第18章直流稳压电源
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 。
电工学(第七版)_秦曾煌_全套课件_18.直流稳压电源-2
18.3.1 稳压管稳压电路
1. 电路
R IO RL UO
+ u –
+ + C UI DZ –
+
–
2. 工作原理 UO = UZ IR = IO + IZ
设负载RL一定， UI 变化 UI UZ IZ IR UO 基本不变 IRR
输入与输 出之间的电 压不得低于 2V，一般在 5V左右。
用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 即用以改善波形。
为了瞬时增减负载电流 时，不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。
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(2) 同时输出正、负电压的电路
+ W7815 3 Ci 0.33F 1 2 CO 1F +15 V
稳压的实质： UCE 的自动调节使输出电压恒定
调整 比较 基准 元件 放大 电压
取样 电路
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稳压原理:
+
+ UCE1– – T1 R2 + UBE1 R3
R1
IO
Ui
–
+ " T R 2 P + UCE RP RL UO + + R'P 2 – U – – BE2 VB R2 UZ DZ 2 –
电路的稳压过程是：当输出电压UO因电网电压或负载的 变动而升高时，由取样电路取出误差电压加到T1基极，而 T1 发射极因稳压管D5的作用而保持稳定，所以 T1的基极电压降
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增大，管子的集电极电流IC随之增大，则在IC1负载电阻R1 、 R2上的压降也增大，结果使复合调整管T2、 T3 得基极电位下 降，管子内阻增大， T3的UCE增大，由于UO=18V–UCE ，使UO 下降，因而保持了UO的稳定。如果UO降低，则上述过程相反， 这时稳压电路使UO上升，以实现稳压。 R1 、C6 、 R2组成两节滤波电路，以滤除T2基极电压波纹。 T2基极所接电阻 R3的作用是防止电路自激。 R4为 T2 的射极负 载电阻, R5担任限流, C8为滤波电容, 用来进一步改善稳压性能。
秦曾煌《电工学
第18章直流稳压电源一、练习与思考详解18.1.1 在图18-1所示的单相桥式整流电路中，如果（1）D3接反，（2）因过电压D3被击穿短路，（3）D3断开，试分别说明上述三种情况下其后果如何?（4）若将四个二极管都反接，又将如何?图18-1解：如图18-1所示：（1）D3接反：①电源的正半周，因D3接反而不通。
②电源的负半周，D3和D4将电源短路，后果是烧毁这两只二极管，电源也有被烧的可能。
（2）D3短路：①电源的正半周，电路可进行半波整流。
②电源的负半周，D3和D4将电源短路，后果是D4被烧毁，电源也有被烧的可能。
（3）D3断路：①电源的正半周，电路不通。
②电源的负半周，电路可进行半波整流。
（4）四个二极管都接反：①电源的正半周，D4和D2导通，电路可进行半波整流。
②电源的负半周，D3和D1导通，电路可进行半波整流。
总之，若四个二极管都接反整流电路同样可以工作，只是整流电流的方向发生改变，整流电压u O的方向也改变了，方向相反。
18.1.2 如果要求某一单相桥式整流电路的输出直流电压U O为36V，直流电流I O为1.5A，试选用合适的二极管。
解：此题关键在于理解输出直流电压U O和变压器二次侧电压U2之间的关系。
根据U O＝0.9U2，可得又因可选用2CZ55C型二极管，其U DRM＝100V，I D＝1A。
二、习题详解A选择题18.1.1 在教材图18-1的单相半波整流电路中，u＝141sinωtV，整流电压平均值U O为（）。
（1）63.45V（2）45V（3）90V图18-1【答案】2【解析】u＝141sinωtV的有效值为U＝100V，所以整流电压平均值U O为U O＝0.45U ＝45V18.1.2 在教材图18-2的单相桥式整流电路中，u＝141sinωtV，若有一个二极管断开，整流电压平均值U O为（）。
（1）63.45V（2）45V（3）90V图18-2【答案】2【解析】若有一个二极管断开，则此电路为半波整流电路。
直流稳压电路
三、稳压管稳压电路特点
优点：电路简单，元件少。 缺点：稳压效果不太好，输出电压不可调。
四、稳压管选择办法
UZ Uo
IZ max 1.5 3 IOmax
Ui 2 3Uo
五、限流电阻 R 的选择原则
1.
Uimax UZ IZmin < IZmax
R
2.
返回
Ui minUZ IZmax > IZmin R
b
UDRM 2U 2
返回
19.2.2 单相桥式全波整流电路的工作原理 单相桥式全波整流电路组成
T iD a D4
u1
u2
b
D3
D1
io
RL uo
D2
返回
单相桥式全波整流电路工作原理
当 u2>0 时，二极管 D1、D3 导通。
T
iD
a
D4
u1
u2
b
D3
u2
o
t
返回
D1
io
RL uo
D2
uo
o
t
返回
结论
通过以上半波、全波整流电容滤波电路 的波形图和分析可以看出：
（1）并联电容滤波后，输出电压直流成份（即输出电压 平均值）提高了；脉动成份降低了（即输出波形平滑）。
（2）电容放电时间常数RLC愈大，放电愈慢，输出电压 愈高，脉动愈小，滤波效果愈好。
（3）输出电压随输出电流（负载电流）增大而下降较快， 输出特性较软。
单相桥式整流电路输出电压平均值
Uo 1 2 2U 2 sintdt 2 U 2 0.9U 2
2 0
单相桥式全波整流电路输出电流平均值
《电工与电子技术》考试【 直流稳压电源】题目类型【填空题】难度【易】
课程【电子技术】章节【直流稳压电源】题目类型【填空题】难度【易】数目【18】
问题【1】删除修改
将交流电转换为直流电的过程称为_____。
答案：
整流
问题【2】删除修改
单相整流电路按其电路结构特点来分，有_____整流电路_____整流电路和_____整流电路。
答案：
半波；全波；桥式
1A
问题【18】删除修改
在整流电路中，负载和输出直流电压都相同的情况下，加在半波整流晶体二极管上的最大反向电压和加在每个全波整流晶体二极管上的最大反向电压一样。（）
答案：
0
答案：
１；小
问题【9】删除修改
采用电感滤波时，电感必须与负载_____，它常用于_____的情况。
答案：
串联；负载电流较大
问题【10】删除修改
硅稳压二极管是一种具有作用的特殊晶体二极管，它可组成稳压电路。这种电路适用于对负载电流要求_____，对电压稳定度要求_____的场合。
答案：
稳压；较小；不高
问题【3】删除修改
把脉动直流电变成较为平稳的直流电的过程，称为_____。
答案：
滤波
问题【4】删除修改
常用的滤波电路有_____、_____和_____三种。
答案：
电容滤波；电感滤波；复式滤波
问题【5】删除修改
硅稳压二极管的稳压电路是由_____、_____与_____组成。
答案：
限流电阻；硅稳压二极管；负载电阻
答案：
Ａ
问题【16】删除修改
在整流电路中，负载和输出直流电压都相同的情况下，加在半波整流晶体二极管上的最大反向电压和加在每个全波整流晶体二极管上的最大反向电压一样。（）
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。
《直流稳压电源》PPT课件_OK
整流电路为电 容充电
S u0
RL
t
没有电容时的 输出波形
(7-19)
t
a
u1 u1
D4 u2
b
RL接入（且RLC较大）时
u2
忽略整流电路内阻
D1
D3
C
D2
电容通过RL放电， 在整流电路电压
小于电容电压时， 二极管截止，整
u0
流电路不为电容
充电，u0会逐渐下 降。
S RL u0
t
(7-20)
t
a
u1 u1
对直流分量( f=0):XL=0 相当于短路,电压大部分降在 RL上。对谐波分量: f 越高,XL越大,电压大部分降在XL
上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。
当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：
(7-26)
U0=0.9U2
u1
u2
L RL u0
（2）电感滤波的特点:
整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比 较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺 点是电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。
UR
+ -
R2
串联反馈式稳压电路
在运放理想条件下(AV= ri= )：
UO (1 R1 ) UR 1 UR
(7-35)
R2
F
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。
六 、过流保护 为避免使用中因某种原因输出短路或过载
致使调整管流过很大的电流,使之烧坏故需有快 速保护措施。常见保护电路有两类—— 限流型: 把电流限制在允许范围内,不再增大； 截留型: 过流时使调整管截止或接近截止。
正负可调直流稳压电源设计
正负可调直流稳压电源设计正负可调直流稳压电源设计姓名：张平学号：141900143专业：电子信息工程指导老师：李继强学院：电气信息学院日期：2015年01月01日摘要在电子电路设计中，最离不开的就是电源。
不管是调试测试电路，还是驱动电路，这些都离不开电源的应用。
在本设计中采用5W，220V—12V的变压器来将220V电压降压。
用三端可调节正电压稳压器LM317和三端可调节负电压稳压器LM337形成正负电压生成电路。
正负可调直流稳压电源由电源变压器、整流电路、前级滤波电路、稳压电路和后级滤波电路共五部分组成。
设计的可调电源具有电压正负可调、电路简单、成本低廉的优点。
在电路中由于需要交流变直流，所以采用各种电容，运用电容充放电的原理来调整交流电到直流电。
关键词：可调电源电容滤波稳压AbstractedAdjustable DC regulated power supply is a DC power supply is often used in the real experiment, its main principle is divided into four parts, transformer, rectifier, filter, adjustable output. The four part is the title of one step one step, are indispensable. After the regulation and role of the four sector, will put the 220V AC sinusoidal into positive and negative adjustable DC power supply voltage regulator. To act with voltage of the chip LM317 and LM337. The two chip can lead in the middle bridge rectifier, voltage can be adjusted to achieve positive and negative.Key word:adjustable power source;Capacitance smoothing ;voltage stabilization ;目录摘要 (I)Abstracted.................................................................................................................... I I 目录 .. (III)第一章方案论证和比较 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计方案与选择 (1)1.2.1 设计方案比较 (1)1.2.2 方案选择确定 (1)1.3 设计流程图 (2)1.4 方框图 (2)第二章设计原理与分析 (3)2.1 变压器的原理与分类 (3)2.1.1 变压器工作原理 (3)2.1.2 变压器分类 (3)2.2 桥式整流 (4)2.3.1 整流二极管 (4)2.3.1 整流桥 (5)3.3 滤波电路 (7)2.3.1 滤波电路的概念 (7)2.3.1 滤波电路的性能 (9)2.4 稳压及调节电路 (10)2.4.1 主流器件 (10)2.4.2 稳压与输出可调原理 (13)第三章电路设计 (14)3.1 变压与整流电路 (14)3.1.1 变压器的选择 (14)3.1.2 整流电路设计与二极管选择 (15)3.2 前级滤波电路设计 (16)3.3 稳压电路设计 (17)3.4 后级滤波电路设计 (18)3.5整体电路 (19)第四章调试方案与测试结果 (20)4.1 变压器降压检测 (20)4.2 整流桥整流检测 (21)4.3 滤波电路检测 (22)4.4 稳压可调电路检测 (24)4.4.1 稳压波形检测 (24)4.4.2 电压调节检测 (25)总结 (27)附录一 (28)第一章方案论证和比较1.1 设计任务设计并制作一个正负可调直流稳压电源，实现电压从正1.25V—正16.97V 可调和电压从负1.25V—负16.97V 可调；最大电流不超过0.5A。
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220 V，负载电阻 RL = 50，负载电压Uo=100V， 试求变压器的变比和容量，并选择二极管。
解：
IO
UO RL
100 2A 50
1 ID 2 IO 1 A
U UO 1.1 100 1.1 122V
0.9
0.9
UDRM
2U 172 V
可选用二极管2CZ55E，其最大整流电流为1A，
7. 常见故障分析
（1）D短路： 无整流，uD = 0，uO = u （2）D虚焊： 无输出，uD = u ，uO = 0
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7
18.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构 a
io
3. 工作波形 u
+ 4
1 +
2U
－b u–
3
uo RL
2 –－
uo
t
2U
2. 工作原理
t
u 正半周，Va>Vb，二
如果D2 或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？
u
~
+D2 u_
D3
D1
+ RL _uo
o
π
D4
uo
t
2π 3π 4π
解：当D2或D4断开后
o
t
π 2π 3π 4πFra bibliotek电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导
通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时，
D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压，
uD
极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。
2U uD2 uD4
t
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8
18.1.2 单相桥式整流电路
1. 电路结构
－a + 4
1
io
+
3. 工作波形 u
2U
u
+b – 3
uo RL
2 –－
uo
t
2U
2. 工作原理
t
u 负半周，Va<Vb，二
uD
极管 D2、 D4导通， D1、 2U
第18章 直流稳压电源
18.1 整流电路 18.2 滤波器 18.3 直流稳压电源
2020/6/17
1
第18章 直流稳压电源
本章要求： 1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及
参数的计算; 2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作
原理; 3. 了解集成稳压电路的性能及应用。
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2
第18章 直流稳压电源
小功率直流稳压电源的组成
变压
整流
滤波
交流电源
稳压 负载
u1
u2
u3
u4
uo
功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压
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3
18.1 整流电路
整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。
整流原理： 利用二极管的单向导电性
常见的整流电路： 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流
O
2U
t
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5
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
(2)
Uo
1 2π
整流电流平均值 Io
π
2Usin td(
ο
Io
Uo RL
0.45
t) U RL
0.45U
(3) 流过每管电流平均值 ID ID Io
(4) 每管承受的最高反向电压 URM URM 2U
(5) 变压器副边电流有效值 I
等。 分析时可把二极管当作理想元件处理：
二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
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4
18.1.1 单相半波整流电路
1. 电路结构 Tr a D io
3. 工作波形 u
+
+
2U
u
RL uo
–
–
O
t
b
uo
2. 工作原理
2U
u 正半周，Va>Vb， 二极管D导通；
O
uD
t
u 负半周，Va< Vb， 二极管D 截止 。
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15
18.2 滤波器
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流， 其中既有直流成份又有交流成份。
滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电 压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流 电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达 到平滑输出电压波形的目的。
方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串 联)。
(5) 变压器副边电流有效值 I
I
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1 π
π ο
( I msin
t
)2
d
t
1.11Io
10
5. 整流二极管的选择
同半波整流一样，选管时应满足： IOM ID ， URWM URM
6. 特点及应用 变压器利用率高，输出脉动小，但元件多，二
极管的管压降大。用于中、小功率的整流电路。
t
D3 截止 。
uD1 uD3
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9
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
1
U0 0
2U sintd(t) 0.9U
(2) 整流电流平均值 Io
Io
Uo RL
U 0.9
RL
(3) 流过每管电流平均值 ID
ID
1 2
Io
0.45
U RL
(4) 每管承受的最高反向电压 URM URM 2U
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18.2.1 电容滤波器
3. 工作波形
1. 电路结构 a D i io
u
2U
+ u
+ C
ic RL
+ uo =
反向工作峰值电压为300V。
变压器二次电压 U 122 V 变比 K 220 1.8
变压器二次电流有效值
122
I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A 变压器容量 S = U I = 122 2.2 = 207. 8 V A
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例2：试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4 断 开时负载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？
uo =0。
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~
+D2 u_
D3
D1
+ RL _uo
D4
如果D2或D4接反 则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流 经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因 此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。
如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1 或D3也将因电流过大而烧坏。
I
1 2π
π ο
( I msin
t )2 d
t
1.57Io
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6
5. 整流二极管的选择
平均电流 ID 与最高反向电压 URM 是选择
整流二极管的主要依据。
选管时应满足： IOM ID ， URWM URM
6. 特点及应用 电路简单，但变压器利用率低，UO小，且脉
动大。用于小电流、脉动要求不严格的电路。
7. 常见故障分析
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（1）一只D短路：
a
+4
1
半周短路，烧坏二极管、 u
变压器
b– 3
2
RL
（2）一只D虚焊： 半波整流
a
+ ×4 1
u
b– 3
2
RL
（3）一只D接反：
a
+4
1
半周短路，半周无输出， u
烧坏二极管、变压器
b– 3
2
RL
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12
例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为