稳压电源(电子技术课件)
稳压电源 讲义
串联型晶体管直流稳压电源一、实验目的1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2、掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
图2－1 直流稳压电源框图直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图2－1 所示。
电网供给的交流电压U1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压U I。
但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
图2－2 是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管T1）；比较放大器T2、R7；取样电路R1、R2、R W，基准电压D W、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。
图2－2 串联型稳压电源实验电路由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。
当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏，所以需要对调整管加以保护。
在图2－2 电路中，晶体管T3、R4、R5、R6组成减流型保护电路。
此电路设计在I0P＝1.2I0时开始起保护作用，此时输出电流减小，输出电压降低。
电工电子技术课件第13章
)1.2
1.2 V UO 35.2V
(1 )1.2 35.2V
0.24
4. 扩大输出电流的方法 IC
V
IR IB
1 W78 2
+R
I1
3 I2
Ui
CI
IQ
CO
IO + UO
I2 I1 I R I B 设 =10,UBE= 0.3V,
UBE IC
R
R=0.5， I2 =1A。 则: IC =4A，输出电流
载
u
u
u
u
u
O
tO
tO
tO
tO
t
220 V
合适的
单向脉动
交流电压 直流电压
滤波
稳压
13.1 单相半波 整流电路
+ uD – iD=iO
u2
2U 2
~
220 V
D
+
u2
RL uｏ
–
o
uO
2U 2
u2 2U2 sint
o
UO
1 2
0
2U2 sin(t)d(t)
iD= iO
0.45U2
I
D
IO
解：
负载电流
I Lmax
UL RL
10mA 2
5mA
I Zmax 2ILmax 2 5mA 10mA
ILmin 0
选择稳压管2CW18（UZ =10~12V,IZ =5mA, IZmax =20mA ）
UCmax 301.1 33V UCmin 30 0.9 27V
33 10kΩ R 27 10kΩ
当u2从最大值开始下降时， D1和D3截止， C 向 RL 放电。
《开关型稳压电源》PPT课件
i1
VD4
VD2
uin
uo
i1
i2
图 5 - 2 单相桥式整流电路输入电压和电流的波形
第5章 开关型稳压电源
功率因数较低的开关电源存在许多问题， 主要有： (1) 谐波电流污染电网， 干扰其他用电设备， 造 成测量仪表产生较大的误差， 还会使电动机产生较大 的噪声。 (2) 在输入功率一定的条件下， 输入电流有效值 较大， 因此必须增大输入熔断器、 断路器和电源线的 规格。 (3) 特别应当指出， 通信用开关型电源通常都采 用三相五线制供电， 三相基波电流可分别由下列各式 表示：
第5章 开关型稳压电源
5.1.2 目前， 通信和其他电子设备采用的稳压电源主要
有线性稳压电源、 相控型稳压电源和开关型稳压电路。 线性稳压电源中， 调整元件串联在负载回路中，
其作用就像一只可变电阻， 输入电压或负载变化时， 串联调整元件的压降改变， 从而使输出电压稳定不变。 当输入电压过高时， 串联调整管的功耗很大， 因此效 率很低。 当输入电压波动范围为±20 %时， 5 V稳压 器 的 典 型 效 率 只 有 35% ， 输 入 电 压 波 动 范 围 小 于 ±16%时， 典型效率也只能达到50%。
第5章 开关型稳压电源
由此可知， 三相电流的三次谐波分量是同相位的， 同理， 三相电流的六次、 九次等谐波分量也是同相位 的。 由于三相电流都流过中线， 当功率因数为1时， 流过中线的电流为零； 当功率因数很低时， 中线内的 电流很大。 由于中线无过流保护装置， 所以， 中线有 可能因过热而着火。
IR为电网电流有效值； I1为基波电流有效值； VL为电网电压有效值； cosφ为基波电流与基波电压的位移因数。
第5章 开关型稳压电源
电子技术基础第7章直流稳压电源课件
(1) 负载的电流
IO
UO RL
12 4
mA
3mA
R 两端的电压 UR UI UO (3012)V 18V
通 过R的电流
IR
UR R
18 2
9mA
稳压管的电流 Iz IR IO 6mA
(2) 变压器副边电压的有效值
U2
UI
1.2
30 V 1.2
25V
(3) 二极管的平均电流
ID
1 2
UDRM 2 3U 2 2.45U 2 1.05U 0
常用的整流电路比较
名称
单相半波 单相全波 单相桥式 三相半波 三相桥式
负载 直流 电压
0.45U2 0.9U2
每个管 子承受 的最大 反向电 压
1.41U2
2.82U2
选择管子的参数
每个管 子的平 均电流
Io
0.5 Io
每个管子 承受的最 大反向电 压
Uf R2 Rp2 UO R1 R2 Rp
（2）基准电压环节：它是由稳压管DZ和限 流电阻R3构成的电路中获得，即取稳压管的电 压UZ，它是一个稳定性较高的直流电压，作为 调整、比较的标准。
（3）比较放大电路：由三极管T2构成，它 将取样电压Uf和基准电压UZ比较产生的差值电 压放大后去控制调整管T1的压降UCE1。
~220V
u2
uL
（1）
变压器副绕组电压有效值为
U 2 Uo / 0.9 26.6V
每个二极管承受的最高反向电压为 U DRM 2U 2 2 26.6 37.6V
流过每个二极管的电流平均值为
ID
IL 2
U0 2RL
24 2 50
0.24 A
《电子技术基础与技能》教案安装串联稳压电源
《电子技术基础与技能》教案-安装串联稳压电源教学目标：1. 理解串联稳压电源的原理和作用。
2. 学会安装串联稳压电源的步骤和技巧。
3. 掌握如何检测和调试串联稳压电源。
教学准备：1. 教室设备：投影仪、黑板、讲台、实验室设备。
2. 学生材料：实验手册、笔记本、笔。
3. 实验材料：稳压电源模块、电阻、电容、电线、实验板、万用表等。
教学内容：第一章：串联稳压电源概述1.1 稳压电源的定义和分类1.2 串联稳压电源的原理和工作原理1.3 串联稳压电源的参数和特点第二章：安装串联稳压电源的步骤2.1 准备实验材料和设备2.2 了解稳压电源模块的引脚和功能2.3 连接稳压电源模块和负载电阻2.4 连接电源和稳压电源模块第三章：调试串联稳压电源3.1 测量稳压电源模块的输出电压和电流3.2 调整稳压电源模块的输出电压3.3 检查电路连接是否牢固和可靠3.4 验证稳压电源的稳定性和准确性第四章：常见问题及解决方法4.1 稳压电源模块无输出电压或电流4.2 稳压电源模块输出电压不稳定4.3 负载电阻过大或过小导致输出电压偏低或偏高4.4 电源连接不稳或接触不良第五章：实验总结与评价5.1 学生自我总结实验过程和收获5.2 教师对学生的实验表现和结果进行评价5.3 学生互评和小组讨论教学方法：1. 讲授法：讲解串联稳压电源的原理和作用，引导学生理解相关概念。
2. 演示法：通过实验演示安装和调试串联稳压电源的过程，让学生直观地了解操作步骤。
3. 实践操作：学生分组进行实验，亲自动手安装和调试串联稳压电源，培养实际操作能力。
4. 提问与讨论：鼓励学生提出问题，引导学生进行思考和讨论，提高学生的参与度和积极性。
教学评价：1. 学生实验报告：评估学生在实验中的操作技能和解决问题的能力。
2. 学生自我评价：评估学生对实验过程和收获的自我认识。
3. 教师评价：根据学生的实验表现和结果进行评价，给予鼓励和建议。
教学时间：1课时（45分钟）教学延伸：1. 开展串联稳压电源设计竞赛，让学生自由发挥创新，设计出更稳定、高效的稳压电源。
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
模拟电子技术_第八章 直流稳压电源
第8章
集成直流稳压电源
封装
塑料封装
金属封装
CW7805 1 2 3
CW7905 1 2 3
1
2 3
UI GND UO
GND UI UO
符号
1
+ CW7800 +
2
_
3 CW7900 1
_
2
3
第8章
集成直流稳压电源
二、CW7800 的内部结构和基本应用电路
O
2
t
0.9U2 UO 2U2
通常取 UO = 1.2U2 RC 越大 UO 越大
T 为获得良好滤波效果，一般取： RLC ( 3 ~ 5) 2 (T 为输入交流电压的周期)
第8章
集成直流稳压电源
[例 8.1.1] 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 ，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择整流 二极管及滤波电容。 U O 20 U2 17 V [解] 1. 选二极管 1. 2 1. 2
78L ×× / 79L ×× — 输出电流 100 mA 78M×× / 9M×× — 输出电流 500 mA
78 ×× / 79 ×× — 输出电流 1.5 A
例如： CW7805 输出 5 V，最大电流 1.5 A
CW78M05 输出 5 V，最大电流 0.5 A
CW78L05 输出 5 V，最大电流 0.1 A
第 8章
集成直流稳压电源
8.1 单相整流滤波电路
8.2 8.3 线性集成稳压器 开关集成稳压电源
第8章
小
结
第8章 集成直流稳压电源 8.1
引
单相整流滤波电路
电工电子技术基础知识PPT课件
1、直流稳压电源的组成框图
变压
整流
滤波
稳压
交流
负
电源
载
u
u
u
u
u
O
tO
tO
tO
tO
t
220 V
合适的 单向脉动 交流电压 直流电压
滤波
稳压
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。
28
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
3
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
电源是将其他形式的能量转化为电能的装置
负载是取用电能的装置，通常也称为用电器。
中间环节是传输、控制电能的装置。
4
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
10
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
电路中两点之间的电压也可用两点间的电位差表示： uab Va Vb
如果A、B的实际电位为：VA 6V VB 2V
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第二章 电子技术的基础知识 §2.1 直流稳压电源的基础知识 §2.2 基本逻辑器件的基础知识 §2.3组合逻辑的基础知识 §2.4模/数、数/模转换的基础知识。
第13章直流稳压电源
0 uo
π
2π
3π
4π
π
2π
3π
4π
ωt
(b) 波形
电工电子技术
第13章
直流稳压电源
单相半波整流电压的平均值为：
1 2 Uo U 2 0.45U 2 2U 2 sin td (t ) 2 0 流过负载电阻RL的电流平均值为： Uo U2 Io 0.45 RL RL
U2
U RM
Uo 48 40 V 1.2 1.2
整流二极管承受的最高反向电压：
2U 2 1 .41 40 56.4
V
因此可选择 2CZ11B 作整流二极管，其最大整流电流为 1 A，最 高反向工作电压为 200V。 T 0.02 RL C 5 5 0.05 s，则： 取 2 2 0.05 C 500 10 6 F 500 μ F RL 100
电工电子技术
第13章
直流稳压电源
13.2 单相桥式整流电路
a + u1 －
+ u2 － D 3 b
D4
D1 RL D2
+ uo －
+ u1 －
+ u2 －
RL
+ uo －
(a) 原理电路
(b) 简化画法
电工电子技术
第13章
直流稳压电源
u2为正半周时，a点电位高于b点电位，二极管D1、D3承受 正向电压而导通，D2 、D4 承受反向电压而截止。此时电流的 路径为：a→D1→RL→D3→b。
U o 0.45U 2 0.45 20 9 (V)
Uo 9 Io 0.012 (A) 12 (mA) R L 750
直流稳压电源课件
8
电工基础教学部
目录
电工电子技术
Tr a-
u1
o
t
D4
+ io
u2
D1 D3
RL
uo
D2
-
b
+
u2负半周时电流通路
电工基础教学部
9
目录
+
a
(-) u2
b
(+)
u2
桥式整流电路输出波形
电工电子技术
D4
RL
D1 D3
u0
D2
u2＞0 时
a+ b-
u2＜0 时 b(+) a(-)
D1,D3导通 D2,D4导通 D2,D4截止 D1,D3截止 电流通路: 电流通路:由 由a+经D1 b(+)经D2
电工基础教学部
Uo
U
i
U
CE
31
目录
电工电子技术
T UCE
＋ 调整
UBE
UB
∞
Ui
A
比较放大
UF
R1
URE
取 样
F
－
基准电压 R2
当忽略电 感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：
U0=0.9U2
（3）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。
电工基础教学部
21
目录
电工电子技术
3、复式滤波器
为了进一步改善滤波特 性，可采取多级滤波的办法, 如在电 容滤波后再接一级RC滤 波电路，或在电感滤波后面再接一电容。
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直流稳压电源是电子设备中的重要组成部分，用来将交流电网电压变为稳定的直流电压。
对直流稳压电源的主要要求是:输入电压变化以及负载变化时，输出电压应保持稳定，即直流电源的电压调整率及输出电阻越小越好。
此外，还要求纹波电压小。
几个概念
直流稳压电源
1.整流电路
2.滤波电路
3.直流稳压电路
交流电网电压转换为直流电压的一般过程
变压：降压；整流：交流变脉动直流；滤波：滤除脉动稳压：进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力。
1.整流电路
•作用
将交流电转变为脉动的直流电
•基本电路
(1)单相半波整流电路
(2)单相全波整流电路
(3)单相桥式整流电路
整流电路的分析方法：为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
单相半波整流电路：
利用二极管的单向导通特性来进行整流，除去半周、剩下半周的整流方法，将交流电转换为直流电。
该电路简单，使用元件少，二极管承受的反向电压低；但是输出波形脉动大，电压低，变压器利用率低。
单相全波整流电路：
两个整流器件交替工作，提高了整流器的效率，并使已整电流易于平滑。
输出电压较高，脉动小；但是变压器的利用率不高，整流二极管承受的最大反向电压较高。
单相桥式整流电路
输出电压高，变压器的利用率高，脉动小，电能转换效率高；但是二极管的数量较多。
2.滤波电路
•作用
滤出脉动直流中的交流成分
•基本电路
(1)电容滤波电路
(2)电感滤波电路
(3)复合滤波电路
(1)电容滤波电路
当空载（R
L
=∞）时:
U 2 ＞U
C
时：
二极管导通，C充电
U 2 ＜U
C
时：
二极管截止。
由于R
L
=∞，无放电回路，
所以U
C
保持。
当接入R L （且R L C 较大）时
U 2 ＞U C 时：
二极管导通，C 充电。
U 2 ＜U C 时：
二极管截止，C 放电。
V
随负载电流的变化
L
电容滤波电路结构简单，负载获得的直流电压较高，纹波小，但其输出特性较差，输出直流电压的大小受负载变化的影响较大，故适合在负载电压较高、负载变动不大的场合应用。
——感抗）(2)电感滤波电路（X
L
电感滤波电路特点
(3)复合滤波电路
3.直流稳压电路
•作用
将不稳定的直流电压变换成稳定且可调的直流电压•基本电路
(1)串联型稳压电路——调整管与负载串联
(2)并联型稳压电路——调整管与负载并联
串联反馈式稳压电路
串联反馈式稳压电路的特点
集成稳压电路
(1)封装与命名
78XX：正电压79XX：负电压
(2)内部模块
可调三端集成稳压器
谢谢!
(2)输出电压可调应用举例
(2)输出电压可调应用举例
(2)输出电压可调应用举例
输入直流电压
V1/V 负载电阻
R L/Ω
直流电压表
读数U O/V
输出电流
I O/mA
电压调整率
ΔU O/mV
710 4.997500
4 2510 5.001500
输入直流电压
V1/V 负载电阻
R L/Ω
直流电压表
读数U O/V
输出电流
I O/mA
电压调整率
ΔU O/mV
12205250
4 1210 4.996750。