形