交流变换为直流地稳定电源

图1 稳压电源工作流程图2.2 可调直流稳压电源的工作原理方框图直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、消振、稳压、保护、可调七个环节来完成的〔如图2所示〕。

图2可调直流稳压电源方框图(1)电源变压器。

电源变压器，是降压变压器，它将市电220V交流电压变换成符合需要的较低的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定〔如图3所示〕。

图3 电源变压器(2)整流电路。

整流电路是利用二极管的单向导电性，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电，它由VD1，VD2，VD3，VD4构成单相全波整流电路，电路如图4所示。

在u2的正半周内，二极管VD1、VD3导通，VD2、VD4截止；u2的负半周内，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止。

正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的，电路的输出波形如图5所示。

图4 整流电路图 图5 整流波形图 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即 。

电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。

在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以到达使输出波形根本平滑的目的。

选择电容滤波电路后，直流输出电压：Uo=0.9U2，直流输出电流：Io=0.92L U R 〔Io 是变压器副边电流的有效值〕。

(3)滤波电路。

滤波电路它可以将整流电路输出电压中的交流成分大局部加以滤除，从而得到比拟平滑的直流电压，它由1C 等外围元器件构成。

(4) 稳压电路。

三端可调稳压器LM317:三端可调稳压器因具有稳定度高、适应性强、使用方便的优点，得到广泛应用。

稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化,其主要由三段集成稳压块LM317组成〔如图6所示〕。

实验报告——直流稳压电源班级：13专电子2班学号：2013253827姓名：冯杰指导老师：戴仁村一、课程内容的概述各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。

大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。

当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。

超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。

通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。

袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。

不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。

可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。

提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。

直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。

二、电路的设计框图及概述1、直流稳压电源设计思路①电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。

第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。

其原理示意图如下：二、设计要求1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。

2．发挥部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。

三、评分意见项目得分基本要求方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20 发挥部分完成第一项 5完成第二项15完成第三项20题目二多路数据采集系统一、设计任务设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线（实验中用1米线代替）进行采集的显示和显示。

具体设计任务是：（1）现场模拟信号产生器。

（2）八路数据采集器。

（3）主控器。

二、设计要求1．基本要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。

（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。

将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。

（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。

采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。

<电子技术课程设计>直流稳压电源课程设计任务书一：设计任务及要求：1. 设计任务设计一集成直流稳压电源，满足：（1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6V。

（2）输出纹波电压小于5mv，稳压系数<=0.01；（3）具有短路保护功能。

(4) 最大输出电流为:Imax＝1.0A;2.通过集成直流稳压电源的设计，要求学会：（1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。

（2）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。

3．设计要求（1）电源变压器、整流二极管、滤波电容等元件只做选择性设计；（2）合理选择集成稳压器；（3）完成全电路理论设计、绘制电路图；（4）撰写设计报告。

全文格式可参照下附一目录格式要求。

（5）希望：设计有新意，切忌完全照搬、抄袭、上下文不统一、文不对题等。

（6）文章请在某些方面12月13日前完成初稿，14日进行初审答辩。

附一：部分目錄一.设计任务及要求：二.基本原理与分析三.三端集成稳压器四.稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求五.集成电路选用时应注意的问题六.参数性能指标及测试方法七.心得体会八.参考文献二、原理与分析1．直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。

各部分的作用：器T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。

（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。

再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。

常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。

）三端集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。

常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。

第8章直流稳压电源8.1 单相整流滤波电路教学要求：1.掌握单相桥式整流电路的工作原理；2.掌握电容滤波电路的工作原理；3.了解电感滤波电路、∏型滤波电路的结构及原理。

引言直流稳压电源是将交流电变换成功率较小的直流电，一般由变压、整流、滤波和稳压等几部分组成。

整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

一、单相整流电路（一）半波整流电路单相半波整流电路如下图(a)所示，图中Tr为电源变压器，用来将市电220V交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。

设V为整流二极管，令它为理想二极管，R L为要求直流供电的负载等效电阻。

由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由于电路只在u2的正半周有输出，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。

（二）桥式整流电路为了克服半波整流的缺点，常采用桥式整流电路，如下图所示，图中V1、V2、V3、V4四只整流二极管接成电桥形式，故称为桥式整流。

1.工作原理和输出波形设变压器二次电压u2=21/2U2sinωt，波形如电压、电流波形图(a)所示。

在u2的正半周，即a点为正，b 点为负时，V1、V3承受正向电压而导通，此时有电流流过R L，电流路径为a→V1→R L→V3→b，此时V2、V4因反偏而截止，负载R L上得到一个半波电压，如电压、电流波形图(b)中的0～π段所示。

若略去二极管的正向压降，则u O≈u2。

电压、电流波形在u2的负半周，即a点为负b点为正时，V1、V3因反偏而截止，V2、V4正偏而导通，此时有电流流过R L，电流路径为b→V2→R L→V4→a。

这时R L上得到一个与0～π段相同的半波电压如电压、电流波形图(b)中的π～2π段所示，若略去二极管的正向压降，uＯ≈－u2。

交流转直流原理直流电是电子学中最基本的电源。

因为我们的电子设备需要稳定的电源，转换交流电为直流电是必要的。

在制造和使用电子设备时，交流电（AC）通常被转换为直流电（DC）以满足设备的需求。

直流电的流向是固定的，而交流电的方向则在正负两个方向上循环变化。

本文将介绍交流电变成直流电的原理，包括整流器、滤波器、稳压器和变压器等部分的作用和原理。

整流器整流器是将交流电转换为直流电的第一步。

整流器的作用是, 将交流电转换为直流电，同时使流过整流器的电流始终为单向电流。

整流器通常是二极管（也称为整流管）的组合。

在这种设计中，二极管可以阻止电流在倒相区域向反方向流动。

整流器是电源的核心部件之一。

它的作用是使电源输出的电流变为单向电流。

整流器的结构简单，成本较低。

它可以根据不同的需求设计成半波整流或全波整流。

滤波器虽然整流器可以将交流电转换为直流电，但直流电信号仍然有许多的脉动，因此需要进行滤波。

滤波器能够通过将高频噪声滤掉来减少电流中的脉动。

这有助于使直流电的输出电压稳定。

滤波器的选择应该根据所需的直流输出电压和最大负载电流而定。

常见的滤波器包括电容器滤波器和电感滤波器。

电容器滤波器通常用于低功率设备，而电感滤波器更适用于高功率设备，因为它们更能有效地减少纹波。

稳压器稳压器是将滤波后的直流电信号转换为稳定的输出电压的设备。

由于负载可变，因此输出电压必须经过稳定调整，以便适应不同的负载变化。

稳压器通常基于现代集成电路（IC）设计。

这种设备可以使用反馈电路来调整输出电压以达到稳定的结果。

反馈电路通过测量输出电压并使用负反馈来控制输入电压，以确保输出电压稳定。

常见的稳压器包括线性稳压器和开关稳压器。

变压器是将输入电压转换为适当的值以供稳压器处理的设备。

变压器是一个由两个或更多绕组构成的设备。

它们通常基于电磁感应原理工作，其中一个绕组将输入电压传递到另一个绕组中。

输入电压的大小可以通过变换比例来改变以适应不同的需要。

模块5直流稳压电源学习任务•了解桥式整流、电容滤波和稳压电路•掌握并联、串联型稳压电路的组成和工作原理•会安装、测试串联型稳压电源在工农业生产中，采用的电源主要是交流电。

但是在电子线路和自动控制装置中，常常还需要采用电压非常稳定的直流电源。

常见的直流电源有蓄电池和干电池，除此之外，目前还广泛地采用各种半导体直流电源。

电子设备中最常用的半导体直流电源是通过把交流电经过整流、滤波和稳压电路变换后而获得的。

如图5-1-1所示的就是半导体直流稳压电源的原理方框图。

图5-1-1半导体直流稳压电源的原理方框图1、电源变压器电源变压器的作用是将220V的交流电变成合适的交流电以后，再进行交、直流转换。

电网上单相交流电的电压有效值为220V，而通常电子电路中需要的直流电压要比此值低。

所以，要先利用变压器进行降压。

2、整流电路整流电路的作用是将经变压器降压后的交流电压变成单向脉动的直流电压。

常采用的元件为二极管，经整流电路输出的单向脉动的直流电压幅度变化较大，不能直接供给电子电路使用。

3、滤波电路滤波电路的作用是滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压。

常采用的元件有电容和电感。

4、稳压电路稳压电路的作用是使输出电压不受电网电压的波动和负载大小的影响，维持输出直流电压的稳定。

滤波后输出的直流电具有较好的平滑程度，但是，此时的电压值还要受到电网电压波动、负载和温度变化的影响而不稳定。

为使输出电压稳定，还需要增加稳压电路部分。

下面将分别讨论各部分的组成、工作原理和性能。

5.1整流电路整流电路的主要有单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路。

其中，单相半波整流电路最简单，单相桥式整流电路最普遍。

5.1.1 单相半波整流电路 1、工作原理和输出波形单相半波整流电路如图5-1-2(a)所示，它由整流变压器、整流二极管VD 和要求直流供电的负载等效电阻L R 组成。

整流变压器，用来将市电220V 交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。

实验报告——直流稳压电源班级：13专电子2班学号：2013253827 姓名：冯杰指导老师：戴仁村一、课程内容的概述各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。

大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。

当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。

超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。

通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。

袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。

不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。

可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。

提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。

直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。

二、电路的设计框图及概述1、直流稳压电源设计思路①电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。

AC/DC转换器的工作原理AC-AlternaTIngcurrent是交流的意思，DC-Directcurrent是直流的意思，AC/DC 变换是将交流变换为直流，AC/DC转换器就是将交流电变为直流电的设备，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。

一：AC/DC转换器的工作原理-工作原理交流电转换为直流电称为整流，而直流电转换为交流电称为逆变。

逆变要比整流复杂得多。

常用的有两种方法，一种是先通过SPWM方式，调制出正弦波波形（如果方波也可以的话，这步可以省略），然后通过一个H桥切换输出电压极性，这要求H 桥的切换与SPWM电路同步，技术上较复杂但这种方式的效率好像很高，所以不少逆变器都是这种方式。

将直流电源转变为交流电使用的设备就是叫“逆变器”原理基本是将直流电送到用于逆变输出的三极管，利用接在该管子回路上的变压器等元器件对管子形成正反馈而使管子产生“震荡”电流（起振）而变为交流输出，如果需要比较“严格”的电流输出波形，则还要接入有关电子元器件，组成对输出波形进行整形的电路。

一般通过二极管整流电路或电子开关电路，都可将交流电转换为直流电。

AC/DC转换器的工作过程图整流电路，是将工频交流电转换为脉动直流电；滤波电路，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；稳压电路，采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。

1整流--即把交流调整成直流，换句话就是使交流的正玄波调整到的X轴上方。

但是现在还只是脉冲的。

主要元件是二极管。

整流方式：全波整流（桥式整流，有专门的元件或用4个二极管）、半波整流（x以下的波损失掉，电流不是连续的。

用一个二极管做）。

2滤波--把波形调整成平稳的直流（可用电容）另：根据需要的电压，可以在整流之前做变压。

一般来讲整流电路有如下几种方法：半波整流电路：半波整流就是利用二极管的单向导电性能，使经变压器出来的电压Vo只有半个周期可以到达负载，如下：单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管具有单向导电性。