直流稳压电源教案ppt

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4.5 集成稳压电源
4.5.2三端集成稳压器的应用
１、基本稳压电路。 三端集成稳压器的基本稳压电路图4—22所示，使用时根 据输也电压和输出电流来选择稳压器的符号。
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4.5 集成稳压电源
２、可同时输出正负电压的电路 用两个三端集成稳压器按图4—23连接电路，若选用输出 电压大小相同、极性相反的三端集成稳压器，则可同时输出 正负对称的电源。 3．扩大输出电流的 当负载所需电流大于稳压器的最大输出电流时，可外接功 率管采扩展输出电流，如图4—24所示。
0.45 U 2 RL
U DRM U 2M 2U 2
（3）整流变压器副边电压有效值和电流有效值。
U 2
UO
0.9
1.1U O
I 2
U2 RL
1.1 U 2 RL
1.1U O
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4.1 整流电路
常见的几种整流电路如表4—1所示。
由表4—1可见，半被整流电路的输出电压相对较低，且脉 动大。两管全波整流电路则需要变压器的副边绕组具有中心 抽头，且两个整流二极管承受的最高反向电压相对较大，所 以这两种电路应用较少。桥式整流电路的优点是输出电压高， 电压脉动较小，整流二极管所承受的最高反向电压较低，同 时因整流变压器在正负半周内部有电流供给负载，整流变压 器得到了充分的利用，效率较高。因此桥式整流电路在半导 体整流电路中得到了广泛的应用。桥式整流电路的缺点是二 极管用的较多。
图4－3 单相桥式整流电路
（a）单相桥式整流电路；(b)单相桥式整流电路的简化画法 返回25
图4－5 单相桥式整流电路的波形
返回26
表4－1 各种整流电路性能比较表

• 在小功率电路中（1kV以下）一般采用单相 整流电路。
• 常见的单相整流电路有半波、全波和桥式 整流三种。
4.2.1 单相半波整流电路
• 1.电路组成及工作原理
• 2.主要参数
• （1）整流输出电压的平均值U L（AV） • （2）纹波系数Kγ • （3）二极管的正向平均电流I D（AV） • （4）二极管的最大反向峰值电压U RM
2.稳压原理
硅稳压管稳压电路是利用稳压管两端电压的微小变 化调节其电流IZ 较大的变化，来改变电阻R上电压 降，从而使输出电压UO 基本维持稳定。
4.4.2 稳压管稳压电路
• 3.稳压电路的主要指标
• （1）稳压系数Sr • （2）输出电阻RO • （3）限流电阻R
4.4.3 串联型稳压电路
1.电路及稳压原理
4.4.4 集成稳压器
• 导入 • 集成稳压电路的类型很多，按结构形式分为串联
型、并联型和开关型;按输出电压类型可分为固定 式和可调式。作为小功率的稳压电源，以三端式 串联型稳压器的应用最为普遍。
4.4.4 集成稳压器
• 1.三端电压固定式集成稳压器
• 三端电压固定式集成稳压器有正电压输出的 78XX和负电压输出的79XX两个系列，每个系列 按输出电压的不同（指绝对值）又有5V、6V、 9V、12V、15V、18V和24V等档次。
三端电压固定式集成稳压器原理框图
4.4.4 集成稳压器
• 1.三端电压固定式集成稳压器 • （2）三端电压固定式集成稳压器的应用
正电压输出电 路
负电压输出电路
4.4.4 集成稳压器
• 2.三端电压可调式集成稳压器
概念：三端电压可调式集成稳压器，是指输出电 压可调节的稳压器。

输出电压不稳定
输出电压不稳定可能是由于电源内部稳压电路故障、输出电容容量减小 或漏电等原因。应检查电源的稳压电路和输出电容，排除故障。
03
过热
电源过热可能是由于散热不良、负载过大或电源内部电路故障等原因。
应加强散热措施、减小负载或检查电源的内部电路，排除故障。
维护与保养
定期清洁
定期清洁电源外壳表面，保持清洁卫生。
高稳定性
随着电子设备在各个领域的广泛应用，对电源的稳定性要求也越来越高。串联型直流稳压 电源的高稳定性能够保证电子设备的稳定运行，提高设备的使用寿命和可靠性。
高可靠性
在许多关键领域，如医疗、航空航天、军事等，设备的可靠性至关重要。串联型直流稳压 电源的高可靠性能够保证在这些领域中设备的正常运行，避免因电源故障而引起的安全事 故。
检查保险丝
定期检查并更换电源的保险丝，确保电源的正常运行。
定期维护
定期对电源进行全面维护，包括清洁内部灰尘、检查连接线是否松 动或破坏、检查元件是否老化或破坏等。
串联型直流稳压电源的发展
06
趋势与展望
高效率、高稳定性、高可靠性
高效率
随着能源危机的加剧，节能减排成为全球共同关注的问题。串联型直流稳压电源的高效率 能够减少能源浪费，降低碳排放，符合绿色环保的发展趋势。
分类与用途
分类
根据输出电压的调节方式，串联型直流稳压电源可分为模拟式和开关式两类。模拟式稳压电源 通过连续改变调整管的导通程度来稳定输出电压，而开关式稳压电源则是通过改变调整管的开 关状态来调节输出电压。
用途
串联型直流稳压电源广泛应用于各种电子设备和仪器中，如通讯设备、测量仪器、计算机、医 疗器械等，为这些设备提供稳定的直流电源，保证其正常工作。

硅整流二极管
整流桥
一体化硅桥 SQLF2000
青铜峡电解整流所
机车整流柜
整流管模块
1．电路组成和工作原理
（a）v2>0的等效电路
（b）v2<0的等效电路 根据二极管的单向导电性，在二极管加正向电压时导通，负载两端 有输出电压； 而在加反向电压时二极管截止，负载得不到输出电压。
1．电路组成和工作原理
12.4.1线性并联稳压电路
1．电路组成和工作原理
当任何因素，例如VI增加，引起 输出电压VO增加时，将发生下 述自动调节过程：
Z RR VI VO 稳压管特性 I Z IIO I R IVR
VO↓
VO=VI - VR
即任何因素引起的输出电压的增加量，被电路的自动调 节引起的减少量抵消，维持输出电压基本恒定。 调节元件稳压管是通过自身的特性调节电流实现稳压的。
3) 功率转换效率
稳压电路的输出功率与输入功率之比即是转换效率。 稳压管稳压电路的转换效率为：

PO VZ I O V VZ PI (VI VZ ) 2 VZ ( I IO ) R R
rZ
输出电流越大，转换效率越高。当输出最 大电流时，功率转换效率最大。 最大转换效率为：
max
(a) 2倍压整流电路 对2倍压整流电路，有：
(b) 6倍压整流电路
则Vo 2 2V2
u2 2V2 sin t
C1的耐压大于 ，C2的耐压应大于 。倍压整流电路一般用 于高电压、小电流（几毫安以下）的直流电源中。
12.3 电源滤波电路
滤波：滤去无用信息，留下有用信息的电路。 对整流电路的滤波，一方面要尽量降低输出电压中的脉 动成份，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出 电压接近于理想的直流电压。 滤波器的基本组成元件是电容或电感。 滤波原理1：暂态效应 －电容器两端的电压不能突变（跃变）和流过电感器的 电流不能突变的特性，用电容器与负载电阻并联或电感器 与负载电阻串联构成各种滤波电路。

过
程
五 • 通过本章的学习，大家总结学到
了什么？
教
学
• 通过实训课的电路设计，总结电 路连接中应该注意的问题以及如
反
何用万用表查找错误，总结错误
思
出现的原因。
项目实施
四
• 电路制作：
教
教师播放电路制作规范操作视频，示范引领， 再次明确电路制作步骤、工艺要求并强调用
学
电安全和7S标准规范学生的操作。养成严谨 认真的工作习惯。
过
• 电路调试：
检验电路能否正常工作，发现制作中的问题。
程
如果电路出现故障，需要检修。
• 项目评价
四
通过同学们自我评价任务完成情况及完
学
计和实践，培养团队合作精神；
分
通过合作学习方式，提高学生 独立解决问题的能力。
析
一
教 材 分 析
学生情况分析
二
• 通过对前面内容的讲解， 学生已经
掌握了二极管、电容、电阻等基本
学
电子元件的工作特性及使用方法，
情
并已经学会使用面包板搭接电路。 通过课堂上对稳压电源个组成部分
分
功能的讲解，学生能够根据老师提
教
• 1、选件测量 。同学从元件库选择元器件， 并用万用表进行测量，强化学生的元件辨别
学
和万用表使用能力。 • 2、仿真接线。锻炼学生将原理图转化成接
过
线图。完成后，在任务书中绘制布局图。
程
• 3、测量检修。学生分别用万用表、示波器 对电路进行测量，分析测量结果排除故障。
• 仿真实验，为快速、准确的完成实训任务做 好准备。
教
成过程中的体验，然后进行组间互评， 评出优胜小组，教师总评。通过评价，

VO

VO VI
VI

VO I O
I O

VO VT
T
第11章 直流稳压电源 11.1直流稳压电源概述
VO

VO VI
VI

VO IO
IO

VO T
T
①SV——输入调整因数
SV

VO VI
IO 0 T 0
稳压系数
Vo

Vo
VI
VI
I O
t
第11章 直流稳压电源 11.3开关电源
2.基本工作原理
市网电压 输入降噪 VI 与整流滤 波电路
高频开关变换器
Vo功’ 率开关
vO’
Vo
开关稳压电路
输出整流、滤波 ’ VO 电路
开关脉冲 控制电路
取样比较 放大电路
控制电路
基准电压
开关稳压电路各组成部分实际上构成一个闭环负反馈系统：当电网电 压或RL变化时，通过取样并与基准电压进行比较，产生一误差信号，经 放大后去控制开关脉冲的宽度或频率，从而调整开关器件导通与截止的
-
L
+ vL CO iC
IO RL
电感L中电流
二极管D上反 极性电压
RL上的电压
第11章 直流稳压电源 11.3开关电源
2.基本工作原理——主回路分析
1）降压型开关稳压电路（Buck变换器）
iI
+
V1
+ vCE -
T + vBE +
H(t)
vD
-
-
L
+ vL CO iC
IO RL
①0-t1期间，T导通，D截止，vD =VI，

U-Z
UO↑
IO
R
' 1
R3
R1
+
R
" 1
+
UFRL
UO
-
DZ R2
-
26
18.3 直流稳压电源
集成稳压电源
单片集成稳压电源具有体积小、可靠性高、使用 灵敏、价格低廉等优点。
三端集成稳压器：只有输入端、输出端和公共端 三个引出端。
⒈ W7800系列及W7900系列特点
W7800系列〔输出正电压〕
5V、8V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。
解：⑴选择整流二极管 流过整流二极管的电流
+ D4
D1
~
ID
1 2
IO
1 2
UO RL
1 300.07A 5 2 200
u
- D3
D2 + C
+
RL uO
-
变压器二次侧电压的有效值 U U O 30 25V
1.2 1.2
学习材料
18
18.2 滤波器
整流二极管所承受的最高反向电压
URM 2U 22535V
t
有电容滤波的外特性较差， UO
导通
即带负载能力差。
1.4U 电容滤波
通常取：Uo =U〔半波〕
0.45U 无电容滤波
Uo=1.2U〔全波〕
学习材料
O
17 IO
18.2 滤波器
例：有一单相桥式电容滤波整流电路，已知交流电源
频率 f = 50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电 压UO = 30V，选择整流二极管及滤波电容器。
可选用BK300(300V·A)，380/134V的变压器。

O（AV）

0.45U 2 R
L
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
U 2U
R max
2
对于二极管最大整流平均电 流IF和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证 二极管安全工作。
I
1.1IO（AV）＝1.1
2U 2
F
2
R
L
U 1.1 2U
R
2
13
如何实现正、负电源？
滤波电容容量较大，一般采 用电解电容器。
电容滤波电路利用电容的充放 电作用，使输出电压趋于平滑。
(b)理想情况下的波形 (c)考虑整流电路内阻时的波形
16
动画avi\15-2.avi 动画avi\15-3.avi
一、滤波原理 （电容器的充、放电）
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
L
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
U 2U
R max
2
对于二极管最大整流平均电 流IF和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证 二极管安全工作。
I F
1.1IO（AV）＝1.1
2U 2
R
L
U 1.1 2U
R
2
9
10.2.2 单相桥式整流电路
在实用电路中，多采用全 波整流电路，最常用的是 单向桥式整流电路
直流稳压电源
1
直流稳压电源
• 直流电源的组成及各部分作用 • 整流电路 • 滤波电路 • 稳压二极管稳压电路 • 串联型稳压电路 • 开关型稳压电路
2
本章重点和考点：
1.重点掌握整流、滤波和稳压的流程及参数的计算 。 2.掌握串联型稳压电路原理及集成稳压器的使用。

（2）电容滤波电路
现以单相桥式电容滤波整流电路为例来 说明。电容滤波电路如图10.1.4所示，在负载 电阻上并联了一个滤波电容C。
图10.1.4电容滤波电路
(3)滤波原理 若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变 压联在器v次2上端，电所压以v2输给出电波容形器同C充v2 电，。是此正时弦C形相。当于并
整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。
滤波电路是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。
稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直 流电压。
直流电源的方框图如图10.0.1所示。
10.1 小功率整流滤波电路
10.1.1 单相半波整流电路
单相半波整流电路如图10.1.1(a) 所示，波形图如图10.1.1(b)所示。
（a）桥式整流电路
（b）波形图
图10.1.3 单相桥式整流电路
在分析整流电路工作原理时，整流电路
中的二极管是作为开关运用，具有单向导电 性。根据图10.1.3(a)的电路图可知：
当正半周时二极管D1、D3导通，在负载 电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通，在负载 电阻上得到正弦波的负半周。
IO=0
有时稳压系数也用下式定义
Sr
=VO/VO VI /VI
IO=0
一般特指ΔVi/Vi=±10%时的Sr
(2)电压调整率SV
SV=V 1 O V V O I
10% 0
IO=0
(3)输出电阻Ro
Ro
= VO IO
VI=0
当输出电流从零变化到最大额定值时， 输出电压的相对变化值。
（4）电流调整率SI
2V2

①. 外形及引脚功能
塑料封装
2 —输出端 3 —公共端 1—输入端 W7800系列稳压器外形
2 —输出端 3—输入端 1 — 公共端 W7900系列稳压器外形
②. 性能特点（7800、7900系列）
输出电流超过 1. 5 A（加散热器）
不需要外接元件
内部有过热保护 内部有过流保护 调整管设有安全工作区保护 输出电压容差为 4% 输出电压额定值有: ±（5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V）等 。
3、滤波电路选择
由于输出最大电压为14V，电流最小0.5A，所以， RL=28Ω。 采取简单的电容滤波，为获得较为平滑的负载电 压，一般时间常数τ=RL×C ≥（3~5）T/2. 取RL×C =5 × T/2，得C=1786μF, 考虑电网电压波动±10%，则电容所能承受的最 高电压为1.1 × U2 × 1.414 = 18.67V， 所以采用2200μF/25V的电解电容作为滤波电容。
③.集成三端稳压器分类
CW78LXX 输出电流最大为150mA 可调式（CW317正电压、CW337负电压） CW237 CW217 三端集成 CW78MXX 输出电流最大为 500mA CW137 CW117 稳压器 CW78XX 固定式（ 输出电流最大为 1. 5A 78正电压系列、 79 负电压系列）
3
1 2
t
2U
②. 工作原理 u 正半周，Va>Vb，二 极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。
2、单相桥式整流电路（负半周）工作原理
a io 4 3
u
2U
－+
u – b
1
2
+ uo RL – －