电工电子技术 第九章 直流稳压电源

直流稳压电源工作原理
直流稳压电源是一种将交流电转换为直流电，并通过控制电路保持输出电压恒定的电子设备。

它主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和控制电路等部分组成。

首先，交流电经过步进变压器降压为适当电压，然后经过整流电路将交流电转换为直流电。

整流电路可以采用单相或者三相整流桥等结构，将交流电的负半周期或者全波周期转换为正半周期的脉冲波形。

接下来，滤波电路对脉冲波形进行滤波处理，去除掉波形中的纹波成分，使电压平滑、稳定。

滤波电路通常由电容器和电感器组成，起到平滑输出电压的作用。

稳压电路是保持输出电压恒定的关键部分，其原理是通过对输出电压进行反馈监测，并通过控制电路调整输入电压或者输出电流来实现稳压。

通常使用运算放大器或者比较器来实现反馈控制，根据输出电压与设定值之间的差异来控制稳压电路。

控制电路根据需求对稳压电源进行额外的保护设计，如过载保护、短路保护、过压保护和过温保护等。

这些保护装置可以确保电源在异常情况下自动停止运行，以避免电源或负载损坏。

最终，经过以上各个部分的处理，直流稳压电源可以实现输出电压恒定、纹波较小、负载波动较小的稳定直流电源供应。

它广泛应用于电子设备、仪器仪表、通信设备等领域，为各种电子设备提供可靠的电源供应。

直流稳压电源工作原理直流稳压电源是一种能够将交流电转换为稳定的直流电的电子设备。

它在电子设备、通信设备、工业控制系统等领域得到广泛应用。

其工作原理主要包括整流、滤波、稳压等几个关键环节。

首先是整流环节。

交流电源一般是通过变压器将电压升高或降低，然后经过整流桥等元件将交流电转换为直流电。

整流桥一般由四个二极管组成，可以将交流电转换为单向的直流电。

在整流过程中，由于二极管的导通特性，交流电的负半周被截去，只保留了正半周的电压波形。

这样就得到了一个近似的直流电压波形。

接下来是滤波环节。

由于整流后的直流电压波形仍然存在一定的波动，需要通过滤波电路来去除掉这些波动。

滤波电路一般由电容器和电感器组成。

电容器能够对电压进行积分，从而平滑直流电压波形；而电感器则能够对电流进行积分，从而减小电流的波动。

通过合理设计电容器和电感器的参数，可以有效地去除直流电压波形中的纹波成分，得到稳定的直流电压。

最后是稳压环节。

稳压电路是直流稳压电源的关键部分，它能够保持输出电压在一定范围内的稳定性。

常见的稳压电路包括电阻稳压、二极管稳压、三端稳压等。

其中，三端稳压器是一种常用的稳压电路，它具有稳定的输出特性和较低的输出阻抗。

通过对稳压器的电路设计和参数选择，可以实现对输出电压的精确控制和稳定性。

总的来说，直流稳压电源工作原理是通过整流、滤波和稳压等环节，将交流电转换为稳定的直流电。

通过合理的电路设计和元件选择，可以实现对输出电压的精确控制和稳定性。

直流稳压电源在现代电子设备中起着至关重要的作用，它为各种电子设备提供了稳定可靠的电源支持。

电工与电子技术-直流稳压电源电子教案第一章：直流稳压电源概述1.1 直流稳压电源的定义与作用1.2 直流稳压电源的分类及特点1.3 直流稳压电源的应用领域第二章：直流稳压电源的组成及工作原理2.1 直流稳压电源的组成2.2 整流电路的工作原理2.3 滤波电路的工作原理2.4 稳压电路的工作原理第三章：直流稳压电源的设计与计算3.1 设计直流稳压电源时需要考虑的因素3.2 整流电路的设计与计算3.3 滤波电路的设计与计算3.4 稳压电路的设计与计算第四章：常用直流稳压电源电路及其应用4.1 线性稳压电源电路及其应用4.2 开关稳压电源电路及其应用4.3 模块化直流稳压电源电路及其应用第五章：直流稳压电源的测试与维护5.1 直流稳压电源的测试方法5.2 直流稳压电源的测试仪器的选用5.3 直流稳压电源的维护与故障排除第六章：直流稳压电源的实用案例分析6.1 通信设备中的直流稳压电源应用案例6.2 计算机系统中的直流稳压电源应用案例6.3 工业控制电路中的直流稳压电源应用案例第七章：开关稳压电源的效率提升与损耗分析7.1 开关稳压电源的效率提升方法7.2 开关稳压电源的常见损耗分析7.3 开关稳压电源的效率优化设计第八章：直流稳压电源的环保与安全8.1 直流稳压电源的环保要求8.2 直流稳压电源的安全措施8.3 直流稳压电源的环保与安全在实际应用中的重要性第九章：直流稳压电源在新能源领域的应用9.1 太阳能光伏系统中的直流稳压电源应用9.2 电动汽车充电器中的直流稳压电源应用9.3 直流稳压电源在新能源领域的发展趋势第十章：直流稳压电源技术的未来展望10.1 直流稳压电源技术的发展趋势10.2 直流稳压电源技术在物联网中的应用10.3 未来直流稳压电源技术的创新方向重点和难点解析一、直流稳压电源的定义与作用：重点关注点：理解直流稳压电源的基本概念和其在电路中的关键作用。

难点解析：直流稳压电源的分类和特点，以及如何根据应用需求选择合适的直流稳压电源。

第1章 电路的基本知识1.1 电路的概念（1）略（2）电路通常由电源、负载和中间环节（导线和开关）等部分组成。

A ．电源的作用：将其他形式的能转换成电能。

B ．负载的作用：将电能转换成其他形式的能。

C ．中间环节的作用：传递、分配和控制电能。

1.2 电路中的主要物理量（1）零、负电位、正电位（2）3、1.5、3、1.5、0、3（3）-7，-51.3 电阻（1）3∶4（2）查表1.3，知锰铜合金的电阻率⋅Ω⨯=-7104.4ρm根据Sl R ρ=，得43.1104.41021.0376=⨯⨯⨯==--ρRS l m 1.4 欧姆定律（1）电动势、内压降（2）当R =∞ 时，电路处于开路状态，其特点是电路中电流为零，电源端电压等于电源电动势；当R =0时，电路处于短路状态，其特点是短路电流极大，电源端电压等于0。

（3）22.01000220===R U I A 由于22.0=I A=220mA 50>mA ，故此人有生命危险。

1.5 电功与电功率（1）25401000===P W t h （2）略（3）31680072002.0220=⨯⨯==UIt W J思考与练习一、判断题1.√2. ×3. √4. ×5. √6. ×7. ×8. √9. ×二、选择题1. C2. C3. B4. B5. B6. B7. C8. B三、填空题1．正、相反； 2．参考点； 3．负极、正极； 4．高、低、低、高； 5．材料、长度、横截面积、 S l R ρ=； 6．1800、±5％； 7．220 四、计算题1．5510=-=-=b a ab V V U V10)5(5=--=-=c b bc V V U V15)5(10=--=-=c a ac V V U V15-=-=ac ca U U V2．2.012024===t Q I A Ω===202.04I U R 3．（1）210100220=+=+=r R E I A （2）2001002=⨯==IR U V（3）20102=⨯==Ir U r V4．（1）8804220=⨯==UI P W（2）15840001800880=⨯==Pt W J（3）1440018005.0422=⨯⨯==Rt I Q J（4）1569600144001584000=-=-=Q W E J第2章 直流电路的分析与计算2.1 电阻的连接（1）5.04211===R U I A 10205.022=⨯==IR U V1210221=+=+=U U U V（2）由于12221221R R R U R U P P == 故142820101212=⨯==P R R P W（3）（a ）Ω==343R R ab（b ）Ω=⨯==++++=32043535)()(R R R R R R R R R ab （c ）Ω===1444R R ab （d ）R R R R R R R R ab ++++=)2()2(Ω=⨯==53245858R 2.2 基尔霍夫定律（1）5、3、6、3（2）假设2I 、3I 的方向和回路绕行方向如图2.1所示，依基尔霍夫定律，知：2332213311321E R I R I E R I R I I I I =+=+=+128038050008.0008.0322332=+=+⨯=+I R I I I I即 解得 图2.1 作业测评2电路图0245.02=I A=24.5mA0325.03=I A=32.5mAΩ=3842R2.3 电压源与电流源的等效变换（1）rE I s =、不变、并、r I E s =、不变、串 （2）（a ）把两个电压源等效变换为电流源，如图2.2（a '）所示。

电子技术基础一、 填空第一章 直流电路分析基础1.电路一般由 电源 、 负载 和 中间环 三部分组成。

2.电源是将 其他形式的能转换成电能 的装置。

3.负载是将 电能转换为其他形式的能 的设备。

4.电路的作用包括 能源转换 和 信号处理 两个方面。

5.交流电是指 大小和方向随时间变换而变化 的电压或电流。

6.数字信号是指 大小和方向不随时间变化而变化 的电压或电流信号。

7.模拟信号是指 大小和方向随时间连续变化 的电压或电流信号。

8.电路中的元件分为有源元件和无源元件，其中无源元件包括 电阻 、电感 和 电容 三种。

9.在电路中起激励作用的是独立电源，包括理想独立电流源 和 非理想电压源 。

10.电路中有两种电源，其中起激励作用的是独立电源，不起激励作用的是 受控 电源。

11. 一般来说，电流分为 直流 、 交流 和 随机电流 三种类型。

12.求出的功率如果大于0，表示该元件吸收功率 ；如果功率小于0，表示该元件 发出功率 。

13.一般来说，电压分为 直流电压 、 交流电压 和 随机电压 三种类型。

14.对于一个二端元件，在关联参考方向的时，该元件功率的计算公式习惯表示为 P=UI ；与此相反，在非关联参考方向的时，其功率计算公式习惯表示为 P= -UI 。

15.根据是否提供激励，电源分为 独立 和 受控 两种。

第二章 一阶过渡电路1.一阶过渡电路的全响应分析通常用三要素法，三要素分别指 初始值f (0) 、 稳态值f (∞) 和 时间常数τ 。

2.RC 过渡电路中的时间常数的表达式为 τ=RC ；RL 过渡电路中的时间常数的表达式为τ=lR 。

3.根据是否有信号输入，一阶过渡电路分为 零输入 响应和 零状态 响应。

4.一阶电路的全响应既可以用零输入响应和零状态响应表示，也可用 多个暂态 和 多个稳态 表示。

第三章 正弦交流电1.正弦交流电源的三要素是指 振幅 、 频率 和 出相位 。

2.已知某交流正弦电流的瞬时表达式为 ()3143i t t π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则该正弦交流电流的最大值为 5√2 A ，频率为 50Hz ，初相位为 π3 。

第9章 直流稳压电路内容：直流电源的组成；整流电路；滤波电路；直流稳压电路9.1 直流电源的组成一般直流电源由四部分组成，即电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，如图9-1所示，现将它们的作用分别加以说明。

9.2 整流电路常用的整流电路有单相半波整流电路、单相桥式整流电路、三相桥式整流电路和三相半波整理电路。

9.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路由二极管D 、电源变压器T r 和负载R L 等元件组成，如图9-2所示。

设电源变压器副边电压为2sin u U t ω=其波形如图9-3所示。

负载上得到的电压u 0称为单向脉动电压，它的方向不变，但是大小是变化的，单向半波电压u 0在一个周期内的平均值为00122sin =0.452U U td t U ωωπ=⎰（= （9-1）式（9-1）说明了整流电路输出电压平均值与交流电压有效值之间的关系，由此可得出整流电流的平均值为000.45L LU UI R R == （9-2） 当电路中的二极管D 不导通时，所承受的最高反向电压为2RM U U = （9-3）交流 电源 u 220V50Hz 电源变压器整流电路滤波电路稳压电路uu 1u 2u 0u u u 1 u 2 u 0 U Ot图9-1 直流稳压电源的组成负载Ot Ot Ot Ot9.2.2 单相桥式整流电路如图9-4（a ）所示的全波整流电路。

这种电路由4个二极管连接的电桥构成，所以也称为单向桥式整流电路。

图9-4（b ）是图9-4（a ）所示电路的简化画法。

当变压器的副边电压处于电压u 的正半周时，变压器副边a 点的电位高于b 点，二极管D 1和D 3导通，D 2和D 4截止，电流i 2流通的方向是a →D 1→R L →D 3→b ，负载电阻R L 上得到一个半波电压，如图9-5（a ）所示。

当变压器的副边电压处于电压u 的负半周时，变压器副边b 点的电位高于a 点，二极管D 1和D 3截止，D 2和D 4导通，电流i 1的路径是b →D 2→R L →D 4→a ，同样在负载电阻R L 上得到一个半波电压，如图9-5（b ）所示。