电子技术基础-直流稳压电源

电工电子技术及应用第七章《直流稳压电源》教案（7-1）【课题编号】03-07-01【课题名称】整流电路【教学目标】应知：1．整流的概念；2．理解整流电路的工作过程及不同类型的整流电路的优缺点；3．*了解晶闸管可控整流电路。

应会：1．能分析负载上电压的波形，会根据电压波形判断电路的故障点；2．正确计算电压、电流平均值，会根据电路要求选择整流电路元件参数。

【教学重点】整流的概念及意义；整流电路的工作过程分析以及元件参数的选择。

【难点分析】整流电路各点的电压波形分析及元件参数的选择。

【学情分析】根据学生特点，利用“做中教”，让学生在“做”中认识各种整流电路形式，通过“现象”自主探究整流电路特点，并会结合现象分析电路的故障点。

利用多媒体课件将整流电路工作过程形象化，以利于学生的理解。

对于参数的计算，省却繁琐的公式推导过程及原理讲解过程，要求学生会直接根据公式进行简单计算，合理选择元件参数即可。

【教学方法】讲授法、演示法【教具资源】整流二极管，整流桥，0～220V单相可调交流电源，多媒体课件，万用表，双踪示波器。

【课时安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、导入新课直流电源在日常生活中应用很广，它的来源中，除了将其他形式的能直接转化为直流电能外，交流电经整流变为直流电也是直流电源的一种重要的形式。

【多媒体演示】（多媒体演示直流稳压电源稳压流程）引出：交流电能变为直流电的第一个环节-----整流电路二、讲授新课教学环节1：单相半波整流（一）“做中教”——单相半波整流电路实验教师活动：投影单相半波整流电路图，让学生搭建电路。

学生活动：分组实验（1）根据电路图，将一只变压器、一个整流二极管、一个负载电阻连接电路。

（2）闭合开关，用示波器观察交流输入端电压u1、负载两端电压u2的波形，并对波形特点作比较。

（3）用万用表测量交流输入端电压、负载两端电压，比较两者数值关系。

（4）交换二极管的正负极，再次观察比较u 1、u 2波形特点。

《电子技术工艺基础》实验报告直流稳压源的焊接指导老师：周克峰通信工程20131060XXX一、摘要随着现代科技的飞速发展，人们对电的要求越来越高，各种新型节能的电源应运而生，稳定高效的电源不仅方便而且可以延长产品的使用寿命。

直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。

变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。

整流器把交流电变为直流电。

经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。

本此实验是基于LM317的可调稳压源，电路简单实用，性能可靠安全，具有很强的实用价值。

关键词：LM317；直流；稳压；变压二、目的意义(1)了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。

能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用万用表。

(2)通过手工焊接的使用使我们更加了解了各种元器件在焊接上的用途，在PCB板上懂得了如何安放元器件，如何分辨元器件正负，提高了我们的实验能力。

(3)熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理，基本掌握手工电烙铁的焊接技术。

(4)了解电子产品的焊接、调试与维修方法。

初步学习调试电子产品的方法，提高动手能力。

(5)学习并掌握超直流稳压电源充电器的工作原理.(6)通过手工装联焊接使我们更加了解整个操作流程，也更加了解了浸润现象在焊接中的作用，通过焊接使我们更加熟悉了电子产品制造流程，同时也对手工装联焊接有了更深层次的理解，掌握了手工焊接的基本焊接工艺。

三、实验设备（1）电烙铁（2）焊锡丝（3）助焊剂（4）螺丝刀和螺母（5）钳子（6）组装元器件(7)万用表（8）示波器四、实验电路及基本原理分析直流稳压源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节组成。

一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路组成。

首先通过变压器将二百二十伏电压降下来，然后通过四只二极管构成了桥式整流电路，然后通过rc电路和lm137芯片构成了稳压可调的稳定电压输出，通过CD4069六反向芯片构成了数电输出。

直流稳压电源技术——稳压电源基础第二章稳压电源基础一、电子元件基础知识直流稳压电源中主要使用这些电子元件：电阻、电容、变压器、电感、二极管、三极管、场效应管、集成电路等，有些直流稳压电源可能还有发光二极管、电流表、电压表元件用于工作状态的指示。

这些电子元件主要分为无源器件和有源器件两大类。

其中无源器件是电阻、电容、变压器、电感；有源器件是二极管、三极管、场效应管、集成电路。

无源器件就不必说了，下面我们主要介绍一下有源器件的基础知识。

1、二极管二极管是我们通常情况下的俗称，它的学名叫晶体二极管或半导体二极管。

二极管就是由一个PN 结，加上相应的电极引线封装而成。

二极管按材料分类有硅材料和锗材料；按功能分类又可以分为整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、变容二极管、肖特基二极管、发光二极管等。

常用的二极管主要是利用PN结的单向导电性进行工作。

如：整流二极管、检波二极管、开关二极管等。

但是二极管还有一些比较特殊的性能，比如稳压二极管反向击穿后两端电压保持不便；变容二极管PN结间的结电容会随着外加电压的变化而发生变化；发光二极管通电后能够发光。

（1）二极管的主要参数正向电流IF在额定功率下，允许通过二极管的电流值。

正向电压降VF二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。

最大整流电流（平均值）IOM在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。

反向击穿电压VB二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。

正向反向峰值电压VRM二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRM 为VP的三分之二或略小一些。

反向电流IR在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。

结电容C电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。

最高工作频率FM二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。

（2）直流稳压电源中常用的二极管直流稳压电源中常用的二极管有整流二极管、稳压二极管和发光二极管。

第七章 直流稳定电源绝大多数电子设备在工作时都需要直流电源。

通常，电子设备内部大多安装有整流稳压装置，用以将供电电网提供的交流电变成稳定的直流电，供电子设备使用。

直流稳定电源是测控系统中的供电或基准单元，其性能指标对测控系统的性能有着重要的影响，因此稳定电源是测控系统中的重要部分。

直流稳定电源分为稳压电源和稳流电源两种，实用中以稳压电源为主，主要包括直流基准源、线性直流稳定电源和开关式直流稳定电源等。

7.1直流稳定电源的技术指标直流稳定电源的作用是向负载提供稳定的电压和电流。

描述电源稳定性的具体要求称为稳定电源的技术指标，包括反映电源电压、电流范围的特性和反映电源稳定稳定程度的质量指标。

7.1.1特性指标1) 输出电压范围。

在满足直流稳压电源正常工作要求的情况下，电压源的输出电压值。

该指标与最大输入电压、最小输入输出压差和最小输出电压有关。

2) 输出电流范围。

在满足直流稳流电源正常工作要求的情况下，电流源的输出电流值。

3)最大输出电流。

在满足直流稳压电源正常工作要求的情况下，能够输出的最大电流值。

超过该值，电源的稳压性能降低。

7.1.2 质量指标1)电压调整率。

作为一个稳压电源，输入V in 是不稳定的电压，输出V o 应当是稳定的。

定义：输入电压变化△V in 时引起输出电压的变化为电压调整率，用S V 表示。

0T 0Io in oV V V S =∆=∆∆∆=另外一种定义为输入电压变化△V in 时引起输出电压的相对变化为电压调整率)V /(%%100V V /V (%)S 0T 0Io in o o V =∆=∆⨯∆∆= （7-1）这两种定义给出的都是输入电压改变时电源保持预定电压输出的能力，目前都在被采用。

2) 负载调整率。

定义：在输入电压和其他条件不变时，输出电压的变化与输出电流变化的比值，反映稳压电源的输出阻抗，用R O 表示)(I V R 0T 0V o oo in Ω∆∆==∆=∆ （7-2）或表示为)m A /(%%100I V /V R 0T 0V o o o o in =∆=∆⨯∆∆=需要说明的是，对于电压源要求输出电阻小，其值越小输出电压越稳定；对于电流源要求输出电阻大，其值越大输出电流越稳定。

引入：直流稳压电源是为电子电路提供直流工作电源，它可以在电网电压变化或负载发生变化时，提供基本稳定的直流输出电压，是电子设备必不可少的组成部分。

因此，本章内容是电子技术基础课程的基本内容。

本章的学习要以稳压电路的构成、稳压原理、集成稳压器件的使用常识为主，重点掌握三极管串联稳压电源、集成稳压器两类典型电路。

本章的知识难点是稳压过程。

第一节稳压管并联型稳压电路1. 稳压电路的功能稳压电路能为各类电路及负载提供（）电压。

2．稳压电路的分类（1）按使用器件可分为：（2）按电路结构可分为：（3）按工作方式可分为：3．并联型稳压电路构成并联型稳压电路图：电路作用：限流电阻R与负载电阻（）联，稳压管V Z与负载（）联。

稳压管V Z 利用其( )来稳定输出电压，电阻R起( )作用。

4．稳压原理V I↑或R L↑→V o( )→I Z( )→I R( )→V R( )→V o( )V I↓或R L↓→V o( )→I Z( )→I R( )→V R( )→V o( )5.电路特点：第二节三极管串联型稳压电路1．三极管串联型稳压电路适用情况：2．串联型稳压电路构成A.串联型稳压电路原理图：B.串联型稳压电路框图：C. 串联型稳压电路组成：1.取样电路：2.基准电压：3.比较放大电路：4.调整电路：3．稳压原理V I↑或R L↑→V o( )→I Z( )→I R( )→V R( )→V o( ) V I↓或R L↓→V o( )→I Z( )→I R( )→V R( )→V o( )4. 输出电压V O的调节：1. 输出电压V O=2.电位器滑动触点下移，R”P( ),输出电压（）;电位器滑动触点上移，R”P( ),输出电压（）第三节集成稳压管器1．集成稳压器的内部结构集成稳压器其内部电路与分立元件串联稳压电路相似，包括（）、（）、（）和（）等单元电路，不同之处在于增加了（）、（）保护电路。

2．集成稳压器的类型按输出电压是否可调整可分为（）和（）两大类。

第七章直流稳压电源学习要求：1、掌握常用整流、滤波电路的机构、工作过程及计算2、理解常用单相可控整流电路的工作过程及计算3、会三端集成稳压器的引脚识别和电路接法4、了解基本的焊接技术，会用电烙铁焊接常用的电子元器件；会进行直流稳压电源的制作和调试课后复习要求：掌握以上要求内容，完成文档后的习题，并仔细阅读和复习课本与《相约高校》相关章节的例题、习题。

7.2 滤波电路滤波电路的作用：利用电容、电感等储能元件，滤除整流输出脉动电压中的谐波分量，从而输出比较平滑的直流电压。

常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和由电容、电感组成的复式滤波电路。

电容滤波用于负载电流较小的场合，电感滤波用于负载电流较大或者负载变化较大的场合。

7.2.1 电容滤波电路1、电路组成电容滤波通常是在负载电阻两端并联大容量电容器C。

2、工作过程（1）当输入电压上升超过电容端电压时，整流二极管VD导通，向滤波电容C迅速充电（同时向负载供电），电容C两端电压（也即负载两端电压）与u1同步上升并达到其最大值。

（2）当输入电压下降到低于电容端电压时，整流二极管VD反向止，于是电容通过负载R L放电，由于R L远远大于二极管的正向内阻，所以放电缓慢，电容两端电压缓慢下降。

3、电容滤波的整流电路输出电压与整流管的选择4、滤波电容的选择电容的选择从电容耐压和容量两个方面考虑：(1)耐压：在电路中电容耐压值要大于负载开路时整流电路的输出电压。

(2)电容容量：滤波电容器C的容量选择电路中的负载有关，应满足RR LL CC≥（33~55）TT（T为脉动电压的周期，半波T=50ms，全波T=25ms）（3）电解电容的极性不允许接反，否则电容的漏电电流会加大，引起温度上升使电容爆裂。

5、应用（1）在电容滤波电路中，C的容量或负载R L的阻值越大，放电越慢，输出的直流电压就越大，滤波效果也就越好。

（2）在采用大容量的滤波电容时，接通电源的瞬间充电电流特别大，因此电容滤波不适用于负载电流较大的场合。

课程设计直流稳压电源一、课程目标知识目标：1. 理解直流稳压电源的基本工作原理，掌握其主要组成部分及功能；2. 掌握各类稳压电源的电路特点和应用场景；3. 学会分析直流稳压电源的电路性能，并能进行简单计算。

技能目标：1. 能够正确绘制并识别直流稳压电源的电路图；2. 学会使用实验仪器和设备进行直流稳压电源的搭建与调试；3. 能够运用所学知识解决实际电路中与直流稳压电源相关的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的环保意识，了解节能降耗的重要性。

课程性质：本课程属于电子技术基础课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。

学生特点：本课程针对初中年级学生，他们对电子技术有一定的好奇心，但知识储备有限，需要通过生动的实例和实际操作来激发学习兴趣。

教学要求：注重理论与实践相结合，突出实用性，通过讲解、演示、实践等多种教学手段，使学生掌握直流稳压电源的相关知识，提高实际操作能力。

在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 直流稳压电源的定义、分类及工作原理；- 稳压电源的主要组成部分：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路；- 常见稳压电源电路（如：串联型稳压电源、并联型稳压电源）的原理及特点；- 稳压电源的性能指标及选用。

2. 实践操作：- 学会使用实验仪器和设备进行直流稳压电源的搭建；- 学习绘制直流稳压电源的电路图；- 学习对搭建的直流稳压电源进行调试与性能测试；- 分析实验结果，总结实验经验。

3. 教学大纲：- 第一课时：直流稳压电源的定义、分类及工作原理；- 第二课时：稳压电源的主要组成部分及功能；- 第三课时：常见稳压电源电路原理及特点；- 第四课时：稳压电源性能指标、选用及实践操作；- 第五课时：实验操作、分析及总结。

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。

第一章：直流稳压电路第一节：整流滤波电路一、填空题1、整流是将交流电压转换为_________电压，但整流后的电压是脉动直流电压，含有交流成分。

2、全波整流电路负载两端的电压大约是变压器二次电压的_____倍。

3、滤波是从脉动直流电压中滤除交流分量，使之成为___________电压。

4、电容滤波即将电容器________连接于负载两端，滤除交流分量。

5、电感滤波即将电感器与________串联，以限制交流分量通过负载。

6、二极管最主要的特性是___________二、判断题1、二极管的正向电阻比反向电阻大。

（）2、二极管两端加上正向电压就能导通。

（）3、全波整流电路电容滤波负载上电压是二次电压的1.2倍。

（）4、硅和锗是制作半导体器件的主要材料。

（）5、整流输出电压加电容滤波后，电压脉动减小了，输出电压也下降了。

（）6、在半波整流电路中，接入滤波电容时的输出电压平均值约等于变压器二次电压（）7、整流电路是直流电源的核心部分，它是利用二极管的单向导电性，将输入的交流电压转换为脉动的直流电压。

（）8、整流电路是直流电源的核心部分，它是利用二极管的单向导电性。

（）9、常用的整流电路有半波整流电路和桥式整流电路。

（）10、半波整流电路二极管流过的电流为负载上电流的一半。

（）11、电容滤波电路是利用电容两端电压不能突变，在电容充、放电过程中使输出电压趋于平滑。

（）12、电容滤波电路通常选电容比较大，效果越好。

（）13、稳压二极管稳压电路输出电流不受稳压二极管最大稳定电流的限制。

（）三、选择题1、二极管具有（)A、信号放大作用B、单向导电性C、双向导电性2、用万用表测得二极管的正、反向电阻都很大，则二极管（）A、特性良好B、已被击穿C、内部开路3、在用万用表测量二极管过程中，对于同一种二极管，用万用表不同的档位测出的正向电阻值不同，主要原因是（）A、万用表在不同的档位，其内阻不同B、二极管有非线性的伏安特性C、被测二极管质量差4、关于电容滤波，下列说法错误的是（）A、输出电压高B、在大电流是滤波效果好C、带负载能力差D、电源接通瞬间整流管要承受较大的浪涌电流5、关于电感滤波，下列说法错误的是（）A、体积小B、对变动的负载滤波效果好C、带负载能力好D、整流管不会受到浪涌电流的损害四、计算题1、有一直流负载，电阻为1.5KΩ，要求工作电流为10mA，如果采用半波整流电路，试求电源变压器二次电压为多少？2、有一直流负载需直流电压6V，直流电流0.4A，如果采用单相桥式整流电路，试求电源变压器二次电压为多少？流过二极管的平均电流为多少？第二节：直流稳压电源一、选择题1、用一只直流电压表测量一只接在电路中的稳压二极管（2CW13）的电压，读数只有0.7V，这种情况表明该稳压二极管（）A、工作正常B、接反C、已经击穿2、硅稳压二极管稳压电路中，硅稳压二极管必须与限流电阻串接，此限流电阻的作用是（）A、提供偏流B、仅是限制电流C、限流和调压3、一个稳压二极管稳压值为8V，另一个稳压二极管稳压值为7.5V，若把两个二极管的正极并接，再将负极并接，组成一个稳压电路该稳压值为（）A、8VB、7.5VC、15.5V二、填空题1、直流稳压电源是一种交流电网电压发生变化时，或负载变动时，能保持___________电压基本稳定的直流电源。

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。

《电子技术基础》单元试卷第五章：直流稳压电源班级： 姓名：一、填空题（每空1分，共26分） 1、一个直流电源必备的4个环节是变压器、 __ 、 __ 和 __ 。

2、单相桥式整流电路二极管两端承受的最大反向电压U RM = U 2。

3、负载电阻R L 越 ，滤波电容C 越 ，电容滤波的效果越好。

4、稳压电路的作用就是在 和 变化时，保持输出电压基本不变。

5、在单相桥式整流电路中，如果负载电流是20A ，则流过每只二极管的电流是_______A 。

6、在单相半波整流电路中，如果电源变压器次级电压的有效值是200V ，则负载电压将是___________V 。

7、选用整流二极管时，主要考虑______________和______________两个参数。

8、常用滤波电路有______________、______________、______________等几种，滤波电路一般接在__________电路的后面。

9、滤波电路中，滤波电容和负载_______联，滤波电感和负载_________联。

10、电容滤波适用于_______________________场合，电感滤波适用于_________ ________________场合。

11、带放大环节的串联稳压电路包括_______________、_______________、________________和________________等几部分。

起______________、______________作用。

二、单项选择题（每题2分，共24分）1、串联型稳压电路中的调整管工作在 。

A 、截止区B 、放大区C 、饱和区D 、击穿区2、稳压管是特殊的二极管，它一般工作在 状态。

A 、正向导通 B 、反向截止 C 、反向击穿 D 、无法确定3、在桥式整流电路中，若其中一个二极管正负极接反了，则输出 。

A 、只有半周波形B 、为全波波形C 、无波形且变压器或整流管可能烧坏D 、有波形但波长不确定 4、直流稳压电源中滤波电路的目的是 。