直流稳压电源和集成稳压器
中职电子线路教案：直流稳压电源
江苏省XY中等专业学校2021-2022-2教案编号：备课组别电子上课日期主备教师授课教师课题：8.1直流稳压电流教学目标1.了解直流稳压电源的作用、分类2．能画出简单串联稳压电源的组成，能分析稳压过程重点分类、组成、稳压过程难点稳压过程教法讲授法、探究法、讨论法教学设备教学平台、虚拟实验室、实验室教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容A．复习1．硅稳压管的特性。
2．硅稳压二极管稳压电路。
B．引入1．直流稳压电源的作用：当电网电压变化或负载发生变化时，输出电压能基本保持不变。
2．按电压调整元件与R L连接可分为以下两种。
C．新授课8.1两种稳压类型概述一、并联型稳压电路1．框图：教学内容2．电路组成：（1）找出分析关系式：I R = I Z + I LV R = I R RV O = V Z = V I－I R R（2）稳压过程V I↑→V O↑→I Z↑→I R↑V O↓————↓问：①V I极性接反时，能否稳压？②R = 0时，能否稳压？3．特点（1）优点：电路简单，调试方便。
（2）缺点：输出电流较小（几十毫安），带负载能力低，应用于要求不高的小型电子设备中。
随堂练习：（1）说明R L↓ 时，稳压过程。
（2）已知：V I = 9 V，V Z = 6 V， R =21kΩ，R L = 2 kΩ。
求：I R，I Z解：I R = mA6mA0.569EI=-=-RVVI L = mA3mA26=I Z = I R- I L = (6-3)mA = 3 mA教学内容三、串联型稳压电路：1．框图：2．基本原理I B↑→V CE↓ 输出特性曲线I B↓→V CE↑3．V为调整管——作为调整元件的晶体管。
8.2串联型晶体管稳压电源一、简单串联型晶体管稳压电源1．电路：2．元件作用：V1——调整管；V2——稳压管，为V1的基极提供稳定的基准电压；R1——V2限流电阻；R1——V1偏置电阻；R2 ——V1发射极电阻。
用三端集成稳压器制作多功能直流稳压电源
元器件的极性及引脚排列
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5．安装集成直流稳压电源电路 图为集成直流稳压电源的实物连接图，利用万能板对照实物连接图进行元器件的焊 接和装配。安装时，要注意元器件的极性及引脚排列。
集成直流稳压电源的实物连接图
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集成直流稳压电源调试结果记录
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四、检测与评价
项目检测与评价见表。
项目检测与评价
6．调试集成直流稳压电源 1）集成直流稳压电源安装完毕后，经检查无误方可通电检测。 2）如图所示，变压器输入端加上220V交流电，测量变压器次级绕组两端的电压V2，结果记 录于表中。注意此电压为交流电，必须用万用表交流电压挡测量。 3）测量滤波电容器C1两端的电压V，结果记录于表中。此电压为直流电压，必须用万用表直 流电压挡测量，同时注意电压的正负极性。 4）调节RP的阻值，测量电路的输出电压VO的变化范围，结果记录于表中。如果测量数据与 原理分析基本一致，则电路制作成功。
LM×37系列集成稳压器
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4．检测集成直流稳压电源电路元器件
在集成直流稳压电源电路中，主要的元器件有变压器、整流桥、三端稳压器、电解电容、电
位器和电阻器，在安装之前必须对它们进行检测，以确保元器件是好的。本制作需要区分的元器
件极性及引脚见表。
2．了解可调式三端集成稳压器 可调式三端集成稳压器不仅输出电压可调节，而且稳压性能要优于固定式，被称为第二代三 端集成稳压器。 （1）可调式三端集成稳压器外形和电路符号
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。
第4章直流稳压电源
'
2 U2
UO
T RLC ≥(3~5) 2 UO =1.2U2
0
iD
0
t1 t2
t3 t4
t
0.9U2 0.45U2
0
IO
t
全波整流电容滤波电路的外特性
2. 电感滤波电路 T
L
io
u1
uo
u2
u'o
RL
uo
u'o
uo、 io
2 3
Uo
0.9U2
外特性较硬
t
外特性
Io
电感L越大，滤波效果越好。
3. 单结晶体管振荡电路和工作波形
第4章 4.6
uC
充
R
R2
UP
UBB
电 C
UV
0
t
u
放 电 G
uG
t
R1
uG
0
振荡 原理
当电容充电到uc≥Up时,单结晶体管导通,经R1放电; 当电容放电至uc<UV时单结晶体管截止,电容重新 充电。 循环往复,在电阻R1上形成触发脉冲uG 。
第4章 4.6
4. 单结晶体管同步触发整流电路和工作波形
uZ uC uG
t
t
uO
t
t
习题
1. 一个直流稳压电源应该由以下几部分组成:___________
滤波电路；稳压电路 。 变压器;整流电路;
2. 普通晶闸管控制极的作用是(
a ）。
(a) 加正向电压触发晶闸管使其导通 (b) 加反向电压使晶闸管可靠的截止 (c) 使阳极电流与控制极电流保持线性关系实现电流放大作用
(1) 电路组成 D3 R D4 Rp DZ C R2
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》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。
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试验室供应试验电子电路的能量来源，在试验过程中占有重要地位。
电源的质量在肯定程度上也打算了试验电路的牢靠性及各项技术指标。
在众多类型的电源中，直流稳压电源为应用最广泛的一类。
一、直流稳压电源的分类由于直流稳压电源的种类繁多，工作原理相差较大，可从不同的角度进行分类。
根据电路的稳压方式，可分为参数稳压器和反馈调整型稳压器。
参数稳压器电路结构简洁，主要利用元件的非线性实现稳压。
如可利用一个电阻和一个稳压二极管构成参数稳压器；反馈调整型稳压器是一个闭环的负反馈系统，它利用输出电压的变化。
经取样、比较、放大后，得到掌握电压，去掌握相应的调整元件，达到最终稳定输出电压的目的。
依据电路中调整元件的工作状态，可分为线性稳压电路和开关稳压电路。
其中调整元件工作在线性放大区的，称为线性稳压电路；假如调整元件工作在开关状态，称之为开关稳压电路。
此外，还可以依据电源中主要部件是集成电路还是分立元件，分成集成线性稳压器、集成开关稳压器以及分立元件构成的稳压器等。
二、线性稳压电源试验室使用的线性稳压电源，一般有两路或多路输出，输出直流电压为0~30V连续可调，输出电流几个安培，用表头或数字显示电压、电流值。
其具有稳定度高、纹波较小等特点。
线性电源中稳压部分的电源调整管工作在线性区，为保证电源的电压调整特性，调整管上的输入输出必需有足够的压差。
为保证电源的指标，一般允许电网电压波动±10％，在线性电源中，输入电源经变压器、整流、滤波环节，其直流电压的脉动性较小，经过线性稳压电路后，输出的纹波电压和噪声特别小，因而特殊适合作各种低噪声放大器的电源。
三、线性直流电源基本原理线性直流稳压电源，一般是将50Hz、220V的沟通电压变换为所需幅度的沟通电压，然后由整流电路将沟通电压变换成直流脉动电压，再由滤波电路将直流电压平滑．最终经过直流稳压电路输出稳定的电压。
它在电网波动与负载变化的状况下都能基本保持稳定的直流电压。
直流稳压电源
4．稳压过程：
当 VO 由于某种原因偏高时，V4 基极电位升高，IC4 增大， C1 放电速度增加，使 V3 截止时间缩短，V1、V2 饱和时间缩 短，使 VO 降低，从而稳定 VO。
优点 是电源效率高，稳压效果好。缺点是纹波较大， 电路复杂，对元器件要求较高。被广泛应用在彩色电视机、 计算机等设备中。
CW317 为三端可调式正压输出稳压器，其引脚排列请查 阅手册。
CW337 为三端可调 式负压输出稳压器，其 引脚排列请查阅手册。
CW317 和 CW337 的基本应用电路
应用特点是外接两个电阻(R1和 RP)就可得到所需的输出 电压。为了使电路正常工件，一般输出电流不小于 5 mA。输 入电压范围在 3 ~ 40 V之间，输出电压可调范围为 1.25 ~ 37 V， 器件最大输出电流约 1.5 A。
综上所述，带有放大环节 的串联型晶体管稳压电路，一 般由四部分组成，即采样电路、 基准电压、比较放大电路和调 整元件。
电路的优点是输出电流较大，输出电压可调；缺点是电源 效率低，大功率电源需设散热装置。
[例 8.2.1] 设图中的稳压管为 2 CW14，VZ = 7 V。采样 电阻 R1 = 1 k，RP = 200 ，R2 = 680 ，试估算输出电压的 调节范围。
2．稳压过程
设 RL 恒定，当 VI→VO →VB2 →VBE2 →VC2 →VBE1 →VCE1 →VO
3．输出电压调节范围
由于
VB 2
VBE2
VZ
RP R2 R1 RP R2
VO
即
VO
R1 RP R2 RP R2
(VBE2
VZ )
当 RP 的滑动臂移到最上端时，RP = 0，RP = Rp ，Vo 达到 最小值。即
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直流稳压电路的组成 直流稳压电路的作用
调整管
比较放大
取 样 环 节
基准电压
组成
Vo=Vi－VCE1 调整管 取 样 环 节
比较放大
基准电压
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
组成
稳压电路必须做到的两个要求：
1.电网电压波动时,稳压电路 输出电压基本不变 2.负载电流变化时,稳压电路 输出电压基本不变
尽可能靠近 三端集成器 C2：消振、改善输出瞬态特性
317基本应用电路
R 1 R W上 VO 1.25 R1
IAdj≈50μA R1取120Ω
C3:消除RW上纹波 D1:防止C3放电而损坏稳压器的保护二极管 D2:防止C2放电而损坏稳压器的保护二极管
6.例题
例1: 如何少量提高78系列输出电压
Iw可达8mA，且随输入电压波动而变化
恒流充电器
几个极限参数：
(使用时注意)
输入最大电压Vi 35V （ VO=5～18V时） 40V（ VO=24V时） 2V
最小输入输出电压差
（Vi－Vo）
通常取4V
负载大电流时一定要加散热装置
本堂课小结:
1.直流稳压电源主要组成部分: 变压器、整流、滤波、稳压 2.串联型直流稳压电路: 主要组成部分: 调整、取样、基准、比较放大 利用调整管调整作用,使输出电压维持基本不变 3.三端集成稳压器: 78××系列:输出××V正电压 三端固定式集成稳压器 79××系列:输出××V负电压 317系列:输出1.25V～37V正电压 三端可调式集成稳压器 337系列:输出-1.25V～-37V负电压 0.1A(L) 主要有三种输出电流类型: Iomax=1.5A、 0.5A(M)、 4.几种基本应用电路 使用时要注意器件的极限参数
三.
三端集成稳压器
78××系列 (输出正电压)
1. 分类：
三端集成固定式稳压器 79××系列 (输出负电压) 317系列 三端集成可调式稳压器 (输出正电压)
337系列
(输出负电压)
3.内部结构方框图
外形
4.外形
F—1 F—2 S—7
S —1
管脚排列
5.基本应用电路
78系列基本应用电路
C1：抗高频干扰、消振
串联型稳压电路稳压原理小结:
利用输出电压的变化量，控制调整管的基 极电流IB1，进而控制其管压降VCE1的变化， 使输出电压回到接近变化前的数值。
取样电阻测量输出电压变化量ΔVO，由比 较放大器将其与基准电压比出差值，并 将该差值放大后控制调整管的基极电流 变化。
串联型稳压电路是反馈调整型稳压电 路，调整管工作在放大区。
电压负反馈
↑
↑ ↓
↓ ↑
↑
设RL不变
Vo=Vi -VCE1
Vi↑ →Vo↑ →VB2↑ →VBE2↑=VB2↑-VE2 ↓ Vo基本不变 Vo ↓← VCE1 ↑ ← VC2↓ （VB1↓）
↓ ↑
↑
↓
↓
设Vi不变 RL↓(IL↑)
→Vo↓ →VB2↓ →VBE2↓ ↓ VO基本不变 VO↑ ← VCE1 ↓ ← VC2↑ (VB1↑)