串联型开关稳压电路
《模拟电子技术基础》第四版 习题答案10
第十章 直流电源自 测 题一、判断下列说法是否正确，用“√”“×”表示判断结果填入空内。
（1） 直流电源是一种将正弦信号转换为直流信号的波形变换电路。
（ ）（2） 直流电源是一种能量转换电路，它将交流能量转换为直流能量。
（ ）（3）在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。
（ ）因此，它们的整流管的平均电流比值为2:1。
（ ）（4）若U 2为电源变压器副边电压的有效值，则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为22U 。
（ ）（5）当输入电压U I 和负载电流I L 变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。
（ ）（6）一般情况下，开关型稳压电路比线性稳压电路效率高。
（ ） 解：（1）× （2）√ （3）√ × （4）√ （5）×（6）√二、在图10.3.1（a ）中，已知变压器副边电压有效值U 2为10V ，23T C L ≥R （T 为电网电压的周期）。
测得输出电压平均值U O （AV ）可能的数值为A. 14VB. 12VC. 9VD. 4.5V选择合适答案填入空内。
（1）正常情况U O （AV ）≈ ；（2）电容虚焊时U O （AV ）≈ ；（3）负载电阻开路时U O （AV ）≈ ；（4）一只整流管和滤波电容同时开路，U O （AV ）≈ 。
解：（1）B （2）C （3）A （4）D三、填空：图T10.3在图T10.3所示电路中，调整管为 ，采样电路由 组成，基准电压电路由 组成， 比较放大电路由 组成， 保护电路由 组成；输出电压最小值的表达式为 ，最大值的表达式为 。
解：T 1，R 1、R 2、R 3，R 、D Z ，T 2、R c ，R 0、T 3；)( )(BE2Z 3321BE2Z 32321U U R R R R U U R R R R R +++++++，。
第十章 直流电源答案
科目:模拟电子技术题型:填空题章节:第十章 直流电源难度:全部-----------------------------------------------------------------------1. 稳压电路的主要作用是 稳定输出电压 。
2. 在直流电源中，在变压器副边电压相同的条件下，若希望二极管承受的反向电压较小,而输出直流电压较高，则应采用 倍压 整流电路。
3. 在直流电源中，负载电流若为200mA ，则宜采用 电容 滤波电路。
4. 在负载电流较小的电子设备中，为了得到稳定的但不需要调节的直流输出电压，则可采用 硅稳压或硅二极管 稳压电路或集成稳压电路。
5. 为了适应电网电压和负载电流变化较大的情况，且要求输出电压可以调节，则可采用 串联 晶体管稳压电路或可调的集成稳压器电路。
6. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电感 滤波选用大电流负载。
7. 在电容滤波和电感滤波二者之中， 电容 滤波的直流输出电压高。
8. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，调整管处于 放大 工作状态。
9. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，若要求输出电压为18V ，调整管压降为6V ，整流电路采用电容滤波，则电源变压器次级电压有效值应为 20 V 。
10. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，则输出电压的平均值 U 0 = 0.9 U 2 。
11. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，加入电容滤波器后，则输出电压的平均值 U 0 = 1.2U 2 。
12. 小功率直流电源一般由电源变压器、 整流 、滤波、稳压四部分组成。
13. 直流电源能将电量变为直流电量，实质上是一种 能量 转换电路。
14. 单相半波整流电路和桥式整流电路相比，在变压器次级电压相同条件下， 桥式整流 电路的输出电压平均值高了一倍。
15. 若变压器次级电压有效值为U 2，每个整流管的反向峰值电压记作U RM ，则半波整流电路的U RM = 22U 。
串联可调稳压电源课件
变压器绕组
分为初级绕组和次级绕组 ，初级绕组接输入电压， 次级绕组接输出电压。
整流电路
整流电路
将交流电转换为直流电， 为后续电路提供直流电源 。
整流二极管
利用二极管的单向导电性 实现整流功能。
整流电路类型
半波整流、全波整流、桥 式整流等。
滤波电路
滤波电路
电感滤波
将整流后的脉动直流电转换为平滑的 直流电。
绿色能源的整合
串联可调稳压电源应积极整合绿色能源，如太阳能、风能等，以实现能源的可持续发展和环境保护。
Байду номын сангаас5
串联可调稳压电源的实际应用案 例
在电子设备中的应用
串联可调稳压电源在电子设备中主要用于提供稳定的直流电压，以确保电子设备 正常工作。
例如，在电脑、手机、电视等电子产品中，串联可调稳压电源能够确保主板、显 示屏等部件得到稳定的电压供应，从而保证产品的性能和稳定性。
2. 在长时间不使用时，应关闭电源 以节省能源。
3. 注意保持设备清洁，定期除尘，确 保散热良好。
常见故障与排除方法
常见故障 1. 无输出电压。 2. 输出电压不稳定。
常见故障与排除方法
排除方法 2. 检查电位器是否正常，如有故障需更换。
1. 检查电源线是否完好，如有破坏需更换。 3. 检查内部电路是否正常，如有故障需维修或更换。
串联可调稳压电源的优缺点
优点
结构简单、价格便宜、调节方便、稳定性较好。
缺点
效率较低、有较大的热量产生、对电网有较大的谐波干扰。
02
串联可调稳压电源的组成与电路 分析
电源变压器
01
02
03
电源变压器
将电网电压转换为所需电 压等级，为整个稳压电源 提供输入电压。
开关式稳压电路
第七章 *输出电压Uo的确定 输出电压为：
Uo（1R7） 5.（ 1 V） R8
分析时，注意的是R8上端接的是11脚，然后看原理 图，分析这是的压降。
第七章
7.5.3并联开关电源
一.基本构成
并联开关电源换能电路如图7.21， 储能电感，负载和输入电压是并联 的VT。饱和导通时，UI给电感L储能，同 时L自感电动势使VD截止。VT截止时， L自感使自感电动势极性立即改变， VD导通，L通过VD释放能量向C2充 电，并同时向负载供电。当VT再次饱 和导通时，L储能，VD反向截止，电 容C2向负载供电，负载上获得连续能 量。既VT导通期间，L储能，电容C2 向负载供电；VT截止时，L释放能量 对C2充电，同时向负载供电；L，C2 同时具备滤波作用，使得输出波形平 滑。
LC(C0 C) CC0 C
fp
C C1C2 C1 C2
由于
C C0C
f0 21LCfs
第六章
2.串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于 fS 时， 晶体阻抗最小，且为纯电 阻，此时正反馈最强，相 移为零，电路满足自激振 荡条件。
振荡频率 f0 fs
图 6.1.30 串联型石英晶 体振荡电路
4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在 测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。
第六章 一、 电压比较器的传输特性
1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系
u f(u)
O
I
2.阈值电压： UT
当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所 对应的输入电压。
3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。
串联型稳压电路
滤波电路
T饱和导通， D截止， uE≈ UI；L 储能，C 充电。
T截止， D导通， uE≈ － UD ；L 释放能量，C 放电。
15
② 波形分析及输出电压平均值
调整管 续流 滤波电路 二极管
UO
Ton T
UI
Toff T
(UD )
UI
关键技术：大功率高频管，高质量磁性材料
6
7
（2）基本应用
将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负 载电阻，构成串类型稳压电路。
使Co不通过 稳压器放电
消除高频噪声 抵销长线电感效应， 消除自激振荡
8
（3）输出电流扩展电路
为使负载电流大于三端稳压器的输出电流，可采 用射极输出器进行电流放大。
IL (1 )(IO IR )
稳压原理：若某种原因使输出电压升高，则应减小占空比。
16
③ 稳压原理
脉冲宽度调制式：PWM电路作用： UO↑→ Ton↓→ δ↓→ UO ↓
其它控制方式： 脉冲频率调制式： UO↑→ T↑（脉宽不变）→ δ↓→ UO ↓ 混合调制式： UO↑→ T↑ Ton ↓→ δ↓→ UO ↓
在串联开关型稳压电路中 UO < UI，故为降压型电路。
U
' O
UO
R1
R2 R1
R3
U
' O
电路复杂
10
2. 基准电压源三端稳压器 W117
输出电压UREF＝1.25V，调整端电流只有几微安。
保护 稳压器
UO
(1
R2 R1
) U REF
减小纹波电压
串联型稳压直流电源课程设计实验报告
串联型直流稳压电源的设计报告一. 题目: 串联型直流稳压电源的设计。
二. 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出；2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv；三. 电路原理分析与方案设计采用变压器、二极管、集成运放，电阻、稳压管、三极管等元件器件。
220V的交流电经变压器变压后变成电压值较少的交流，再经过桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串流型稳压电路。
比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也可以调节；同时，为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。
1.方案比较：方案一.用晶体管和集成运放组成基本串联型直流稳压电源方案二.用晶体管和集成运放组成的具有保护换届的串联型直流稳压电源.方案三：用晶体管和集成运放组成的实用串联型直流稳压电压可行性分析：上面三种方案中，方案一最简单，但功能也最少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。
方案三功能最强大，但是由于实验室条件和经济成本的限制，我们也抛弃方案三，因为它牺牲了成本来换取方便。
所以从简单、合理、可靠、经济从简单而且便于购买的前提出发，我选择方案二未我们最终的设计方案。
2.结合设计的要求，电路框图如下3.单元电路设计与元器件选择（1）变压器的选择直流电的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对电流电压处理。
电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。
本次课程设计的要求是输出正负9伏和正负6负的双电压电源，输出电压较低，而一般的调整管的饱和管压降在2-3伏左右，由Omin Imax CE U U U -=，CE U 为饱和管压降，而Im ax U =9V 为输出最大电压，Om in U 为最小的输入电压，以饱和管压降CE U =3伏计算，为了使调整管工作在放大区，输入电压最小不能小于12V ，为保险起见，可以选择220V-15V 的变压器，再由P=UI 可知，变压器的功率应该为0.5A ×9V=4.5w ，所以变压器的功率绝对不能低于4.5w ，并且串联稳压电源工作时产生的热量较大，效率不高，所以变压器功率需要选择相对大些的变压器。
串联型直流稳压电源.课件
输出电压不稳定可能是由于电源内部稳压电路故障、输出电容容量减小 或漏电等原因。应检查电源的稳压电路和输出电容，排除故障。
03
过热
电源过热可能是由于散热不良、负载过大或电源内部电路故障等原因。
应加强散热措施、减小负载或检查电源的内部电路，排除故障。
维护与保养
定期清洁
定期清洁电源外壳表面，保持清洁卫生。
高稳定性
随着电子设备在各个领域的广泛应用，对电源的稳定性要求也越来越高。串联型直流稳压 电源的高稳定性能够保证电子设备的稳定运行，提高设备的使用寿命和可靠性。
高可靠性
在许多关键领域，如医疗、航空航天、军事等，设备的可靠性至关重要。串联型直流稳压 电源的高可靠性能够保证在这些领域中设备的正常运行，避免因电源故障而引起的安全事 故。
检查保险丝
定期检查并更换电源的保险丝，确保电源的正常运行。
定期维护
定期对电源进行全面维护，包括清洁内部灰尘、检查连接线是否松 动或破坏、检查元件是否老化或破坏等。
串联型直流稳压电源的发展
06
趋势与展望
高效率、高稳定性、高可靠性
高效率
随着能源危机的加剧，节能减排成为全球共同关注的问题。串联型直流稳压电源的高效率 能够减少能源浪费，降低碳排放，符合绿色环保的发展趋势。
分类与用途
分类
根据输出电压的调节方式，串联型直流稳压电源可分为模拟式和开关式两类。模拟式稳压电源 通过连续改变调整管的导通程度来稳定输出电压，而开关式稳压电源则是通过改变调整管的开 关状态来调节输出电压。
用途
串联型直流稳压电源广泛应用于各种电子设备和仪器中，如通讯设备、测量仪器、计算机、医 疗器械等，为这些设备提供稳定的直流电源，保证其正常工作。
电子技术1
为了稳定输出电压，应按电压负反馈方式引入反馈，设输出电压
增加，FUo增加，比较放大器的输出UF减小，比较器方波输出toff增加，
调整管导通时间减小，输出电压下降，起到了稳压作用。稳定过程如下：
一、电容滤波电路
1．电路组成
电路由单相桥式整流电路、大容量电容C和负载RL组成，电路如图1.19 所示。
2．工作原理
（1）不接RL的情况。如图1.19所示桥式整流电容滤波电路中，开关S打开。
（2）接负载RL的情况。如图1.19所示桥式整流电容滤波电路中，开关S闭合。
（3）特点。电容滤波电路虽然简单,但输出直流电压的平滑程度与负载有关。
3．主要参数
（1）输出电压平均值Uo。经过滤波后的输出电压平均值Uo得到提高。工程上，一般按下式估算Uo与U2的关系：Uo=1.2U2
（2）二极管的选择。由于电容在开始充电瞬间，电流很大，所以二极管在接通电源瞬间流过较大的冲击尖峰电流，所以在实际应用 中要求：
二极管的额定电流为：
二极管的最高反向电压为：
在u2的负半周（～2）期间，变压器副边绕组的极性变为上“”下“+”，二
极管V承受反向电压截止，此时电流io≈0，负载上的电压uo≈0，变压器上的电 压u2以反向全部加到二极管上。 第二个周期开始又重复上述过程。
3．指标参数计算
4．特点
单相半波整流电路简单，元件少，但输出电流脉动很大，变压器利用率 低。因此半波整流仅适用于要求不高的场合。
四、串联型稳压电路
1. 电路结构
串联型稳压电路包括四大环节，其组成框图如图1.26所示。
2．稳压原理分析
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3 2018/11/11
12.1.2 整流电路 【整流】利用具有单向导电性能的整流元件，将交流 电转换成单向脉动直流电的电路的过程称为整流。 【整流分类】 整流电路按输入电源相数：分为单相整流电路和三 相整流电路 整流电路按输出波形：分为半波整流电路和全波整流 电路。 目前广泛使用的是桥式整流电路。
第十二章 直流稳压电源
12.1整流与滤波电路 12.2 稳压二极管稳压电路 12.3串联稳压电路 12.4 开关稳压电源
12.1 整流与滤波电路
12.1.1 直流稳压电源的组成
2 2018/11/11
整流：是将工频交流电转换为脉动直流电。 滤波：将脉动直流中的交流成分滤除，减少 交流成分，增加直流成分。 稳压：采用负反馈技术，对整流后的直流电 压进一步进行稳定。
21 2018/11/11
2. 输出电阻Ro和电流调整率 输入电压和环境温度不变时，稳压电路由于负载 变化对输出电压的影响
Uo Ro Ui
Uo Si 100 % Uo
22 2018/11/11
12.2.2 稳压二极管稳压原理 1.稳压原理
R
I
+
R
+
U
_
I
Z
I
R
o
R
+
U
U
Z
__o桥整流电 Nhomakorabea 滤波电路
20 2018/11/11
12.2 稳压二极管稳压电路
12.2.1稳压电路的性能指标 1.输入调整系数Siu和电压调整率Su 输出电流和环境温度不变时，稳压电路输入电压变化 △Ui对输出电压的影响
S iu Uo 100 % Ui
Uo Su 100 % Ui Uo
0
10 2018/11/11
流过负载电阻RL的电流平均值为：
Io Uo U2 0 .9 RL RL
流经每个二极管的电流平均值为负载电流的一半：
ID
U2 1 I o 0.45 2 RL
每个二极管在截止时承受的最高反向电压为u2的最大值：
U RM U 2M 2U 2
11 2018/11/11
半波： 全波：
Uo U2
U o 1.2U 2
为了获得较平滑的输出电压，一般要求：
RLC (3 ~ 5)
T 2
1 RL (10 ~ 15) C
16 2018/11/11
单相半波整流、电容滤波电路中，二极管承受的反 向电压为：
u DR u C u 2
当负载开路时，承受的反向电压为最高。
承受最高反压：
U RM 2U 2 24 V
18 2018/11/11
选二极管应满足：IF= (2 -- 3) ID
T 1 1 0.02 s f 50
T 取 RLC 4 0.04 s 2
0.04 s C 1 000 F 40
19 2018/11/11
2．电感滤波电路 电感滤波适用于负载电流较大的场合。它的缺点是制 做复杂、体积大、笨重且存在电磁干扰。
25 2018/11/11
24 2018/11/11
U i Uz 由于: I Z I R I O R I o U Im in U z I O max 所以: I Z min R max
（Izmin发生在输入电压最小、限流电阻最大和输 出电流最大时）
解得：
Rmax
U Im in U Z I Z min I O max
23 2018/11/11
稳压二极管工作在击穿状态，电流变化范围大 而电压几乎不变。通过负反馈用电阻R上的压降来 调整输出电压，使其达到稳定作用。输出电压Uo = Uz（稳压管的稳压值）。 2.限流电阻的选择 稳压管稳压限流电阻是不可少的。 选择限流电阻主要考虑稳压管工作电流的允许 范围Izmin ≤ Iz ≤ Izmax
1．单相半波整流电路
单向半波整流电 路及工作波形
5 2018/11/11
输出整流电压的平均值为：
1 Uo 2
0
2U 2 sin td (t )
2
U 2 0.45U 2
流过负载电阻RL的电流平均值为：
Io
Uo U2 0.45 RL RL
流经二极管的电流平均值与负载电流平均值相等为：
ID Io
U2 0.45 RL
二极管截止时承受的最高反向电压为u2的最大值为：
U RM U 2M 2U 2
2018/11/11
7
2．单相桥式整流电路
8 2018/11/11
单向桥式整流 电路工作波形
9 2018/11/11
当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上得 到正弦波的正半周。 当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得 到正弦波的负半周。 在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一 个方向的单向脉动电压。 单相全波整流电压的平均值为： 1 2 U o 2U 2 sin td (t ) 2 U 2 0.9U 2
整流变压器副边电压有效值为：
U2 Uo 1.11 Uo 0.9
整流变压器副边电流有效值为：
U2 U2 I2 1.11 1.11I o RL RL
由以上计算，可以选择整流二极管和变压器。
12 2018/11/11
【注意】整流电路中的二极管是作为开关运用的， 整流电路既有交流量，又有直流量 输入（交流）——用有效值或最大值； 输出（交直流）——用平均值； 整流管正向电流——用平均值； 整流管反向电压——用最大值。
13 2018/11/11
12.1.3 滤波电路 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的 不同，实现滤波，得到平稳的直流电源。滤波 通常是利用电容或电感的能量存储功能来实现 的。
1．电容滤波电路
电容滤波电路 及工作波形
15 2018/11/11
—般常用如下经验公式估算电容滤波时的输出 电压平均值：
【例1】 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40 Ω ，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择整流二极管及滤波电容。
17 2018/11/11
解：选二极管：
UO 20 U2 17 V 1.2 1.2
电流平均值：
ID 1 1 U O 1 20 IO 0.25 A 2 2 RL 2 40