电子电路直流稳压电源详解
直流稳压电源电路组成
直流稳压电源电路组成直流稳压电源电路是一种用于将交流电转换为稳定的直流电的电路。
它通常由输入变压器、整流桥、滤波电容、稳压器和输出端组成。
下面我们将逐一介绍这些组成部分。
1. 输入变压器输入变压器是直流稳压电源电路中的第一个组成部分，它主要用于将交流电转换为所需的低电压交流信号。
输入变压器通常由铁芯和线圈组成，其作用是通过感应作用将高压低频交流信号转换为低压高频交流信号。
2. 整流桥整流桥是直流稳压电源电路中的第二个组成部分，它主要用于将输入变压器输出的交流信号转换为直流信号。
整流桥通常由四个二极管组成，其中两个二极管被连接到正极，另外两个被连接到负极。
当输入变压器输出正半周时，其中一个二极管导通；当输出负半周时，另一个二极管导通。
这样就可以实现从交流到直流的转换。
3. 滤波电容滤波电容是直流稳压电源电路中的第三个组成部分，它主要用于去除整流桥输出的脉冲波形中的高频噪声。
滤波电容通常被连接到整流桥输出端，其作用是将电容器充电并在负载上提供平稳的直流输出。
4. 稳压器稳压器是直流稳压电源电路中最重要的组成部分之一，它主要用于保持输出端稳定的电压。
稳压器通常由晶体管、集成电路或其他电子元件组成，并被连接到滤波电容和输出端之间。
当负载变化时，稳压器会自动调节其输出以保持恒定的电压。
5. 输出端输出端是直流稳压电源电路中最后一个组成部分，它主要用于提供所需的直流输出。
输出端通常由一个或多个接头和负载组成，并被连接到稳压器的输出端。
总之，以上五个组成部分共同构成了一个完整的直流稳压电源电路。
这种类型的电源广泛应用于工业、家庭和科技领域，并且具有可靠性高、效率高、性能优良等优点。
直流稳压电源原理
直流稳压电源原理
直流稳压电源是一种电源设备，其原理是通过电子元件和控制电路来提供相对稳定的直流电压输出。
直流稳压电源的原理基于负载的要求，旨在提供具有良好稳定性和准确度的直流电压。
其基本原理包括：
1. 变压器：直流稳压电源通常使用变压器将交流电源的电压转换为所需的工作电压。
变压器可以将输入电压转换为高电压或低电压的输出。
2. 整流：经过变压器转换后，电流需要经过整流电路，将交流电转换为直流电。
常用的整流电路有半波整流和全波整流。
3. 滤波：由于整流产生的直流电压仍然存在纹波，需要使用滤波电路来削弱或消除这些纹波。
常用的滤波电路是电容滤波电路，通过电容器存储电荷和将其释放来消除纹波。
4. 稳压: 电容滤波后得到的直流电压仍然可能存在一定的波动或变化。
为了提供稳定的直流输出，需要使用稳压电路，如稳压二极管、稳压集成电路等，来调整电压并使其保持在一定范围内。
5. 控制电路：直流稳压电源通常配备有控制电路，用于监测输出电压，并根据需要调整电压以保持其稳定性。
这些控制电路可以根据外部信号或内部反馈来实现。
通过以上步骤，直流稳压电源可以提供相对稳定的直流电压输出，以满足各种应用领域对电源的要求。
电工学II——直流稳压电源(11章)
Uo 2U
4. 电容滤波电路的特点 (2) 流过二极管瞬时电流很大 RLC 越大 Uo越高负载电流的平均值越大 ; 整流管 导电时间越短 iD的峰值电流越大
11.2 滤波器
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电 流)不能突变的特性, 达到平滑输出电压波形的目的。
方法：将电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。
L
C
RL
RL
（1）电容滤波器
1. 电路结构（半波整流滤波电路）
3. 工作波形
a + u –
IOM =200mA URWM =50V
例： 有一单相桥式整流滤波电路，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。
解：2. 选择滤波电容器 取 RLC = 3 T/2 ~
+ u –
+
C RL
+ uo –
1 50 RLC 3 0.03 S 2 已知RL = 50
滤波
有波纹的 直流电压
稳压
直流 电压
（1）稳压管稳压电路
IR + u – R
电流电阻R 限流调压 IO
当电源波动或负载电流的 变化引起Uo变化时(注意Uo
+ + C UI –
Iz
DZ RL
&#Uo Uz Iz IR = (Iz + Io) UR = IR R
第九章 直流稳压电源
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
一、单相半波整流电路 4．电路的特点 由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由 于电路只在正半周有输出，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。整流二极管参数的选择
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
二、单向桥式整流电路 1．电路组成和工作原理
u2 T
a
V1
V2
0
uL
2
3
4
u1 u2 b
V3 V4 RL uL
t
0
2
3
4
t
IL
T
IL + T
+
a
V4 V1 V3 V2 RL
a V4 u2 b
V1 V3 V2 RL
+ uL
+ u1 -
u2
uL -
第九章
直流稳压电源
第一节
单相整流电路
二、单向桥式整流电路
[例9-1] 有一直流负载，需要直流电压UL = 60 V，直流电流IL = 4 A。若采用 桥式整流电路，求电源变压器次级电压U2，并选择整流二极管。 解
因为 U L 0.9U 2
U 所以 2
U L 60 V 66.7 U 0.9 0.9
高
（2）输出电压的平均值有所提高。 当满足RLC≥（3~5）T/2时 ，
UL≈
U2
（半波带负载）
UL≈ 1.2
直流稳压电源的分类及原理
直流稳压电源的分类及原理直流稳压电源是试验室供应试验电子电路的能量来源，在试验过程中占有重要地位。
电源的质量在肯定程度上也打算了试验电路的牢靠性及各项技术指标。
在众多类型的电源中，直流稳压电源为应用最广泛的一类。
一、直流稳压电源的分类由于直流稳压电源的种类繁多，工作原理相差较大，可从不同的角度进行分类。
根据电路的稳压方式，可分为参数稳压器和反馈调整型稳压器。
参数稳压器电路结构简洁，主要利用元件的非线性实现稳压。
如可利用一个电阻和一个稳压二极管构成参数稳压器；反馈调整型稳压器是一个闭环的负反馈系统，它利用输出电压的变化。
经取样、比较、放大后，得到掌握电压，去掌握相应的调整元件，达到最终稳定输出电压的目的。
依据电路中调整元件的工作状态，可分为线性稳压电路和开关稳压电路。
其中调整元件工作在线性放大区的，称为线性稳压电路；假如调整元件工作在开关状态，称之为开关稳压电路。
此外，还可以依据电源中主要部件是集成电路还是分立元件，分成集成线性稳压器、集成开关稳压器以及分立元件构成的稳压器等。
二、线性稳压电源试验室使用的线性稳压电源，一般有两路或多路输出，输出直流电压为0~30V连续可调，输出电流几个安培，用表头或数字显示电压、电流值。
其具有稳定度高、纹波较小等特点。
线性电源中稳压部分的电源调整管工作在线性区，为保证电源的电压调整特性，调整管上的输入输出必需有足够的压差。
为保证电源的指标，一般允许电网电压波动±10％，在线性电源中，输入电源经变压器、整流、滤波环节，其直流电压的脉动性较小，经过线性稳压电路后，输出的纹波电压和噪声特别小，因而特殊适合作各种低噪声放大器的电源。
三、线性直流电源基本原理线性直流稳压电源，一般是将50Hz、220V的沟通电压变换为所需幅度的沟通电压，然后由整流电路将沟通电压变换成直流脉动电压，再由滤波电路将直流电压平滑．最终经过直流稳压电路输出稳定的电压。
它在电网波动与负载变化的状况下都能基本保持稳定的直流电压。
直流稳压电源
4．稳压过程：
当 VO 由于某种原因偏高时，V4 基极电位升高，IC4 增大， C1 放电速度增加，使 V3 截止时间缩短，V1、V2 饱和时间缩 短，使 VO 降低，从而稳定 VO。
优点 是电源效率高，稳压效果好。缺点是纹波较大， 电路复杂，对元器件要求较高。被广泛应用在彩色电视机、 计算机等设备中。
CW317 为三端可调式正压输出稳压器，其引脚排列请查 阅手册。
CW337 为三端可调 式负压输出稳压器，其 引脚排列请查阅手册。
CW317 和 CW337 的基本应用电路
应用特点是外接两个电阻(R1和 RP)就可得到所需的输出 电压。为了使电路正常工件，一般输出电流不小于 5 mA。输 入电压范围在 3 ~ 40 V之间，输出电压可调范围为 1.25 ~ 37 V， 器件最大输出电流约 1.5 A。
综上所述，带有放大环节 的串联型晶体管稳压电路，一 般由四部分组成，即采样电路、 基准电压、比较放大电路和调 整元件。
电路的优点是输出电流较大，输出电压可调；缺点是电源 效率低，大功率电源需设散热装置。
[例 8.2.1] 设图中的稳压管为 2 CW14，VZ = 7 V。采样 电阻 R1 = 1 k，RP = 200 ，R2 = 680 ，试估算输出电压的 调节范围。
2．稳压过程
设 RL 恒定，当 VI→VO →VB2 →VBE2 →VC2 →VBE1 →VCE1 →VO
3．输出电压调节范围
由于
VB 2
VBE2
VZ
RP R2 R1 RP R2
VO
即
VO
R1 RP R2 RP R2
(VBE2
VZ )
当 RP 的滑动臂移到最上端时，RP = 0，RP = Rp ，Vo 达到 最小值。即
直流可调稳压电源的工作原理及应用
直流可调稳压电源的工作原理及应用直流可调稳压电源是一种常见的电源设备，广泛应用于各种电子设备和实验中。
本文将详细介绍直流可调稳压电源的工作原理及其在实际应用中的相关知识。
一、工作原理直流可调稳压电源的工作原理主要涉及以下几个方面。
1.直流电源变换直流可调稳压电源首先通过整流变压器将交流电转换为直流电。
整流变压器将交流电进行整流，通过二极管等元件将交流电转换为直流电。
这一步骤的目的是将交流电转换为直流电，并进行基本的电压变换。
2.滤波由于整流后的直流电会带有一定的脉动，为了保证输出电压的纹波尽可能小，需要进行滤波处理。
滤波电路通常采用电容器，通过电容器对直流电进行充放电来平滑输出电压。
滤波电路能够有效减小输出电压的纹波，保证直流电的稳定性。
3.可调稳压可调稳压电路是直流可调稳压电源的核心部分。
通过对电路中的元件进行调节，可以实现对输出电压的调整和稳定控制。
常见的可调稳压电路包括电阻调节稳压电路、稳压二极管调节电路和集成芯片调节电路等。
这些电路能够根据电路设计的要求，通过对元件参数的调整控制输出电压的大小。
二、应用领域直流可调稳压电源具有输出电压稳定性高、调节范围宽、反应速度快等特点，因此被广泛应用于各个领域。
1.电子设备直流可调稳压电源常用于电子设备中，提供稳定的直流电源供给电路工作。
在电子仪器仪表、通信设备、计算机等设备中，直流可调稳压电源能够为各个电路部分提供稳定、可靠的电源。
2.实验室应用直流可调稳压电源广泛应用于各种实验室中。
在科研实验和教学实验中，直流可调稳压电源常作为仪器设备的电源，可以调节输出电压以满足实验需求，并保持输出电压的稳定性，确保实验的准确性和可重复性。
3.工业自动化直流可调稳压电源在工业自动化系统中也扮演着重要角色。
在各种自动化设备中，直流可调稳压电源可以提供精确的电源供给，为设备的正常运行提供稳定的电压和电流支持。
4.电池充电直流可调稳压电源还常用于电池充电领域。
通过调节直流可调稳压电源的输出电压和电流，可以为各种类型的电池进行充电，满足不同类型电池的充电要求。
直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源的工作原理直流稳压电源是一种用于提供稳定直流电压输出的电源设备。
其主要工作原理是通过调节电路来维持输出电压在设定值附近，即使负载或输入电源发生变化。
以下是直流稳压电源的主要工作原理：1.输入电源：直流稳压电源的输入通常是交流电源，例如家庭电源。
输入电源首先经过整流电路，将交流电转换为直流电。
2.滤波：直流电经过整流后可能还包含一些脉动成分，为了去除这些脉动，通常使用滤波电容进行滤波处理，使输出电压更趋于稳定。
3.基准电压源：直流稳压电源内部通常包含一个基准电压源，用于提供一个稳定的参考电压。
4.误差放大器：将输出电压与基准电压进行比较的误差放大器（ErrorAmplifier）用于检测输出电压的偏差。
误差放大器会产生一个误差信号，表示实际输出电压与期望输出电压之间的差异。
5.控制电路：误差信号经过控制电路，该电路决定如何调整输出电压以减小误差。
控制电路通过控制输出电压的调节器来实现这一目标。
6.调节器：调节器是直流稳压电源中的关键部分，它负责根据控制电路的指示来调整输出电压。
常见的调节器包括三端稳压器 例如LM317）、开关调节器等。
7.负载调整：直流稳压电源通常能够适应不同的负载情况。
负载的变化可能会引起输出电压的波动，因此调节器通常会根据负载变化进行调整，以保持输出电压的稳定性。
8.保护电路：直流稳压电源通常配备有过载、过热和短路保护电路，以防止设备损坏。
直流稳压电源的工作原理基于反馈控制，通过不断调整输出电压，使其保持在设定的稳定值。
这使得直流稳压电源在需要可靠和稳定的直流电源的应用中得到广泛使用，如实验室测试、电子设备和通信系统等。
直流稳压电源的基本原理
直流稳压电源的基本原理
直流稳压电源是一种电子电路，其主要作用是将交流电转换为稳定的直流电，并通过稳定电压输出端口供给负载。
直流稳压电源的基本原理是通过电压调节电路控制电路输出的电压，使其稳定在设定值范围内。
直流稳压电源的核心部分是稳压器，稳压器可以分为三种类型，分别是电阻稳压器、晶体管稳压器和集成电路稳压器。
电阻稳压器是最简单的稳压器，其原理是通过串联电阻形成电压分压，将电压降至设定值。
但是电阻稳压器的输出电压稳定度不高，容易受到负载变化的影响。
晶体管稳压器利用晶体管的电子特性进行电压调节，通常由稳压管和电容组成。
晶体管稳压器的优点是输出电压稳定，同时也能够适应大范围的输入电压变化。
集成电路稳压器是当前应用最广泛的稳压器，其核心是一颗专门设计用于稳定输出电压的集成电路芯片。
集成电路稳压器的输出电压稳定度高，同时也能够适应大范围的输入电压变化。
因此，在现代电子设备中，集成电路稳压器已经成为直流稳压电源的主要稳压器。
总的来说，直流稳压电源是现代电子设备中不可缺少的电子元器件之一，其基本原理是通过稳压器控制电路输出电压，使其稳定在设定值范围内。
不同类型的稳压器在实际应用中具有不同的优点和缺点，需要根据具体的应用场景进行选择。
- 1 -。
直流稳压电源
① 由于电容滤波的结果，使二极管的导通角减小很多，流过的是
冲击性电流（iD的平均值近似等于负载电流的平均值IO，因为导通时间
短，所以iD的峰值必然较大），容易使管子损坏。
② 二极管在半波整流电路中所承受的最大反向电压为
UDRM≈2 U2，即电源电压最大值的2倍。这是由于电源电压u2=-U2m
时，电容器上还有一个略小于U2m的电压存在所造成的。
为了得到更好的滤波效果，还可以将滤波电容和滤波电感混合使用， 构成复式滤波电路。在滤波电容C之前加一个电感L构成了LC滤波电路，如 图5.3.5（a）所示。这样可使输出至负载RL上的电压的交流成分进一步降 低。该电路适用于高频或负载电流较大并要求脉动很小的电子设备中。
5.3
滤波电路
例5.3.2 一个单相桥式整流电容滤波电路如图5.3.6所示。已知电源
（1）当输入直流电压为最小（为UImin）而负载电流最大（为IOmax） 时，流过稳压管的电流最小，这个电流应大于稳压管稳压范围内的最小 工作电流IZmax(一般取1 mA)，即（UImin-UO）/R-IOmax≥IZmin。
5.4 稳压电路
（2）当输入直流电压为最高（为UImax）而负载电流最小（为IOmin） 时，流过稳压管的电流最大，这个最大电流不应超过稳压管允许的最大 稳定电流IZmax，即（UImax-UO）/R-IOmin≤IZmax。
5.3
滤波电路
5.3.2 电容滤波电路
在整流电路输出端与负载并联一个电容器就构成了滤波电容电 路，如图5.3.1所示。
5.3
5.3.2 电容滤波电路
如果在单相桥式整 流电路中不接电容滤波 电路，输出电压的波形 如图5.3.2（a）所示。 加接电容滤波电路之后， 输出电压的波形就变成 图5.3.2（b）所示的实 线形状。流过负载RL上 的电流波形和流过二极 管的电流波形如图5.3.2 （c）所示。
直流稳压电源工作原理
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。
直流稳压电源工作原理描述
直流稳压电源工作原理描述
直流稳压电源是一种能够输出稳定直流电压的电源设备。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 整流电路：稳压电源通过整流电路将交流电源转换为直流电源。
整流电路通常采用整流桥或者二极管等元件来实现。
2. 滤波电路：整流后的直流电源仍然会存在一些波动和脉动现象。
通过滤波电路可以去除或者减小这些波动和脉动，使直流电压更加稳定。
3. 反馈控制：稳压电源通过反馈控制来维持输出电压的稳定性。
其中，反馈信号一般由输出端的电压与参考电压进行比较得出，然后经过放大、误差检测和调节等步骤，最终通过控制器的输出控制电路来调整输出电压。
4. 传递元件：为了输出稳定的电压，稳压电源中通常会引入稳压管、稳压二极管、调节管或者开关元件等。
这些元件具有快速响应、高效率等特点，能够帮助稳压电源实现电压调节和控制。
综上所述，直流稳压电源工作原理主要包括了整流、滤波、反馈控制和传递元件等环节，通过这些步骤可以实现稳定输出直流电压的功能。
第八章 直流稳压电源
4． 三端固定稳压器的功能扩展。 Ａ、扩流电路 把两个参数完全相同的 CW7800 系列的集成块并联，则最大输出电流 可扩展为 1.5 A 2。
Ｂ、输出电压可调电路 设稳压器输出电压 VX，即 VBA = VX，而 VA= VO VX 得 R2 R2 VO VX VO 解得 VO (1 )VX R1 R2 R1 可见，调节 R2 之值，即可调 VO 的值 。
解 设 VBE2 = 0.7 V，根据
VOmin R1 RP R2 (VBE2 VZ ) RP R2
则
VO min
R1 RP R2 1 0.2 0.68 (VBE2 VZ ) (0.7 7)V 16.5 V RP R2 0.2 0.68
VO K VO 电网电压不变 一般常用稳压系数 sr 和输出电阻 ro 这两个主要指标。其 数值越小，电路稳压性能越好。
[例题] 稳压电路，设额定输出电压 VO = 12 V，当负载 不变时，电网电压波动 10%，其输出电压变化量 VO = 45 mV ；若电网电压不变，负载电流由零变到最大值，其输出电 压变化量 VO = 108 mV。求稳压电源的电压调整率 KV 和电流 调整率 KI。
复习巩固——稳压二极管
1、稳压二极管又叫齐纳二极管。 2、文字符号：V 3、图形符号： 4、伏安特性曲线： 与普通二极管相似， 在反向击穿区，曲线 更陡峭！ 5、稳压二极管主要参数
直流稳压电源的组成及各部分的作用
直流稳压电源的组成及各部分的作用
直流稳压电源（DC Regulated Power Supply）是一种经过调节能够保持输出电压稳定，输出稳定电源的电子设备。
在电子微电路元件的工作过程中，经常会受到电压变化的影响，为了保证元器件的正常工作，需要提供一个稳定的电源信号，而直流稳压电源便是解决此
问题的有效途径。
1. 变压器（Transformer）：变压器的作用是将交流电压转换成直流电压。
与普通的
电源不同的是，变压器会通过电磁感应的作用将输入交流电压变成更低的中间直流电压。
2. 整流桥（Rectifier）：整流桥的作用是将中间直流电压转换成符合使用要求的直
流电压。
整流桥由四个二极管组成，将输入的交流电信号转化为了含有正半周全部信号的
脉动直流信号。
在整流桥的输出端，会得到不经过滤波的脉动直流电压。
3. 滤波电路（Filter Circuit）：滤波电路的作用是滤掉直流电压中的脉动电压。
滤波电路常常由电感与电容组成，将脉动直流信号滤掉后，剩下比较平稳的直流电压，达到
输出稳定的目的。
滤波电路对于输出稳压电源的质量影响很大。
4. 稳压电路（Regulator Circuit）：稳压电路的作用是将经过滤波的直流电压稳定
在一定范围内。
稳压电路的设计十分重要，通过一定的调节，能够将输出电压稳定在一定
的范围内，以满足电子元器件的工作电压要求。
5. 限流电路（Limiting Circuit）：限流电路的作用是限制输出电流，防止过流的出现。
限流电路在直流稳压电源的设计中很重要，能够保证电子器件在工作时不会太热，保
护电子器件的安全运行。
简述直流稳压电源的基本功能
简述直流稳压电源的基本功能
直流稳压电源是一种将交流电源转换为稳定的直流电源的电子设备。
它的基本功能是：
1. 电压稳定：直流稳压电源能够将输入的交流电压转换为稳定的直流电压输出。
它通过内部的稳压电路来保持输出电压的稳定性，避免电压波动对电子设备的损害。
2. 电流稳定：直流稳压电源还能够保持输出电流的稳定性。
它通常配备了电流限制功能，确保输出电流不会超过设定范围，避免对电子设备和电路的过载。
3. 过压和过流保护：直流稳压电源通常具备过压和过流保护功能。
当输出电压或电流超过设定的安全范围时，它会自动断开电源输出，以保护被供电设备的安全。
4. 输出稳定性：直流稳压电源的输出稳定性是指输出电压和电流在负载变化或输入电源波动的情况下保持恒定的能力。
输出稳定性的好坏直接影响到被供电设备的性能和可靠性。
5. 可调节性：直流稳压电源通常具备可调节的输出电压和电流范围。
用户可以根据实际需要来调节输出电压和电流的数值，以满足不同设备和电路的需求。
6. 低噪声和低纹波：直流稳压电源还能够产生低噪声和低纹波的输出电源。
这对于一些对电源品质要求较高的电子设备，如通信设备、精密仪器等至关重要。
总之，直流稳压电源的基本功能是将交流电源转换为稳定的直流电源，并提供稳定的输出电压和电流，以满足各种电子设备和电路的供电需求。
电工电子技术课程课件直流稳压电源
长时间使用或负载过重可能导致电源 过热，影响电源的稳定性和使用寿命
。
电源无输出
如果电源无法正常输出电压，可能是 电源内部的开关管或整流管损坏，需 要检查相关元件。
保险丝熔断
当电源内部出现短路等故障时，保险 丝可能会熔断，需要检查电源的输入 输出线路是否存在短路现象。
维护与保养
定期清洁
定期清洁电源外壳表面灰尘和污垢，保持电源散 热良好。
短路电流
指电源在发生短路时输出的最大电流值，通 常用于衡量电源的过载能力。
额定电流
指电源在正常工作条件下能够持续输出的最 大电流值。
负载调整率
指电源在满载和轻载情况下输出电流的变化 率。
电压调整率
电压调整率
输入电压范围
指电源输出电压随输入电压变化的比率， 通常以百分比表示。
指电源能够正常工作的输入电压范围，即 最小值和最大值。
稳压电路是直流稳压电源中的重 要组成部分，其主要功能是保持
输出电压的稳定。
稳压电路一般由调整元件、比较 元件和基准电压等元件组成，根 据不同的需求，可以选择不同的
稳压方式和元件参数。
在选择稳压元件时，需要考虑其 稳定性、响应速度和功耗等参数 ，以确保稳压效果良好且安全可
靠。
03
直流稳压电源的性能指标
电池充电
01
02
03
充电电池充电
充电电池需要直流电源进 行充电，才能储存电能并 在需要时释放。
电动车充电
电动车的电池需要直流电 源进行充电，才能提供动 力。
无人机电池充电
无人机电池需要直流电源 进行充电，以确保其正常 飞行。
其他应用场景
医疗设备供电
医疗设备如监护仪、呼吸机等，需要直流电源来维持患者的生命 安全。
直流稳压电源 知识点
- 作用：将交流电压转换为直流电压。常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流。
- 半波整流：只利用交流电压的半个周期进行整流。它由一个二极管组成，当交流电压为正半周时，二极管导通，电流流过负载；当交流电压为负半周时，二极管截止，负载中没有电流。其输出电压U_o=(1)/(π)U_m（U_m为输入交流电压的峰值），输出电压脉动较大。
- 指直流稳压电源输出电压中交流分量的有效值。由于整流和滤波电路不能完全消除交流成分，所以输出的直流电压中会残留一定的交流纹波。纹波电压越小，说明电源输出的直流电压越接近理想的平滑直流电压。
三、直流稳压电源的应用。
1. 电子设备供电。
- 在各种电子设备中，如计算机主板、手机充电器、电视机等，直流稳压电源为其内部的电子元件提供稳定的直流电压。例如，计算机主板上的芯片需要多种不同的稳定直流电压（如+3.3V、+5V、+12V等）才能正常工作，直流稳压电源可以将市电转换并稳压到这些合适的电压值。
4. 电流调整率。
- 在输入电压不变的情况下，负载电流变化Δ I_o引起的输出电压变化Δ U_o与输出电压U_o的比值，即S_i=frac{Δ U_o}{Δ I_o}|_U_{i=const}×100%。它表示直流稳压电源对负载电流变化的稳压能力，电流调整率越小，电源的稳压性能越好。
5. 纹波电压。
- 稳压电路。
- 作用：进一步稳定滤波后的直流电压，使输出电压在输入电压波动、负载变化等情况下保持基本稳定。
- 稳压二极管稳压电路：利用稳压二极管的反向击穿特性来稳压。当输入电压升高或负载电阻增大（负载电流减小）时，稳压二极管的电流增大，通过限流电阻的分压作用，使输出电压保持稳定。但是这种稳压电路的稳压效果有限，输出电流较小，且稳压值取决于稳压二极管的型号。
电工电子技术第9章 直流稳压电路
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。
简述直流稳压电源的组成和工作原理
简述直流稳压电源的组成和工作原理直流稳压电源是用来稳定直流电压输出的电子设备，常用于电子电路实验、通信设备、工业控制系统以及电子产品的研发与生产过程中。
下面将从直流稳压电源的组成和工作原理来进行详细介绍。
1. 组成直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路以及输出电路组成。
（1）变压器：变压器是直流稳压电源的核心部件之一，用来将输入交流电压转换为所需的直流电压，一般采用变压器的一次侧接入市电，二次侧输出恒定的交流电压。
（2）整流电路：整流电路将变压器输出的交流电压转换为具有特定波形的直流电压，常用的整流电路有单相半波整流电路、单相全波整流电路和三相整流电路等。
（3）滤波电路：滤波电路主要用于去除整流电路输出的脉动成分，将其转换为平滑的直流电压。
滤波电路一般采用电容、电感等元件组成，并且可以根据需要选择不同的滤波方式，如LC滤波和RC 滤波等。
（4）稳压电路：稳压电路是直流稳压电源的关键组成部分，用来确保输出电压的稳定性。
常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路等，线性稳压电路通过调节电阻或晶体管的工作状态来实现稳压控制，而开关稳压电路则依靠开关元件的开关动作来维持输出电压的稳定。
（5）输出电路：输出电路用于向外部电路或负载提供稳定的直流电压，一般采用继电器或电路保护元件等来保护稳压电源和外部设备。
2. 工作原理直流稳压电源的工作原理可以简单概括为变压器- 整流滤波- 稳压控制。
具体过程如下：（1）变压器：变压器作为直流稳压电源的输入部分，将市电提供的交流电压通过变压器的绝缘和变换作用转换为合适的交流电压输出到整流电路。
（2）整流滤波：整流电路将变压器输出的交流电压经过整流装置转换为带有脉动的直流电压，然后经过滤波电路去除脉动成分，得到较为平稳的直流电压。
（3）稳压控制：稳压电路通过对输出电压进行检测，与设定的目标电压进行比较，并根据比较结果调节稳压电路中的控制元件，以使输出电压保持在目标值附近。
7章直流稳压电源1
t
t
t
单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
a
u2>0 时
D3 u2 b
D4
u2<0 时
D2,D3导通 D1,D4截止 电流通路: b D2 RLD4a
D1
D2
u2
RL
uo
D1,D4导通 D2,D3截止 电流通路: a D1 RLD4b
uo
uD2,uD3 uD1,uD4
基波峰值
(3)二极管平均电流与反向峰值电压
平均电流(ID)与反向峰值电压(UDRM)是选择整流管 的主要依据。 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。 因此，流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平 均电流的一半。
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
1 I D Io 2
（选购时：二极管额定电流 1.1ID)
t
t
t
2、整流电路的主要参数：
(1)整流输出电压的平均值
负载电压 Uo(AV)的平均值为:
1 UO(AV) π
( ) u d t o 0
π
uo
t
0 2
Uo 负载上的(平均)电流: IO(AV) RL
2 2 U 2 0.9U2 π
0.9U 2 RL
uo (2) 脉动系数Ｓ
2
即： U O(AV)
T 2U 2 ( 1 ) 4RLC
Io(AV)= Uo(AV)/RL
2
输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关 T RLC ( 3 ~ 5 ) ( 1.5 ~ 2.5 )T 一般取
7.1.2 稳压电源的主要技术指标
1．特性指标 特性指标是指表明稳压电源工作特征的参数，例如允许的输入、输 出电压及电流，输出电压的可调范围等。 2．质量指标 质量指标是指衡量稳压电源稳定性能的参数，例如稳压系数、输出 电阻、纹波电压及温度系数等。 ① 稳压系数 ：指通过负载的电流和环境温度保持不变时，稳压电 路输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。即
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u1
u2
D4 D3
D1 D2
+ io uo R L − io + uo −
u1
+ u2
−
D1 D4 D1
D2 RL D3
u1
+ u2 −
RL
u1
+ u2
−
D2 D4 D3
RL
io + uo
−
二、桥式整流电路工作原理 正半周： u2正半周： A A点电位最高 + u1 − B
B点电位最低 点电位最低
iD= iO o
uD
o
− 2U
π π
2π 2π
3π 3π
UDRM = 2U2
1.5 稳压二极管
1.5.1 稳压二极管特性曲线 1.5.2 稳压二极管主要参数 1.5.3 稳压二极管的应用
1.5.1 稳压二极管特性曲线
一、稳压二极管的结构、特性曲线、电路符号 稳压二极管的结构、特性曲线、
1、稳压二极管的结构与普通二极管相同 稳压二极管的伏安特性曲线 2、稳压二极管的特性曲线图 3、电路符号 最大稳定电流 iD 稳定电压
一、N 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入五价元 素磷。
N型 +4 +4 +4
N 型半导体的简化图示 正离子
+4 磷原子
+5
+4 自由电子 多数载 流子 少数载 流子
电子为多数载流子 电子为多数载流子 空穴为少数载流子 空穴为少数载流子 载流子数 ≈ 电子数
二、P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入三价元 素硼。
击穿电压在6V左右时,温度系数趋近零， 击穿电压> 6V,正 击穿电压在6V左右时,温度系数趋近零，(击穿电压> 6V,正 6V左右时 温度系数) (击穿电压<6V,负温度系数 击穿电压<6V,负温度系数) 温度系数) (击穿电压<6V,负温度系数)
1.3.3 二极管的主要参数
iD
IF UBR URM IR
P型 +4 +4 +4
P型半导体的简化图示 型半导体的简化图示 负离子
+4 硼原子
+3
+4 空穴 多数载 流子 少数载 流子
空穴 — 多子 电子 — 少子 载流子数 ≈ 空穴数
PN结 1.2 PN结
PN结概述 1.2.0 PN结概述 1.2.1 PN结（PN Junction）的形成 PN结 Junction） 1.2.2 PN结的单向导电性 PN结的单向导电性
锗管) 0.1V (锗管)
正向特性
uD/V
U>Uth
I 急剧上升
锗管) 0.1～ 0.1～0.3V(锗管) 0.2
IS 反向特性
Uth 死区 电压
硅管) UD(on) = 0.6～0.8V(硅管) 0.7 0.6～
U（BR) <U< 0
µ I = IS< 0.1µA
(硅) 几µA (锗) 几十µA—几百µA 几十µ 几百 几百µ
1.2.1 PN结（PN Junction）的形成
空间电荷区
P型材料
空穴
负离子
电子
正离子
一、载流子的浓度差引 N型材料 起多子的扩散扩散使 交界面处形成空间电 荷区（也称耗尽层） 荷区（也称耗尽层）
内电场方向 二、空间电荷区特点 空间电荷区特点 基本无无载流子， 基本无无载流子，仅 有不能移动的离子 形成内电场 三、扩散和漂移达到动态平衡 总电流=0 扩散电流= 扩散电流= 漂移电流 总电流=0 利于少子的漂移
第 1章
1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
直流稳压电源
内容提要 半导体的基础知识 PN结 PN结 半导体二极管 二极管的一项重要应用 整流 稳压二极管 集成三端稳压器 常用的整流组合元件 直流稳压电源 本章小结
1.0 直流稳压电源
本章教学内容提要 一、介绍半导体材料及一种半导体元件 1. 半导体材料的导电性 2. 一种半导体元件 二、直流稳压电源 1. 二极管整流电路 3. 稳压二极管稳压电路 2. 滤波电路 4. 三端稳压器稳压电路 杂质半导体 二极管
四、 参数估算
1、整流输出电压平均值
2U 2
u2 π
2π 3π
1 π UO = ∫ 0 2U sin( ωt)d(ωt) π 2 2 = U2 = 0.9U 2 π
2、二极管平均电流
o
ωt
2U 2
uO
π
2π 3π
o
ωt ωt ωt
UO 1 I D = IO = 2 2RL
3、二极管最大反向压
U2 = 0.45 RL
阻止多子扩散进行
1.2.2 PN结的单向导电性 结的单向导电性
一、外加正向电压（正向偏置)— forward bias 外加正向电压（正向偏置)
IF
P区
N区
外加电压使空间电荷区变窄 扩散运动加强 IF=I多子 - I少子 ≅ I多子 限流电阻
内电场
+ U 外பைடு நூலகம்场 R
二、外加反向电压（反向偏置) — reverse bias 外加反向电压（反向偏置) P区 N区 外加电压使空间电荷区变宽 IR 漂移运动加强 IR= I少子 ≅ 0 内电场
承受反压 截止 承受反压 截止
D4
+ u2 −
D1 RL
io + uo −
D3
D2
导通， 截止。 D1和D3导通，D2和D4截止。
u2负半周： 负半周：
点电位最低 A A点电位最低
承受反压 截止
+ u1 − + u2 −
D4
D1 RL
io + uo −
D3
B B点电位最高
D2
承受反压 截止
导通, 截止。 D2 和 D4导通, D1和 D3 截止。
三、 波形
输入正半周
2U 2
u2 π
2π 3π
o D1 io uo RL
ωt
+
u1
−
u2
D4 D3
+ −
2U 2
uO iD= iO
o π
2π 3π
D2
ωt ωt ωt
uD1、3 、
输入负半周
+ −
D4 u2 D3
D1 D2
io
o
、 + uD2、4
π π
2π 2π
3π 3π
u1
RL uo
−
o
− 2U
u2 = 2U 2 sinωt
1 π UO = ∫0 2U2 sin(ωt)d(ωt ) 2π
= 0.45U2
二极管截止时承受的 最大反向电压值 二极管及负载通过的 电流平均值
UDRM = 2 2 U
U2 I D= IO = 0.45 RL
1.4.2 单相桥式整流电路
一、桥式整流电路（几种画法） 桥式整流电路（几种画法） io + uo
DZ
二、稳压二极管与普通二 极管的区别
1、工作于反向击穿区 2、反向特性曲线比普通二极管更陡 小的电压变化引起大的的电流变化 3、工作时必须与其串联限流电阻
∆U Z UZ IZ
稳定电流 uD
∆I Z
IZM
1.5.2 稳压二极管主要参数
1. 稳定电压U 一般 2. 稳定电流I
Z
流过规定电流时稳压管两端的反向电压值 为齐纳击穿) UZ < 4 V (为齐纳击穿) 具有负温度系数 为雪崩击穿) UZ > 7 V (为雪崩击穿) 具有正温度系数
2U 2
u2
u2 = 2U 2 sinωt
π 2π 3π
副绕组电 0 压波形图
2U 2
ωt
uO
负载电压 波形图
0 iD=io
π
2π
3π
ωt
~
220 V
u2
D RL
+
uｏ
π uD
2π
3π
ωt
–
整流管电 压波形图 0
− 2U 2
π
2π
3π
ωt
二、工作原理分析
u2 = 2U 2 sinωt
uD – i =i D O +
反向击穿 反向击穿类型： 反向击穿类型： 反向击穿原因： 反向击穿原因
U ≤ U（BR） BR）
电击穿 热击穿
反向电流急剧增大
PN结未损坏 断电即恢复。 结未损坏， — PN结未损坏，断电即恢复。 — PN结烧毁。 PN结烧毁。 结烧毁
齐纳（Zener)击穿：反向电场太强， 齐纳（Zener)击穿 反向电场太强，将电子强行拉出共价键 击穿 雪崩击穿: 雪崩击穿: 反向电场使电子加速，动能增大， 反向电场使电子加速，动能增大，撞击 使自由电子数突增
空 穴
硅（锗）的自由电子、 的自由电子、 空穴对的形成
自 由 电 子
四、两种载流子 电子（自由电子） 电子（自由电子） 空穴（束缚电子） 空穴（束缚电子）
五、两种载流子的运动 自由电子（在共价键以外） 自由电子（在共价键以外）的运动 空穴（在共价键以内） 空穴（在共价键以内）的运动
吸收能量 自由电子 本征激发： 本征激发： 价电子（束缚电子） 价电子（束缚电子） （ 光 、热） 释放能量 复合： 复合： 自由电子 价电子
uD
1.IF 2.URM 3.IR
最大整流电流（最大正向平均电流） — 最大整流电流（最大正向平均电流） 最高反向工作电压， — 最高反向工作电压，为1/2 U（BR） BR） 反向电流（越小单向导电性越好） — 反向电流（越小单向导电性越好）