稳压电源(电子技术课件)
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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。
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。