第10章直流电源PPT课件
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直流电源教学课件
介绍进行直流电源实验时需 要的方法和需在实际应用中的成功案例。
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推荐一些权威的直流电源相关书籍和资料，以供进一步学习。
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介绍一些在线课程和学习资源，帮助学员深入学习直流电源知识。
结语
总结直流电源教学课件的重点内容，激发学员对直流电源的兴趣，并留下联系方式以便提出问题和反馈 意见。
直流电源教学课件PPT
欢迎参加直流电源教学课件PPT，本课程将带您深入了解直流电源的原理、 应用和故障排除，并通过实验和案例分析进一步加深理解。让我们开始这段 精彩的学习之旅吧！
什么是直流电源
直流电源是提供稳定直流电压输出的电力设备。了解直流电源的定义和作用， 以及直流与交流的区别。
直流电源的分类
功能模块
概述直流电源的功能模块， 如过压保护和短路保护。
直流电源的设计与应用
1 设计的基本原则
介绍直流电源设计的基 本原则，包括负载需求 和稳定性考虑。
2 应用场景
探讨直流电源的应用场 景，如电子设备、工业 控制和通信系统。
3 使用注意事项
提供直流电源使用时需 要注意的事项，如正确 连接和安全操作。
输出形式分类
介绍不同类型的直流电源根据其输出形式进行分类。
输入特性分类
介绍不同类型的直流电源根据其输入特性进行分类。
控制方式分类
介绍不同类型的直流电源根据其控制方式进行分类。
直流电源的组成
主要组成部分
解释直流电源的主要组成部 分，如变压器、整流器和稳 压器。
工作原理
阐述直流电源的工作原理， 包括电压转换和电流稳定。
直流电源的维护和故障排除
1
维护方法
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什么是直流电源
直流电源是提供稳定直流电压输出的电力设备。了解直流电源的定义和作用， 以及直流与交流的区别。
直流电源的分类
功能模块
概述直流电源的功能模块， 如过压保护和短路保护。
直流电源的设计与应用
1 设计的基本原则
介绍直流电源设计的基 本原则，包括负载需求 和稳定性考虑。
2 应用场景
探讨直流电源的应用场 景，如电子设备、工业 控制和通信系统。
3 使用注意事项
提供直流电源使用时需 要注意的事项，如正确 连接和安全操作。
输出形式分类
介绍不同类型的直流电源根据其输出形式进行分类。
输入特性分类
介绍不同类型的直流电源根据其输入特性进行分类。
控制方式分类
介绍不同类型的直流电源根据其控制方式进行分类。
直流电源的组成
主要组成部分
解释直流电源的主要组成部 分，如变压器、整流器和稳 压器。
工作原理
阐述直流电源的工作原理， 包括电压转换和电流稳定。
直流电源的维护和故障排除
1
维护方法
第10章 直流电源
IO
UO RL
0.45 U2 RL
(3) 流过二极管电流平均值 ID
ID Io
(4) 二极管承受的最高反向电压 URM
URM 2U2
5. 整流二极管的选择
根据二极管的电流 ID和最高反向电压URM来选择。
选管时应满足：IF ID UR URM
例1 有一单相半波整流电路，已知负载电阻RL=750， 变压器二次侧电压U2=20V，试求Uo，Io及URM，并选 择二极管。
第10章 直流电源
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用 10.2 单相整流电路 10.3 滤波电路 10.4 稳压管稳压电路 10.5 线性稳压电路 *10.6 开关型稳压电路
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
变压
整流
滤波
稳压
交流电源
负载
u1
u2
u3
u4
uo
整流变压器：把交流电压变成符合整流需要的电压。
1. 电路结构
T+
~ u1
u–2 +
D1 iD1
3. 工作波形
u2
2U2
O
io
t
+
u–2
D2 iD2 RL uo –
uo
2U 2
2. 工作原理
t
uD
U2负半周，D2导通，
t
D1截止，uo= -u2
2 2U2 uD2 uD1
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
Uo 0.9U2
Uo
2
1 2π
D1
+
D2 RL
π ο
2U2sin td(t) 2 0.45U2 0.9U2
第10章 直流稳压电源 (2)
RLC越大U0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 故一般选管时，取 I0 1 U0 IDF (2 ~ 3) (2 ~ 3) 2 2 RL
(3)、输出特性(外特性): UL
1.4U2
电容滤波 纯电阻负载
0.9U2
0
IL
输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0和 纹波也随之改变。 如:RL愈小(I0越大),U0下降多,纹波增大。
IC 2 I2 CO IO
+ + U – I1 R Ci UI _
W78XX I3 3
+ UO _
（5）恒流源电路
1 + UI _ 2 + UXX _
W78XX Ci 3
R
IQ
IL
RL
U I L I Q R
IL与负载电阻无关，当器件选定后，UXX为一定 值，因此IL为恒流输出。
10.4 开关型稳压电源
整流电路为电 容充电
D2 u2
t1
t
充电结束
没有电容时的 输出波形
u0
t
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S RL u0
b
RL接入（且RLC较大）时
D2 u2
忽略整流电路内阻 电容通过RL放电， 在整流电路电压小 于电容电压时，二 极管截止，整流电 路不为电容充电， u0会逐渐下降。
t
u0
t
a
u1
u1
• 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
输出电压额定值有: 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。
4. 三端固定输出集成稳压器的应用 (1) 输出为固定电压的电路 输出为固定正电压时的接法如图所示。 1 2 W7805 输入与输 + + 3 出之间的 0.1~0.33F Ui Ci CO UO 电压差取 1F 3～5V！ _ _ 用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 为了瞬时增减负载电流 时不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。
(3)、输出特性(外特性): UL
1.4U2
电容滤波 纯电阻负载
0.9U2
0
IL
输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0和 纹波也随之改变。 如:RL愈小(I0越大),U0下降多,纹波增大。
IC 2 I2 CO IO
+ + U – I1 R Ci UI _
W78XX I3 3
+ UO _
（5）恒流源电路
1 + UI _ 2 + UXX _
W78XX Ci 3
R
IQ
IL
RL
U I L I Q R
IL与负载电阻无关，当器件选定后，UXX为一定 值，因此IL为恒流输出。
10.4 开关型稳压电源
整流电路为电 容充电
D2 u2
t1
t
充电结束
没有电容时的 输出波形
u0
t
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S RL u0
b
RL接入（且RLC较大）时
D2 u2
忽略整流电路内阻 电容通过RL放电， 在整流电路电压小 于电容电压时，二 极管截止，整流电 路不为电容充电， u0会逐渐下降。
t
u0
t
a
u1
u1
• 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
输出电压额定值有: 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。
4. 三端固定输出集成稳压器的应用 (1) 输出为固定电压的电路 输出为固定正电压时的接法如图所示。 1 2 W7805 输入与输 + + 3 出之间的 0.1~0.33F Ui Ci CO UO 电压差取 1F 3～5V！ _ _ 用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 为了瞬时增减负载电流 时不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。
直流电源图课件
• 图10.5.3 串联型稳压电路的方框图
• 图10.5.4 用复合管作调整管
• 图10.5.5 稳压管基准电压电路
• 图10.5.6 零温度系数基准电压电路及其等效电路
• 图10.5.7 能隙基准电压电路
• 图10.5.8 限流型过流爱护电路及其输出特性
• 图10.5.9 截流型过流爱护电路及其输出特性
学习材料
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13
图10.3.1 单相桥式整流电容滤波电路 及稳态时的波形分析
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14
RLC不同时的uO的波形
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15
图10.3.3 电容滤波电路输出电压 平均值的分析
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16
图10.3.4 电容滤波电路中二极管 的电流和导通角
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17
图10.3.5 电容滤波电路的 输出特性和滤波特性
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34
图10.5.7 能隙基准电压电路
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35
图10.5.8 限流型过流爱护电路 及其输出特性
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36
图10.5.9 截流型过流爱护电路 及其输出特性
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37
图10.5.10 调整管的平安工作区爱护电路
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38
图10.5.11 芯片过热爱护电路
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54
图10.6.1 换能电路的根本原理图 及其等效电路
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55
图10.6.2 换能电路的波形分析
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56
图10.6.3 串联开关型稳压电源的结构框图
模拟电子技术)第10章直流电源
智能化与数字化控制
智能监控与管理
随着物联网和云计算技术的发展，直流电源的智能化监控与 管理已成为趋势。通过集成传感器和通信模块，实现电源状 态的实时监测和远程控制，提高电源管理的便捷性和效率。
数字化控制
数字化控制技术为直流电源提供了更加灵活和精确的控制方式。 通过采用数字信号处理器（DSP）或可编程逻辑控制器（PLC）， 实现对电源的参数调整、故障诊断和自动校准等功能。
类型
根据滤波效果的不同，可 分为电容滤波、电感滤波 和复合滤波。
稳压电路
作用
类型
保持输出电压的稳定，不受输入电压 和负载变化的影响。
根据稳压方式的不同，可分为串联型 稳压电路和并联型稳压电路。
工作原理
通过负反馈和比较电路，实时监测输 出电压的变化，并调整整流和滤波电 路的参数，以保持输出电压的稳定。
分布式直流电源系统的应用场景
分布式直流电源系统适用于对供电可靠性要求极高，负载电流变化大且需要扩展的场合， 如数据中心、通信基站等。Βιβλιοθήκη 03直流电源的基本组成
电源变压器
作用
将交流电转换为适合整流电路的 电压。
工作原理
利用电磁感应原理，通过改变输入 交流电的匝数比，实现电压的变换。
类型
根据使用需求，可选择不同的变压 器类型，如单相、三相变压器等。
高效率与高功率密度
高效能转换
随着电力电子技术的不断进步，直流电源的高效率转换已成为可能。通过采用 先进的拓扑结构和控制算法，提高电源的转换效率，减少能源浪费。
高功率密度
为了满足便携式设备和分布式电源系统的需求，直流电源需要具备更高的功率 密度。通过优化电路设计和材料选择，减小电源体积，提高单位体积的功率输 出。
模拟电子技术基础10章直流稳压电源
开关稳压电源的优缺点
优点
效率高、功率密度大、动态响应速度 快、输出电压稳定性高。
缺点
电路复杂、对元件要求高、会产生较 大的电磁干扰。
04
集成稳压器
集成稳压器的分类与特点
线性集成稳压器
输出电压连续可调，调整速度快，纹波小，但效率较低。
开关集成稳压器
效率高，体积小，但输出电压不连续，纹波较大。
集成稳压器的工作原理与电路分析
线性集成稳压器
通过调整管和基准电压源的配合，实 现输出电压的连续调节。
开关集成稳压器
通过开关电源技术，实现高效能量转 换。
集成稳压器的应用实例
线性集成稳压器应用
用于需要连续可调的直流稳压电源，如音频放大器电源。
开关集成稳压器应用
用于需要高效率、小体积的直流稳压电源，如手机充电器。
05
直流稳压电源的设计与制作
压的稳定。
线性稳压电源通常具有较低的纹 波和噪声，输出电压精度较高。
线性稳压电源的组成与元件
输入滤波电路
用于滤除输入电压中的 谐波和噪声，保证电源
的稳定性。
调整管
用于调整输出电压，保 持输出电压的稳定。
输出滤波电路
反馈电路
用于滤除输出电压中的 纹波和噪声，提高输出
电压的稳定性。
用于将输出电压反馈到 调整管，实现自动调节。
在斩波过程中，开关稳压电源采用PWM（脉宽调制）或PFM（脉频调制）等控制 方式，实现对输出电压的精确调节。
开关稳压电源的输出电压稳定性高，动态响应速度快，适用于各种需要高效率、高 功率密度的电源应用场景。
开关稳压电源的组成与元件
开关稳压电源主要由输入滤波器、开 关管、开关变压器、输出整流滤波器
《直流稳压电源》PPT课件_OK
整流电路为电 容充电
S u0
RL
t
没有电容时的 输出波形
(7-19)
t
a
u1 u1
D4 u2
b
RL接入（且RLC较大）时
u2
忽略整流电路内阻
D1
D3
C
D2
电容通过RL放电， 在整流电路电压
小于电容电压时， 二极管截止，整
u0
流电路不为电容
充电，u0会逐渐下 降。
S RL u0
t
(7-20)
t
a
u1 u1
对直流分量( f=0):XL=0 相当于短路,电压大部分降在 RL上。对谐波分量: f 越高,XL越大,电压大部分降在XL
上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。
当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：
(7-26)
U0=0.9U2
u1
u2
L RL u0
（2）电感滤波的特点:
整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比 较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺 点是电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。
UR
+ -
R2
串联反馈式稳压电路
在运放理想条件下(AV= ri= )：
UO (1 R1 ) UR 1 UR
(7-35)
R2
F
2、采用辅助电源(比较放大部分的电源)。
3、用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。
六 、过流保护 为避免使用中因某种原因输出短路或过载
致使调整管流过很大的电流,使之烧坏故需有快 速保护措施。常见保护电路有两类—— 限流型: 把电流限制在允许范围内,不再增大； 截留型: 过流时使调整管截止或接近截止。
直流电源系统基本原理PPT课件
核容试验要点：
平时蓄电池组并联在整流设备上，长期保持浮充状态，这种电池在长期浮充之后，常常会 出现活性物质脱落、电解液干涸、极板变形、栅极腐蚀及硫化等现象导致蓄电池容量降低甚至 失效。因此原邮电部电信总局颁布的电信电源维护规程第83条规定：蓄电池每年做一次放电深 度为30%~40%的核对性放电试验；每三年做一次放电深度为100%的容量试验，使用六年以后 每年一次。 蓄电池放电期间应每小时测量一次端电压和放电电流。
二、用途与作用
2.1 用途： 主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电 站，和其它工矿企业的变电站（所）等场合。
2.2 作用： 1、为信号设备、继电保护、事故照明及断路器分、合闸操作
提供直流电源； 2、在外部交流电中断的情况下，由蓄电池继续给以上负载提
供直流电源，是一种不间断的电源。 直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性、 安全性。
Uf× N
3h
3h
稳流均充时间 均均充充保维护护时时间间
Ue× N Uf× N
0.01C10A
3h
t
六.直流系统维护
6.1 日常维护
1、 检查各信号灯工作是否正常； 2、每天记录直流屏的运行情况，电压、电流值，若发现异常及时处理； 3、蓄电池组状态检查: （1）保持蓄电池外部清洁（2）观察各电池外观是否有膨胀现象；
４.４调压装置
调节控制母线电压，以向负载提供合适的直流电压。通常采用降压 硅链串接于合闸母线和控制母线之间进行调压，允许范围±2.5%Ue。 可自动或手动调节。
为什么要调压？若控制母线上电压过高，则对长期带电的设备，如继电器、信 号灯等造成损坏或缩短其使用寿命；若控制母线电压过低，则可能导致继电保 护装置和断路器操动机构拒绝动作 。
第10章 直流稳压电源
UO
Ub
出电压Uo的调整
由控制信号输出一定周期T的开关脉冲信号Ub，加 于换能器中的开关调整管的基极上，使其在T1期间导 通T2期间截止，如此重复。输入直流电压Ui被截成一个 个矩形脉冲，由换能器中的滤波电路滤除交流分量后，
输出直流电压Uo为矩形脉冲的平均分量。
可选用四只2CZ11A 整流二极管
a
VD3
＋ u1 － ＋ u2 － VD1 VD4 VD2 RL ＋ uo －
b
如图当整流二极管VD2短路、开路时对输出电 压的大小、波形有何影响？
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10.2 滤波电路
电容滤波电路
VD ＋ u1 －
＋ u2 －
+ C
RL
＋ uo －
u2>uC时，二极管导通，电源 在给负载RL供电的同时也给 电容充电，uo= uC 。
为了获得较平滑的输出电压，一般要求
即
RLC ≥
二极管承受的最高反向电压为
T ( 3 ~ 5) 2
U RM 2 2U 2
设计一单相桥式整流电容滤波电路。要求输
出电压48V，已知负载电阻100Ω，交流电源频率
为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。
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10.3 直流稳压电路
将不稳定的直流电压变换成稳定且可调的直流 电压的电路称为直流稳压电路。
流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确
定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并 选定相应的整流二极管。 解 （1）当采用半波整流电路时 变压器副边绕组电压有效值为：
可选用2CZ12B
整流二极管
Uo 24 U2 53.3 V 0.45 0.45
整流二极管承受的最高反向电压为： URM 2U2 75.2 V
模电 第10章直流电源
第10章 直流电源
二极管正向平均值 ID
I O 0.27 ID 0.135 A 2 2
二极管的反向电压最大值URM
U RM 2U 2 2 30 V 42.4 V
（2）若二极管VD1断开，则会出现什么现象？ 若二极管VD1开路，电路
变为半波整流，如变压器二次
电压的有效值不变，输出电压 的平均值为13.5V，仅为原来 的一半。
(1)变压器二次电压的有效值U2、二极管正向平均电流ID、
(2)若二极管VD1断开，则会出现什么现象？
第10章 直流电源
解： (1) U2、ID、URM
变压器二次电压的 有效值U2
输出电流的平均值 IO
U O 27 U2 V 30 V 0.9 0.9
U O 27 IO A 0.27 A RL 100
UO U2
第10章 直流电源
IO增加，RL减小，脉动成分增加，UO减小。 UO与IO之间的关系曲线称为外特性，如图10.3.4所示， 与无电容滤波时比较，输出电压UO随负载的变化而变， 外特性较差，带负载能力较差。 因此电容滤波适合于要
第10章 直流电源
2.直流稳压电源的种类及特点
直流稳压电源输出直流电压，可分为化学电源，线
性稳压电源和开关型稳压电源等。
(1)化学电源
我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、
锂离子电池均属于这一类，这类电源小巧，灵活，但供
电能力有限，污染环境。随着科学技术的发展，又产生 了智能化电池；在充电电池材料方面，发现了锰的一种 碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、多次充电后仍保 持性能良好的环保型充电电池。
10.2.2 单相桥式整流电路
Hale Waihona Puke 第10章 直流电源10.2.1 单相半波整流电路
直流稳压电源的设计与制作PPT课件
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直流稳压电源的定义和重要性
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压的电源，广泛应用于各种电子设备和系 统中。
由于电子设备和系统的电压需求通常都是稳定的，因此直流稳压电源对于保证设备 的正常运行和稳定性至关重要。
在现代电子技术和通信技术中，直流稳压电源的应用更是无处不在，因此掌握其设 计和制作技术对于电子工程师和相关专业人员来说具有重要意义。
电压调整率
在输入电压变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
负载调整率
在输出电流变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
测试方法与步骤
纹波电压
在空载条件下，测量输出电压的纹波电 压应小于输出电压的1%。
VS
温度稳定性
在25℃±5℃的条件下，测量输出电压的变 化率应小于±0.1%。
输出电流的确定
总结词
输出电流是衡量直流稳压电源负载能力的重要指标，应根据实际负载的需求进行选择。
详细描述
在确定输出电流时，需要考虑最大负载电流和平均负载电流。最大负载电流是指电源能够提供的最大电流值，而 平均负载电流则是根据实际使用情况来确定的电流值。选择合适的输出电流能够确保电源在各种负载条件下都能 稳定工作。
布线设计
根据电路的电流和电压要求，选择合 适的导线规格和布线方式，确保电路 的电气性能和可靠性。
焊接与调试
焊接技巧
掌握焊接的基本技巧和方法，确保元器件焊接牢固、美观。
调试步骤
根据电路原理，进行调试操作，检查电路的性能指标是否符 合设计要求，并进行必要的调整和优化。
05 直流稳压电源的性能测试
测试方法与步骤
06 直流稳压电源的应用与展 望
应用领域与实例
直流稳压电源的定义和重要性
直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压的电源，广泛应用于各种电子设备和系 统中。
由于电子设备和系统的电压需求通常都是稳定的，因此直流稳压电源对于保证设备 的正常运行和稳定性至关重要。
在现代电子技术和通信技术中，直流稳压电源的应用更是无处不在，因此掌握其设 计和制作技术对于电子工程师和相关专业人员来说具有重要意义。
电压调整率
在输入电压变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
负载调整率
在输出电流变化±10%的条件下，输 出电压的变化率应小于±1%。
测试方法与步骤
纹波电压
在空载条件下，测量输出电压的纹波电 压应小于输出电压的1%。
VS
温度稳定性
在25℃±5℃的条件下，测量输出电压的变 化率应小于±0.1%。
输出电流的确定
总结词
输出电流是衡量直流稳压电源负载能力的重要指标，应根据实际负载的需求进行选择。
详细描述
在确定输出电流时，需要考虑最大负载电流和平均负载电流。最大负载电流是指电源能够提供的最大电流值，而 平均负载电流则是根据实际使用情况来确定的电流值。选择合适的输出电流能够确保电源在各种负载条件下都能 稳定工作。
布线设计
根据电路的电流和电压要求，选择合 适的导线规格和布线方式，确保电路 的电气性能和可靠性。
焊接与调试
焊接技巧
掌握焊接的基本技巧和方法，确保元器件焊接牢固、美观。
调试步骤
根据电路原理，进行调试操作，检查电路的性能指标是否符 合设计要求，并进行必要的调整和优化。
05 直流稳压电源的性能测试
测试方法与步骤
06 直流稳压电源的应用与展 望
应用领域与实例
电子技术基础第十章 直流电源
第十章 直流电源
10.1 直流电源的组成及 各部分的作用
图10.1.1
10.2 整流电源
10.2.1 整流电路的分析方法及基本参数 一、工作原理
图10.2.1
图10.2.2
二、主要参数
图10.2.3 1、输出电压平均值
2、负载电流平均值
3、整流输出电压的脉动系数
对于半波整流，可得
三、二极管的选择
三、脉动系数 输出交流分量基波峰-峰值为(Uomax-Uomin)， 而基波峰值为
所以，脉动系数为
四、整流二极管的导通角
图10.3.4
五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性
图10.3.5
10.3.2 倍压整流电路
图10.3.6
多倍压整流电路
图10.3.7
10.3.3 其它形式的滤波电路 一、电感滤波电路
图10.5.12
图10.5.13
UREF=4Ugo =4.82V
图10.5.14
二、W117三端稳压器
图10.5.15
UREF的典型值为1.25V
10.5.4 三端稳压器的应用 一、三端稳压器的外形和方框图
图10.5.16
(a)为金属封装，(b)为塑料封装。
二、W7800的应用 1、基本应用电路
1、稳压管稳压电路
UREF=UBE+UZ
图10.5.5
2、能隙基准电压电路 UREF=UBE3+I2R2
≈UBE3+ 图10.5.7
上式中UBE的温度系数α为负值，且α=dUBE／dT =﹣(1.8～2.4)mV／K，Ugo为硅材料在0K时外推禁带 宽度（能带间隙）的电压值，根据PN结的分析，其 值为 Ugo=1.205V
10.1 直流电源的组成及 各部分的作用
图10.1.1
10.2 整流电源
10.2.1 整流电路的分析方法及基本参数 一、工作原理
图10.2.1
图10.2.2
二、主要参数
图10.2.3 1、输出电压平均值
2、负载电流平均值
3、整流输出电压的脉动系数
对于半波整流，可得
三、二极管的选择
三、脉动系数 输出交流分量基波峰-峰值为(Uomax-Uomin)， 而基波峰值为
所以，脉动系数为
四、整流二极管的导通角
图10.3.4
五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性
图10.3.5
10.3.2 倍压整流电路
图10.3.6
多倍压整流电路
图10.3.7
10.3.3 其它形式的滤波电路 一、电感滤波电路
图10.5.12
图10.5.13
UREF=4Ugo =4.82V
图10.5.14
二、W117三端稳压器
图10.5.15
UREF的典型值为1.25V
10.5.4 三端稳压器的应用 一、三端稳压器的外形和方框图
图10.5.16
(a)为金属封装，(b)为塑料封装。
二、W7800的应用 1、基本应用电路
1、稳压管稳压电路
UREF=UBE+UZ
图10.5.5
2、能隙基准电压电路 UREF=UBE3+I2R2
≈UBE3+ 图10.5.7
上式中UBE的温度系数α为负值，且α=dUBE／dT =﹣(1.8～2.4)mV／K，Ugo为硅材料在0K时外推禁带 宽度（能带间隙）的电压值，根据PN结的分析，其 值为 Ugo=1.205V
《直流系统》PPT课件
运行方式
直流系统通常采用浮充电运行方式，即整流器和蓄电池组并联运行，整流器既 为负载供电，又为蓄电池组充电。当整流器故障或交流电源失电时，蓄电池组 自动投入，为负载提供不间断的直流电源。
02
CATALOGUE
直流系统设备介绍与选型
关键设备功能及性能指标
整流器
蓄电池组
将交流电转换为直流电，提供稳定的直流电 源；性能指标包括输出电压范围、输出电流 能力、效率等。
作用
为电力系统中的控制、保护、信号、 事故照明等提供可靠的不间断电源， 保证电力系统的稳定运行。
直流电源类型与特点
类型
主要包括蓄电池组直流电源、整流型直流电源和交流不间断电 源（UPS）等。
特点
蓄电池组直流电源具有电压稳定、容量大、使用寿命长等优点； 整流型直流电源具有效率高、体积小、重量轻等优点；UPS则 具有输出电压稳定度高、频率稳定、波形失真小等优点。
未来储能技术将与直流输电技 术深度融合，形成更加高效、 智能的电力系统。
未来发展趋势预测
直流系统将在电力工业中占据越 来越重要的地位，成为未来电力
系统的重要组成部分。
未来直流系统将更加注重与信息 技术、人工智能等技术的融合， 实现电力系统的智能化、自动化
运行。
同时，直流系统还将面临诸多挑 战和问题，需要不断进行创新和 研究，推动其向更高水平发展。
提醒运维人员进行处理。
控制策略设计原则和实现方法
设计原则
直流系统的控制策略设计应遵循安全性、可靠性和经济性原则，确保系统在各种工况下均能稳定运行，同时降低 运维成本。
实现方法
控制策略的实现方法包括硬件电路设计和软件编程两个方面。硬件电路设计应合理布局元器件，确保电路的稳定 性和可靠性；软件编程应采用模块化设计思想，便于后期维护和升级。
直流系统通常采用浮充电运行方式，即整流器和蓄电池组并联运行，整流器既 为负载供电，又为蓄电池组充电。当整流器故障或交流电源失电时，蓄电池组 自动投入，为负载提供不间断的直流电源。
02
CATALOGUE
直流系统设备介绍与选型
关键设备功能及性能指标
整流器
蓄电池组
将交流电转换为直流电，提供稳定的直流电 源；性能指标包括输出电压范围、输出电流 能力、效率等。
作用
为电力系统中的控制、保护、信号、 事故照明等提供可靠的不间断电源， 保证电力系统的稳定运行。
直流电源类型与特点
类型
主要包括蓄电池组直流电源、整流型直流电源和交流不间断电 源（UPS）等。
特点
蓄电池组直流电源具有电压稳定、容量大、使用寿命长等优点； 整流型直流电源具有效率高、体积小、重量轻等优点；UPS则 具有输出电压稳定度高、频率稳定、波形失真小等优点。
未来储能技术将与直流输电技 术深度融合，形成更加高效、 智能的电力系统。
未来发展趋势预测
直流系统将在电力工业中占据越 来越重要的地位，成为未来电力
系统的重要组成部分。
未来直流系统将更加注重与信息 技术、人工智能等技术的融合， 实现电力系统的智能化、自动化
运行。
同时，直流系统还将面临诸多挑 战和问题，需要不断进行创新和 研究，推动其向更高水平发展。
提醒运维人员进行处理。
控制策略设计原则和实现方法
设计原则
直流系统的控制策略设计应遵循安全性、可靠性和经济性原则，确保系统在各种工况下均能稳定运行，同时降低 运维成本。
实现方法
控制策略的实现方法包括硬件电路设计和软件编程两个方面。硬件电路设计应合理布局元器件，确保电路的稳定 性和可靠性；软件编程应采用模块化设计思想，便于后期维护和升级。
电工电子技术课程课件直流稳压电源
电源过热
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。
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。
直流电源教学课件PPT
直流电源在电力系统中用于控制和保 护电路，保障电力系统的稳定运行。
仪器仪表供电
在科研、生产和测试等领域，直流电 源为各种仪器仪表提供稳定的电力供 应。
02
直流电源的组成与工作原理
电源的组成
01
02
03
04
电源变压器
将交流电转换为适合设备的低 压交流电。
整流器
将交流电转换为直流电。
滤波器
滤除直流电中的交流成分，使 输出更加平滑。
根据时间常数计算滤波效果。
元器件的选择与计算
电感的选择与计算 根据滤波需求，选择合适的电感量和匝数的电感。 根据自感系数计算电感量。
制作工艺与注意事项
焊接
使用合适的焊接工具和材料，确保焊接质量。
布线
合理布置线路，确保电源性能和美观。
制作工艺与注意事项
01
02
03
组装
按照设计图纸组装各个元 件。
安全
确保电源外壳接地，避免 触电危险。
质量
确保元件质量可靠，避免 损坏或性能不稳定。
05
直流电源的使用与维护
安全注意事项
确保电源接地
为了防止电击，直流电源必须正确接地。
避免过载
不要超过电源的额定电流，否则可能导致电 源过热并引发火灾。
避免短路
不要将电源的正负极直接短路，这可能导致 电源损坏或火灾。
直流电源的特点
稳定性好
直流电源输出的电压或电流值相 对稳定，不易受到外界干扰的影
响。
适用范围广
直流电源可以应用于各种电子设备 和仪器，满足不同领域的需求。
安全性高
直流电源的输出电压较低，不易对 人体造成危害。
直流电源的应用场景
直流电源系统基本原理PPT课件
保护电路
保护电路的作用
01
保护电源和负载免受损坏，提高系统的可靠性。
保护电路的类型
02
过压保护、欠压保护、过流保护、过热保护等。
保护电路的工作原理
03
通过检测电源和负载的状态，当出现异常时，及时切断电源或
调整工作状态，避免损坏电源和负载。
03
直流电源系统性能指标及评价方 法
电压稳定性
静态电压稳定性
01
02
03
热设计原则
根据电源功率和散热需求 ，合理规划散热通道和散 热面积。
散热方式选择
采用自然散热、强制风冷 或液冷等散热方式，确保 电源温度控制在合理范围 内。
热仿真分析
利用热仿真软件进行热分 析，优化散热结构，提高 散热效率。
安全防护措施
过流保护
设置过流保护电路，当负载电流超过 设定值时自动切断输出，保护电源和 负载设备。
整流器件
选择高性能整流器件，如硅整 流器或肖特基势垒整流器，提
高电源转换效率。
滤波器件
选用合适的滤波电容和电感， 降低输出电压纹波和噪声。
控制器件
采用高精度、高稳定性的控制 芯片，实现电源精确控制。
保护器件
选用快速响应的保护器件，如 过流保护、过压保护和过热保
护等，确保电源安全运行。
散热设计与优化
参数记录
记录电源系统的运行参数，如电压 、电流、温度等，以便及时发现潜 在问题。
故障诊断与处理技巧
故障识别
根据电源系统的异常表现，如输 出电压不稳定、设备过热等，判
断故障类型。
故障定位
利用测试仪器对电源系统进行检 查，逐步缩小故障范围，最终确
定故障点。
故障处理
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~
+D2 _v
D3
D1
D4
+ RL _vo
o
vo
π
t
2π 3π 4π
解：当D2或D4断开后
t
o π 2π 3π 4π
电路为单相半波整流D电4 路。正半周时，D1和D3导通，
负载中有电流过，负载电压vo=v；负半周时，D1和D3截止，
负载中无电流通过，负载两端无电压， vo =0。
例
题
~
+D2 _v
(1)二极管的导通角随着输出平均电流的增加而减小，这就意味着二极管将 在短暂的时间内流过很大的电流为电容充电，受到的电流冲击很大。
10.2滤波电路
10.2.1 电容滤波电路
电容滤波电路波形及二极管导通角 (2) 为了获得较好的滤波效果，在实际电路中，滤波电容的容量应满足：
RLC＝(3～5)
T 2
10.2滤波电路
D3
D1
+ RL _vo
D4
如果D2或D4接反（以D2为例）
则正半周时，二极管D2、D3导通，电流经D2、D3 而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D2、D3将 被烧坏。
例
题
~
+D2 _v
D3
D1
+ RL _vo
D4
如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1 或D3也将因电流过大而烧坏。
桥式整流、电容滤波电路输出电压波形
10.2滤波电路
10.2.1 电容滤波电路
实际上，由于整流电路内阻（包含变压器内阻和二极管导通电阻）的存在，在有二
极管导通的时候，整流电路内阻上会有压降产生。此时输出电压 u的o 波形如图所示，
阴影部分为整流电路内阻上的压降。
桥式整流、电容滤波电路考虑电路内阻时的输出电压波形 2．主要特点
10.2.1 电容滤波电路
(3) 考虑电网电压波动范围为 1 0％，电解电容的耐压值应该大于等于 且要注意电容正负极性的正确连接。
1.1并 2U2
(4)外特性曲线
电容滤波电路的输出特性
(5) 在整流电路内阻不太大，且放电时间常数满足RLC＝(3～5)T2 时U ，O L1.1~1.2U2 若单相半波整流加电容滤波，则UOL U2。
10.2滤波电路
10.2.2 其他形式的滤波电路
1．电感滤波电路 在整流电路和负载之间串入电感L，就构成电感滤波电路
+
+
10.2滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）电感电容滤波电路（倒L型） （c）型滤波电路
10.2滤波电路
10.2.1 电容滤波电路
1．工作原理
+
+
+
+
u1
u2
D4 D1 D3 D2
+
C
uC
RL uO
－
－
－ －
桥式整流、电容滤波电路
先假设变压器和整流二极管是理想的，经过电容滤波之后的输出电压脉动进 一步减小，平均值升高。
载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？如果D2 或D4因 击穿或烧坏而短路，后果又如何？
~
+D2 _v
D3
D1 +
RL _vo D4
解：当D2或D4断开后
例
题试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4 断开时负
载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？如果D2 或D4因 击穿或烧坏而短路，后果又如何？ v
uO
2U 2
O iD
2U2 / RL
π
2π 3π ωt
π iD1,iD3
2π iD2,iD4
3π ωt iD1,iD3
O uD O
2U2
π
2π 3π ωt
π
2π 3π
ωt
uD2,uD4 uD1,uD3 uD2,uD4
单相桥式整流电路波形
10.1整流电路
10.1.1 工作原理
+
D4
D1
+
+
+
+
u1
在单相桥式整流电路中，整流二极管D1、D3和D2、D4轮流导通
ID
IOL 2
2U2
RL
0.45U2 RL
URmax 2U2
考虑电网电压波动范围为10％，因此，选择二极管时应该使二极管最大整流平均
电流
IF1.1 2U2 RL
最高反向工作电压
UR 1.1 2U2
例
题试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4 断开时负
变变变变
交交 交交
u1
u2
uR
uF
Uo
o
t
o
t
o
t
o
t
o
t
10.1整流电路
10.1.1 工作原理
+
D1 D2
+
+A
u1
u2
-
-B
RL uO
D4 D3
-
单相桥式整流电路
在 u 2 的正半周，二极管D1、D3导通， D2、D4 截止，电流从A点流出，流
入B点。实际流向如图中虚线所示，
在u 2 的负半周，二极管D2、D4导通， D1、D3 截止，电流从B点流出，流
IO L U O LR L 0 .9 U 2R L
(3) 输出电压脉动系数 S
S UO1M 2 0.67 UOL 3
基波峰值 U O 1M42U 2323U O L
10.1整流电路
10.1.3 二极管选择
整流电路中二极管的选择主要依据流过二极管电流 I D 的平均值和它所承受的最大反 向电压 U R m a x
入A点。实际流向如图中实线所示
10.1整流电路
10.1.1 工作原理
D1 D2
+
+A
u1u2-Fra bibliotek-BD4 D3
+ RL uO
-
单相桥式整流电路
单相桥式整流电路的输出电压波形为脉动
的直流电压，在变压器副边电压的整个周
期内，均有电流流过负载且电流方向相同，
输出电压
uo 2U2 sint
u2
2U 2
O
2U2
u2
RL uO
u1
u2
-
D3
D2
-
-
-
+ RL uO D1~D4
-
单相桥式整流电路的习惯画法与简易画法
整流桥符号及实物照片
v2 –
+
vL
10.1整流电路
10.1.2 主要参数
(1) 输出电压平均值 U O L
U O L10 2 U 2sintd(t)2 2 U 20 .9 U 2
(2) 输出电流平均值 I O L
10.2滤波电路
10.2.1 电容滤波电路
(6) 脉动系数
S 1 4RLC 1 T
若放电时间常数满足 RLC＝(3～5)T 2
则脉动系数的取值范围为 11%~20%
(7) 一般情况下，在桥式整流无电容滤波时，变压器二次电流的有效值I2 1.11IO
有电容滤波时 I21.5~2IO
电容滤波电路结构简单，输出电压平均值高，脉动较小，输出特性较差，适用于负 载较大且取值变化较小的场合。
10.1 整流电路 10.2 滤波电路
10.3 稳压电路 10.4 开关型直流稳压电路
10.5直流稳压电源的仿真举例
直流稳压电源的作用
将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。
组成
直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四 部分构成。
交交交 交交交
～
变变变变
变变变变
变变变变