第九章稳压电源
稳压电源课件1
流
流变 动
滑变定
电
电压 直
直压直
压
压
流
流
流
三、输出电压参数
二、串联型稳压电源的原理
课堂小结
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。
课堂训练
• P181图8-2-1 稳压电路的组成
课堂小结
1.串联型稳压电源的组成 2.串联型稳压电源的原理 3.输出电压参数计算 下一节课讲解常见故障的检修
板书设计
一、串联型稳压电源的组成
计算
变
整
滤
稳
交 压 交流 脉 波 平 压 稳
三、稳压原理及过程 （多媒体课件）
四、输出电压调节范围
由图 8.2.2 可知
即 (8.2.1)
当的滑动臂移到最上端时，达 到最小值。即
(8.2.2) 当 的滑动臂移到最下端时, 达 到最大值。即
(8.2.3)
则输出电压的调节范围为
VOmin--------VOmax
以上各式中的 0.8 V。
VBE2约为0.6 ~
一、带放大环节的串联型稳压电源
电路原理图
变压
整流
滤波
稳压
• 电源电路总体组成方框图
交流 电压
变压
整流 变压
交流 电压
脉动 直流
滤波
平滑 直流
稳压 变压
稳定 直流
二、稳压电路的组成
调整元件
比较 放大
取样 电路
基准 电路
1.
为调整管，起电压调整作用。
2.
是比较放大管，与集电极电阻 组成比较放大器；
3.Байду номын сангаас
稳压电源(课件).
集成稳压电源
三端固定式集成稳压器 1．三端固定式集成稳压器的型号 三端固定式集成稳压器CW78L××的含 义如下: C——代表国标。 W——稳压器。 78——产品序号：78输出正电压；79输出 负电压。
集成稳压电源
三端固定式集成稳压器 L——输出电流：L为0.1A；M为0.5A；无 字母表示电流为1.5A。 ××———用数字表示输出电压值。
单相整流电路
1.单相半波整流电路
单相半波整流电路的电路图
半波整流电路的工作波形
单相整流电路
2.单相桥式整流电路
桥式整流电路
桥式整流电路的波形
单相整流电路
2.单相桥式整流电路 将桥式整流电路的四个二极管制作在一起，封 装成为一个器件就称为整流桥，其外形和实物如 所示。A、B端接输入电压，C、D为直流输出端， C为正极性端、D为负极性端。
固定输出电压修改电路
集成稳压电源
三端固定式集成稳压器 4．三端固定式集成稳压器的基本应用电路 （2）输出电压的提高电路
输出电压的提高电路
集成稳压电源
三端固定式集成稳压器 4．三端固定式集成稳压器的基本应用电路 （3）输出电流的扩流电路
输出电流的扩流电路
集成稳压电源
三端固定式集成稳压器 5．三端固定式集成稳压器的实际应用电路
注意
（1）集成稳压器的输入端与输出端不能反接；
若反接电压超过17V，将会损坏集成稳压器。
（2）输入端不能短路。。
（3）防止浮地故障。78系列三端集成稳压器的
外壳为公共端，将其安装在设备上时应可靠接地。
79系列外壳不是接地端。
综合实训1 直流稳压电源的设计与调试
通过综合实训，应该掌握如下技能： 焊（焊接、拆焊技术）； 选（元器件识别、性能简易测试、筛选）； 装（电子电路和电子产品装配能力）； 调（电子电路与电子小产品调试能力）； 测（正确使用电子仪器测量电参数）； 读（电子电路读图能力）； 写（培养编写实习报告的能力）； 校（电子产品质量检验能力）； 触（提前触及三大技术，与时尚数码产品接轨）。
第九章直流稳压电源
UO ：稳压输出电压；
C1、C实2现：频率补偿， 消除较长接线时的
电感效应；(0.1 ~ 1F)
C3 ：减小稳压电源输出端由输入电源引起的低频干扰； 瞬时增减电流时，不致引起输出电压有较大的波动；
(1F以上)
D：当输入端短路时，给C3一个放电通路，防止C3两端电 压作用于调整管，造成发射结的损坏。
整流电路的输出电压是单一方向的，但是脉动较大， 含有较大的谐波成分， 不能适应大多数电子线路及设备 的需要。
滤波电路用于滤去整流输出电压中的谐波。
滤波电路的特点：
均采用无源电路（电容滤波、电感滤波、π型滤 波）；
理想情况下，滤波后只保留直流成分，而滤去所 有交流成分；
能够输出较大电流；
9.3 滤波电路
9.2.1 单相半波整流电路
一、工作原理
u2
2U2
0
uo
2U2
0
uD
0
2U2
io
2
4
3
t
t
t
~220V 50HZ
a D io
+uD– +
u2
u–o RL
b
设变压器副边电压为 u2 2U2sint
0
t
9.2.1 单相半波整流电路
二、主要参数
经整流后得到的单向脉动
电压，含有丰富的谐波成分，
3
uo
o
D1D3 D2D4 D1D3 导通 导通 导通
io
o iD1iD3 iD2iD4 iD1iD3
a
D4
D1
~220V t 50HZ
u2
b
D3
D2
t
ID(AV)
模拟电子技术基础知识稳压电源的设计与调整
模拟电子技术基础知识稳压电源的设计与调整稳压电源在电子技术中起着至关重要的作用，能够为电路提供稳定可靠的电源供应。
本文将介绍稳压电源的设计与调整，以帮助读者深入了解此领域的基础知识。
一、设计稳压电源的原理稳压电源的设计需要考虑到电源的稳定性、效率和负载适应性等因素。
以下是设计稳压电源的一般原理：1. 选择合适的稳压电路：常见的稳压电路包括线性稳压和开关稳压两种。
线性稳压电路简单可靠，适合小功率应用；而开关稳压电路则效率更高，适合大功率应用。
2. 选择适当的元件：根据需求选择合适的电容、电感和稳压管等元件，以提高电源的稳定性和效率。
3. 合理布局与绝缘：设计电源板时，需要合理布局各个元件，以降低干扰和杂散噪声。
同时，需要注意电源板与其他电路的绝缘，以防止干扰和电压漂移。
二、稳压电源的设计步骤设计稳压电源需要经过以下几个步骤：1. 确定电源需求：首先明确所需电源的输出电压和电流范围，以及对稳定性、效率和负载适应性的要求。
2. 选择合适的稳压电路：根据需求选择适合的线性稳压或开关稳压电路。
3. 选择适当的元件：根据电路的特性和要求选择合适的电容、电感和稳压管等元件。
4. 进行电路设计：根据所选电路和元件，进行电路设计，包括线路连接、元件布局和绝缘处理等。
5. PCB设计与制作：将电路设计转化为PCB布局图，并制作出实际的电源板。
6. 组件安装与焊接：将选购的元件安装到PCB上，并通过焊接固定。
7. 进行测试与调整：将已装配的电源板连接至负载进行测试，调整电压和电流以满足设计要求。
三、稳压电源的调整方法在设计好稳压电源后，还需要进行调整以确保电源输出的稳定性和准确性。
以下是稳压电源的调整方法：1. 调整输出电压：根据设计要求，通过调整电路中的电阻、电容或稳压管等元件，来调整电源的输出电压。
2. 调整输出电流：通过设计合适的反馈电路或连接合适的感应电阻，来控制电源的输出电流。
3. 调整稳定性：通过添加适当的滤波电容或调整负载供电线路，来提高电源的稳定性。
稳压电源原理图
稳压电源原理图稳压电源是电子设备中常见的一种电源类型，它能够提供稳定的电压输出，保障电子设备的正常运行。
稳压电源原理图是设计稳压电源时必不可少的参考资料，它展示了稳压电源的工作原理和电路连接方式。
本文将介绍稳压电源的原理图及其相关知识。
稳压电源的原理图通常包括输入端、变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和输出端等部分。
首先，交流电源通过输入端输入，经过变压器进行变压变流，然后经过整流电路将交流电转换为直流电。
接着，经过滤波电路对直流电进行滤波处理，去除电压波动和纹波，使输出电压更加稳定。
最后，稳压电路对电压进行稳定控制，确保输出电压稳定在设定的数值范围内，从而保障连接的电子设备正常工作。
稳压电源的原理图中，各个部分的连接方式和元器件的选择都对稳压电源的性能有着重要影响。
例如，变压器的选取会影响到输入端的电压大小和稳定性，整流电路的设计会影响到输出端的波动情况，稳压电路的选择和参数设置会影响到输出端的电压稳定度。
因此，在设计稳压电源原理图时，需要根据实际需求选择合适的元器件和连接方式，保证稳压电源的性能满足要求。
稳压电源原理图的设计需要考虑到电路的稳定性、效率、成本和体积等多个方面。
在实际设计中，需要综合考虑各个方面的因素，进行合理的权衡和取舍。
例如，为了提高稳压电源的稳定性，可以增加滤波电路的容量和质量，但这样会增加成本和体积；为了提高稳压电源的效率，可以选择高效率的整流电路和稳压电路，但这样可能会增加设计难度和成本。
因此，稳压电源原理图的设计需要在各个方面进行综合考虑，以达到最佳的性能和成本效益。
总的来说，稳压电源原理图是设计稳压电源的重要参考资料，它展示了稳压电源的工作原理和电路连接方式。
在设计稳压电源原理图时，需要考虑各个部分的连接方式和元器件的选择，以及稳定性、效率、成本和体积等多个方面的因素。
通过合理的设计和选择，可以设计出性能稳定、效率高、成本低、体积小的稳压电源，满足不同电子设备的需求。
《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
《电工电子技术》课件——直流稳压电源
直流稳压电源
稳压电路的作用：当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直
流电压稳定。
直流稳压电源的整流电路
主要
内容
滤波电路
稳压电路
单相整流电路工作原理
整流电路
整流电路是指交流电变换成直流电。完成这一任务主要靠二极管的单
向导电特性。因此，二极管是构成整流电路的关键元件。
单相整流电路
半波整流
单相整流电路
电阻 R 上的压降增加，以抵偿 U1 的增加，从而使负载
电压 UO 保持近似不变。
滤波电路
如果交流电源电压降低而使 U1 降低时，负载电压 UO 也要降低，因而
稳压管的电流 IZ 就显著减小，电阻 R 上的压降也减小，仍然保持负载电压 UO
保持近似不变。同理，如果当电源电压保持不变而是负载电流变化引起负载电
负载平均电流为 IO = 0.45 U2 / RL
单相半波整流电路中二极管的平均电流就是整流
输出的电流，即 ID = IO 。
图2 单相半波整流电路
单相整流电路
二极管截止时承受的最大反向电压：
在 u2 负半周时，二极管 VD 所承受到的最大反向电压
为 u2 的最大值，即 UDRM = 2 U2 。
图5 半波整流电容滤波电路及其波形
滤波电路
（1）电容滤波电路
电源在向 RL 供电的同时，又向 C 充电储能，由于充电时间常数很小，充电很
快，输出电压 u0 随 u2 迅速上升，当 uc=√2 U2 后， u2 开始下降，u2 < uc ， VD 反偏
截止，由电容 C 向 RL 放电，放电时间常数由电容 C 和负载电阻 RL 决定，电容较大，
在 u2 正半周时，VD1、VD3 导通，VD2、VD4 截止。此时， VD2、
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3. RL接入（且RLC较大）时 u2
电容充电时，电容 电压滞后于u2。
RLC越小，输出电 uo 压越低。
(考虑整流电路内阻)
t
整流电路的 输出电流
t (9-20)
二、电容滤波电路的特点
(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。 RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大
一般取τd RLC(35)T2 (T:电源电压的周期)
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo 之比。
用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:
u o 2 U 2 ( π 2 3 4 π c2 o t s 1 4c 5 4 o t s 3 4 π c 5 6 o t s )
4 2U2 S Uo1m 3π 2 0.67
Uo 2 2U2 3 π
(9-14)
§9.3 滤波电路
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或 电感与负载RL串联。
原理：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。
(9-15)
t1
uo
充电结束
S
+
uo
–
RL
没时有的电输容出t
波形
t (9-17)
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
2. RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻) 电容通过RL放电， u2 在整流电路电压小
于电容电压时，二
t
极管截止，整流电 uo 路不为电容充电，
uo会逐渐下降。
t
(9-18)
整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的 电压。
常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、 桥式和倍压整流等。
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。
(9-4)
§9.2.1 单相半波整流电路的工作原理
Ta
D
u2 >0 时，二极管
u1
u2
iL RL
uo
uD3,uD1
uo
RL uo
t t t
u2>0 时
u2<0 时
D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路:
A D1
RLD3B
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路:
B D2
RLD4A
输出是脉动的直流电压！
(9-10)
几种常见的硅整流桥外形：
+ ~~ -
~+~-
+AC-
(9-11)
§9.2.4 整流电路的主要参数
§9.3.1 电容滤波电路
一、滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
(9-16)
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
D2 b
1. RL未接入时(忽略整流电路内阻) u2
设t1时刻接 通电源
整流电路为 电容充电
(9-7)
§9.2.3 单相桥式整流电路的工作原理
u2正半周时 电流通路
+
T
u1
D4
u2
D1
D3
RL uo
D2
-
桥式整流电路
(9-8)
u2负半周时 电流通路
-
T
u1
D4
u2
D1
RL
D3
u0
D2
+
桥式整流电路
(9-9)
桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
A
u2
B
u2
D4 D1
D3
D2
uD4,uD2
电子技术 模拟电路部分
第九章
直流稳压电源
(9-1)
第九章 直流稳压电源
§9.1 直流稳压电源的组成和功能 §9.2 单相整流电路 §9.3 滤波电路 *§9.4 倍压整流电路的工作原理 §9.5 稳压电路 §9.6 集成稳压电源
(9-2)
§9.1 直流稳压电源的组成和功能
u1
整 u2 流 u3
滤 波 u4
U o2 1 π0 2πuodt 2 πU 20.4U 52
(9-6)
§9.2.2 单相全波整流电路的工作原理
Ta
D1
(1) 输出电压波形： uo
u1
u2 iL RL
t
u2 uo
b D2
(2) 二极管上承受的 最高电压：
URM2 2U2
(3) 二极管上的平均电流：
ID
1I 2
L
(4) uo平均值Uo： Uo=0.9U2
IL 0
输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 和 S 也随之改变。
(9-13)
二、平均电流与反向峰值电压
平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整流管的 主要依据。
例如： 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周
导通。因此，流过每只整流二极管的平均电
流 ID 是负载平均电流的一半。
ID
12Io
0.45U2 RL
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
URM 2U2
近似估算:Uo=1.2U2。 (2) 流过二极管瞬时电流很大。
RLC 越大 Uo越高 负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大
故一般选管时，取 IDF(2~3)I2L(2~3)1 2U RL o
(9-21)
(3) 输出特性(外特性)
1.4U2 uo
0.9U2
电容滤波
纯电阻负载
a
u1 u1
D4 u2
b
只有整流电路输出 电压大于uo时，才 u2 有充电电流iD 。因 此整流电路的输出 电流是脉冲波。
uo 可见，采用电容滤 波时，整流管的导 通角较小。
iD
D1
D3
C
D2
S
+
uo
–
RL
t
整流电路的
输出电流iD
t
(9-19)
a
u1 u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
导通。 忽略二极管正
向压降：
b
uo=u2
u1
Ta u2
D iL=0
RL uo
u2<0时，二极 管截止,输出电 流为0。
uo=0
b
(9-5)
Ta
D
(1) 输出电压波形：
u1
iL
uo
u2
RL
uo
t
(2) 二极管上的平均电
b
流： ID = IL
(3) 二极管上承受的最高电压：URM 2U2
(4) 输出电压平均值（Uo）：
一、整流输出电压的平均值与脉动系数
整流输出电压的平均值Uo和输出电压的脉动系数S是 衡量整流电路性能的两个主要指标。
1. 整流输出电压平均值（Uo） 全波整流时，负载电压 Uo的平均值为:
1
Uo2π
0 2πuodt0.9U2
负载上的(平均)电流:
IL
0.9U 2 RL
(9-12)
2. 脉动系数Ｓ
稳 压 uo
电
电
电
路
路
路
• 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u3。
• 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流 电压u4。
• 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持 输出电压uo的稳定。
(9-3)
§9.2 单相整流电路