第10章直流电源PPT课件
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第十章_：直流电源
三、三端集成稳压电路 三端集成稳压电路由：启动电路、基准 电压电路、采样比较放大电路、调整电路和 保护电路等部分组成，只有输入、输出和公 共端，故称三端稳压电路。 (具体电路见教材P456图10.2.3，请自学)
符号： 符号：
1
CW78L00 3
2
应用： 应用：
+ VI –
1
CW78L00 3 C1
+ A R3
1k
(3) 将R3改为0 ~ 3k可变 + 8V – 电阻时的最小输出电 V Z 压Vomin 及最大输出电 – IZ R2 1k 压Vomax (近似值)。
T + RL VO –
解：(1)
VI − VZ 20 − 8 IZ = = = 12mA R1 1
R3 (2) VO = VZ (1 + ) = 16V R2
v1
2V2 = 30 2V。
C
R
100 μF 30V
50Ω
T = 0.01S 2
T RC < (3 ~ 5) 2
∴ 滤波效果不佳。
例10－3 用集成运算放大器组成的串联型稳压电 10－ 路如下图， 设A为理想运算放大器，求： (1) 流过稳压管的电流IZ； (2) 输出电压VO；
R1
1k
VI = 20V
D1D3 D2 D4 D1D3 D2 D4
直流稳压电源的使用ppt课件
PARALLEL模式（并联跟踪模式）：副 电源与主电源通过内部并联，不能单独 调节副电源电压，其电压跟踪主电源。
11
怎样使用
湖南省永顺县职教中心
Hunan province Yongshun County vocational education center
直流稳压电源使用示范
• 测试汽车电压调节器 参考资料：
14V的电压调节器， 当可调电源电压
大于14V时，它应该 能切断F端子的电流
12
湖南省永顺县职教中心
Hunan province Yongshun County vocational education center
注意事项： ●1、确保输入电源电压正确。
●2、使用时注意保持通风散热。 ●3、可以先接负载再开机，但要注意 预置电压不要超过负载额定电压。
3、通过电流粗调设定限制电流
4、通过电流细调微调限制电流
5、限制电流设好之后不要调
整电流旋钮，当负载电流超
过此值时电源会启用恒流模
式保护负载。
8
怎样使用
湖南省永顺县职教中心
Hunan province Yongshun County vocational education center
6、断开输出线，接好被测 电路
什么是直流稳压电源 有什么用 怎样使用 注意事项
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怎样使用
湖南省永顺县职教中心
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直流稳压电源使用示范
• 测试汽车电压调节器 参考资料：
14V的电压调节器， 当可调电源电压
大于14V时，它应该 能切断F端子的电流
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湖南省永顺县职教中心
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注意事项： ●1、确保输入电源电压正确。
●2、使用时注意保持通风散热。 ●3、可以先接负载再开机，但要注意 预置电压不要超过负载额定电压。
3、通过电流粗调设定限制电流
4、通过电流细调微调限制电流
5、限制电流设好之后不要调
整电流旋钮，当负载电流超
过此值时电源会启用恒流模
式保护负载。
8
怎样使用
湖南省永顺县职教中心
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6、断开输出线，接好被测 电路
什么是直流稳压电源 有什么用 怎样使用 注意事项
3-直流电源-讲义(ppt,课件)
电 ① 电枢绕组换向引起；
源 ② 开关式调压器造成； 系 并联蓄电池的作用：
C
统 对电网电压的脉动有平波/滤波作用
CAUC
原理：蓄电池的金属极板相当于
双电层电容
Rb1
rb
+ - Eb
Βιβλιοθήκη Baidu
蓄电池对电网电压的镇定作用
机 电 结构：旋转磁极式交流发电机； 源 转子：磁极+励磁绕组 系 定子：电枢铁心+电枢绕组→三相交流电 统 直流电的获得：输出的交流电经二极管整
CAUC
流器变为直流电
输出电压的波形：脉动的直流电
交流-直流发电机 飞 （DC alternator）的结构
机
电
源
系
统
CAUC
转子磁极 + 励磁绕组
源 特点： 系 触点有火花， 统 易磨损；发电
CAUC
机电压波动大
晶体管调压器
飞 机 用晶体管代替触点 — 无触点开关； 电 组成：检测比较电路 + 开关放大电路 源 调压原理：同振动式调压器，If为脉动直流 系 续流二极管：D1，防止晶体管击穿； 统 AVR特点：
CAUC
定子三相绕组
飞 机 电 源 系 统
CAUC
转子结构
飞 转子的功用：产生旋转磁场
机 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、滑环、
第10章 直流稳压电源 (2)
电阻的变化使输出电压 UO 升高时，有如下稳压 过程：
UO UO
UF
UB
IC
UCE
3. 输出电压及调节范围
R
由虚短得：
Ui
U REF U F
R2 UF UO R1 R2
UREF
UF A + –
+
UB
T
DZ
+
R1
R2
UO RL –
输出电压
R1 U O U REF (1 ) R2
整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 整流原理： 利用二极管的单向导电性
常见的整流电路：
半波、全波、桥式；单相和三相整流等。
分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
10.2.1 单相桥式整流电路
1、工作原理
+ T
D4 u2 D3 D2 D1
u2正半周时 电流通路
结论
电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电 流较小且负载变动不大的场合。
有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频 例： 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：1. 选择整流二极管 ~ 流过二极管的电流
+ u –
+
直流电源培训课件
本章首先介绍单相半波、单相全 波和单相桥式整流电路的工作原理， 其次介绍电容和其他形式的滤波电路 的性能，最后介绍集成稳压电路和开 关稳压电路的工作原理。
7.1 直流电源的组成
几乎所有的电子设备都需要稳定的直 流电源，通常都是由交流电网供电，因此 需要把交流电变成稳定的直流电。直流稳 压电源就是把交流电经过整流变成脉动的 直流电，然后通过滤波稳压转换成稳定的 直流电的仪器。它由整流电路、滤波电路 和稳压电路3部分组成。
① 整流电路
整流电路的目的是利用具有单向导电 性能的整流元件，将正负交替的正弦交流 电压整流成为单方向的脉动电压。这种单 方向的脉动电压有很大的脉动成分。
② 滤波电路
滤波电路的功能是将整流后的单向脉 动电压中的脉动成分尽可能地滤掉，使输 出电压成为比较平滑的直流电压。它由电 容、电感等储能元件组成。
7.2.1单相半波整流电路
带有纯阻负载的单相半波整流电路如 图7.1（a）所示，这是一种最简单的整流 电路。它由变压器T、整流二极管VD及负 载RL3部分组成。二极管VD具有正向导通、 反向截止的开关作用，所以将交流电变成 了脉动的直流电，称为整流二极管；负载 RL将电能转换成其他能量。
图7.1单相半波整流电路
图7.13LC滤波电路
若在LC滤波电路的输入端再加上 一 个 电 容 ， 就 构 成 了 LC-Ⅱ 滤 波 电 路 ， 如图7.14所示。该电路的特点是输出 电压的脉动成分小，波形更加平滑。 缺点是滤波电路的外特性较差，整流 管的冲击电流比较大。
7.1 直流电源的组成
几乎所有的电子设备都需要稳定的直 流电源，通常都是由交流电网供电，因此 需要把交流电变成稳定的直流电。直流稳 压电源就是把交流电经过整流变成脉动的 直流电，然后通过滤波稳压转换成稳定的 直流电的仪器。它由整流电路、滤波电路 和稳压电路3部分组成。
① 整流电路
整流电路的目的是利用具有单向导电 性能的整流元件，将正负交替的正弦交流 电压整流成为单方向的脉动电压。这种单 方向的脉动电压有很大的脉动成分。
② 滤波电路
滤波电路的功能是将整流后的单向脉 动电压中的脉动成分尽可能地滤掉，使输 出电压成为比较平滑的直流电压。它由电 容、电感等储能元件组成。
7.2.1单相半波整流电路
带有纯阻负载的单相半波整流电路如 图7.1（a）所示，这是一种最简单的整流 电路。它由变压器T、整流二极管VD及负 载RL3部分组成。二极管VD具有正向导通、 反向截止的开关作用，所以将交流电变成 了脉动的直流电，称为整流二极管；负载 RL将电能转换成其他能量。
图7.1单相半波整流电路
图7.13LC滤波电路
若在LC滤波电路的输入端再加上 一 个 电 容 ， 就 构 成 了 LC-Ⅱ 滤 波 电 路 ， 如图7.14所示。该电路的特点是输出 电压的脉动成分小，波形更加平滑。 缺点是滤波电路的外特性较差，整流 管的冲击电流比较大。
第10章 直流电源
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。
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。
10.2.2 单相全波整流电路
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
设u2 2U2 sin t
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。
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。
10.2.2 单相全波整流电路
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
设u2 2U2 sin t
直流电源图课件
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39
图10.5.12 W7805电路原理图
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40
图10.5.13 W7805电路中的稳压电路局部
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41
图10.5.14 W7800的原理框图
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42ຫໍສະໝຸດ Baidu
图10.5.15 W117的原理框图
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43
图10.5.16 三端稳压器的外形和方框图
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44
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10
图10.2.7 利用桥式整流电路 完成正、负电源
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11
图10.2.8 三相整流电路及其波形
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12
10.3 滤波电路
• 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 • 图10.3.2 RLC不同时的uO的波形 • 图10.3.3 电容滤波电路输出电压平均值的分析 • 图10.3.4 电容滤波电路中二极管的电流和导通角 • 图10.3.5 电容滤波电路的输出特性和滤波特性 • 图10.3.6 二倍压整流电路 • 图10.3.7 多倍压整流电路 • 图10.3.8 单相桥式整流电感滤波电路 • 图10.3.9 复式滤波电路
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4
图10.2.1 单相半波整流电路
第11章 直流电源
由公式可得
ID (A)V 1 2IO (A)V 1 215 m0 A 7m 5 A
U RM 2 U 22 1.7 6 2.6 V 3
模 拟电子技术
此时脉动系数为： S0.6 76% 7
2、 如改用单相半波整流电路，则
U2U 0O .(4A5 V ) 1 0.4V 553.33V
O
π
i
iD
二极管的导通角θ<π，流过二极管的 瞬时电流大，故常串入一个限流电阻 (1/25)RL。
Oθπ
（3）脉动系数
T
S 4RLCUOmax
T
UOmax1
4RTLC
4RLCT
S
1
4RLC/T 1
(a) 2π ωt
io 2π ωt (b)
模 拟电子技术 （4）电容滤波电路的输出特性和滤波特性
u2
2U 2
1
U O0
2Usi nt)d ((t)
o
22 U2 0.9U2
2U 2 uO
2) 整流输出电流平均值
o
IO(AV)
UO(AV) RL
0.9U2 RL
3) 脉动系数
iD = iO
Im
o uD
S UOLM 20.67
o
UD(AV) 3
2U
2 3 t
ID (A)V 1 2IO (A)V 1 215 m0 A 7m 5 A
U RM 2 U 22 1.7 6 2.6 V 3
模 拟电子技术
此时脉动系数为： S0.6 76% 7
2、 如改用单相半波整流电路，则
U2U 0O .(4A5 V ) 1 0.4V 553.33V
O
π
i
iD
二极管的导通角θ<π，流过二极管的 瞬时电流大，故常串入一个限流电阻 (1/25)RL。
Oθπ
（3）脉动系数
T
S 4RLCUOmax
T
UOmax1
4RTLC
4RLCT
S
1
4RLC/T 1
(a) 2π ωt
io 2π ωt (b)
模 拟电子技术 （4）电容滤波电路的输出特性和滤波特性
u2
2U 2
1
U O0
2Usi nt)d ((t)
o
22 U2 0.9U2
2U 2 uO
2) 整流输出电流平均值
o
IO(AV)
UO(AV) RL
0.9U2 RL
3) 脉动系数
iD = iO
Im
o uD
S UOLM 20.67
o
UD(AV) 3
2U
2 3 t
第10章 直流稳压电源
限流调压
10.3.1并联型稳压电路
I ＋ Ui － ＋ UR － Iz ＋ UZ RL －
R VDZ
IO ＋
UO
－
稳压电路
工作原理
Ui升高 Uo基本上保持不变 Io增大 Uo稳定
Uo随之升高
电流IZ急剧增加
电阻R上的电流I和电压UR迅速增大
I和UR均会随之增大
Uo下降
I仍维持原有数值保持UR不变
IZ急剧减小
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
u2<uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按 指数规律下降， uo= uC 。
uC降至u2大于uC时，二极管又导通，电容C再次充电…。
工作波形
u2
O
t
uo
O
t
用于负载电流较小的场合
电容滤波时的输出电压平均值 半波： 全波：
Uo U2 U o 1.2U 2 （有载）
1 RL ≥ (10 ~ 15) C
调整环节。由工作在线性放 基准电压。由稳压二 比较放大环节。由 大区的功率管 VT l组成， 极管VD RVT Z和电阻 3构l 取样环节。由 R1、 10.3.2串联型稳压电路 的基极电流 VT 和 R4构成的直流 2 I 受比较放大电 B1 成的稳压电路，它为 RP、R2组成的分压 放大器，其作用是将 路输出的控制，它的改变又 1.电路的组成及各部分的作用 电路提供一个稳定的 电路构成，它将输出 取样电压 U F与基准电 可使集电极电流 IC1 和集、射 基准电压U ，作为调 Z 电压 U o分出一部分 压 U 之差放大后去控 Z 电压UCEl 改变，从而达到自 整、比较的标准。 作为取样电压 UF， 制调整管 VT 。 1 动调整稳定输出电压的目的 VT1 送到比较放大环节
10.3.1并联型稳压电路
I ＋ Ui － ＋ UR － Iz ＋ UZ RL －
R VDZ
IO ＋
UO
－
稳压电路
工作原理
Ui升高 Uo基本上保持不变 Io增大 Uo稳定
Uo随之升高
电流IZ急剧增加
电阻R上的电流I和电压UR迅速增大
I和UR均会随之增大
Uo下降
I仍维持原有数值保持UR不变
IZ急剧减小
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
u2<uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按 指数规律下降， uo= uC 。
uC降至u2大于uC时，二极管又导通，电容C再次充电…。
工作波形
u2
O
t
uo
O
t
用于负载电流较小的场合
电容滤波时的输出电压平均值 半波： 全波：
Uo U2 U o 1.2U 2 （有载）
1 RL ≥ (10 ~ 15) C
调整环节。由工作在线性放 基准电压。由稳压二 比较放大环节。由 大区的功率管 VT l组成， 极管VD RVT Z和电阻 3构l 取样环节。由 R1、 10.3.2串联型稳压电路 的基极电流 VT 和 R4构成的直流 2 I 受比较放大电 B1 成的稳压电路，它为 RP、R2组成的分压 放大器，其作用是将 路输出的控制，它的改变又 1.电路的组成及各部分的作用 电路提供一个稳定的 电路构成，它将输出 取样电压 U F与基准电 可使集电极电流 IC1 和集、射 基准电压U ，作为调 Z 电压 U o分出一部分 压 U 之差放大后去控 Z 电压UCEl 改变，从而达到自 整、比较的标准。 作为取样电压 UF， 制调整管 VT 。 1 动调整稳定输出电压的目的 VT1 送到比较放大环节
直流系统培训课件PPT
清洁与除尘
定期清洁直流系统的表面 和内部部件，去除灰尘和 杂物，保持系统清洁。
紧固与润滑
检查并紧固各连接部位， 确保连接牢固；对需要润 滑的部位进行润滑，减少 磨损。
定期保养
定期检查
按照规定的时间间隔对直 流系统进行全面检查，包 括电气性能、机械性能等。
更换磨损部件
对达到磨损极限的部件进 行更换，保证系统的稳定 性和可靠性。
清理内部
对直ห้องสมุดไป่ตู้系统的内部进行清 理，确保没有残留物和积 垢。
故障排查与处理
01
02
03
04
故障诊断
通过观察、听诊、触诊等方法 ，初步判断故障部位和原因。
故障定位
使用专业工具和仪器，进一步 确定故障的具体位置和性质。
故障处理
根据故障的性质和位置，采取 相应的措施进行处理，如更换
部件、修复电路等。
测试与验证
直流系统的应用场景
总结词
直流系统的适用范围与领域
详细描述
直流系统广泛应用于数据中心、通信设施、轨道交通、船舶、航空航天等领域， 尤其在需要高可靠性、高效率供电的场景中表现出色。
直流系统的历史与发展
总结词
直流系统的起源、技术发展与未来趋势
详细描述
直流系统最早起源于19世纪末期，随着电力电子技术、控制理论和材料科学的进步，直流系统在转换效率、可靠 性及节能环保等方面不断取得突破。未来，随着新能源和分布式电源的普及，直流系统将在智能电网、新能源汽 车等领域发挥更加重要的作用。
电子技术基础第十章 直流电源
IR、UO 基本不变
10.4.3 稳压管稳压电路的性能指标 稳压系数Sr和输出电阻Ro。
图10.4.3
10.4.4 电路参数的选择 1、稳压电路输入电压UI的选择 UI=(2～3)UO
2、稳压管的选择 UZ=UO; IZM－IZ＞ILmax－ILmin; IZM≥ILmax+IZ
3、限流电阻R的选择
10.6.2 串联开关型稳压电路 一、换能电路的基本原理
图10.6.1 UI为未经稳压的直流电压， T为调整管（开关管），L、C 为滤波电路，D为续流二极管。 图10.6.2
图10.5.17
2、扩大输出电流 的稳压电路 Ilmax=(1+β)(Iomax-IR) 图10.5.18
3、输出电压可调的稳压电源
图10.5.19
输出电压可调的实用稳压电路
图10.5.20
设R1=R2=R3=300Ω， 电压的调节范围为18～36V。
，则输出பைடு நூலகம்
4、正、负输出稳压电路
图10 5.21
10.5 串联型稳压电路
10.5.1 串联型稳压电路的工作原理 一、基本调整管电路 调整管的基极 电位UB固定， 当输出电压UO 不稳时，引起 UBE的变化，而 UCE的变化和UBE 的变化是反相的， 因而能够使得输 出电压UO基本保 图10.5.1 持不变。
二、具有放大环节的串联型稳压电路
直流电源系统标准概况-PPT课件
二、直流电源系统技术标准
该技术标准是在DL/T459-2000电力系统直流电源柜订货技术条件得基础 上，根据实际情况对部分内容进行了细化，规定了直流电源系统设备的技 术条件、订货、监造、出厂验收、包装储运、现场安装、现场验收、试验 方法。该技术标准规定了以下22项试验方法。
一般检查 电气绝缘性能 防护等级 电压调整功能 稳流精度 稳压精度 监控装置显示及监 测功能 三遥功能 电磁兼容性 谐波电流
实测电流（A） 电流整定 交流输入 值 电压 （A） （V） 198V 253V 286V 342 8.003 （Ie20%） 380 437 342 20.00 （Ie50%） 380 437 342 40.6 （Ie100% ） 380 437 7.987 7.988 7.989 20 19.96 19.9 40.21 40.19 40.26 8.024 8.003 7.996 20.2 20 20 40.13 40.06 40.20 8.017 7.998 7.983 20.9 20.7 20.7 40.09 40.14 40.26 +0.5 -0.00 +0.45 -0.5 +0.26 -0.25 稳流精度最 大值 （%）
四、直流电源系统充电装置的参数测试
3、稳压精度测试方法
充电装置在稳压状态下，交流输入电压在其额定值的+15，-10%范围 内变化，输出电流在其额定值的0%～100%内变化，输出电压在其浮 充电压调节范围内的任一数值上保持稳定，稳压精度按下式计算 δU=（UM-UZ）/UZ×100% 其中：UM-----输出电压波动极限值 UZ-------输出电压整定值 指标： 稳压精度小于±0.5%
直流稳压电源教学课件
过流保护电路设计
设计电流保护电路，防止过大电流 对电源和电路的损坏。
相关知识点讲解
二极管的基本知识
介绍二极管的构造、正百度文库特性和反向特性。
电解电容的基本知识
介绍电解电容的结构、工作原理和特性。
三极管的基本知识
介绍三极管的结构、工作原理和应用。
实验案例
直流稳压电源的实验设计
设计一个实验来检验直流稳压电源的性能，并 记录实验结果。
电的基本知识
1 电源的概念
电源是提供电流和电
2 常用电源的分类
3 直流电源和交流
常见的电源包括电池、
电源的区别
压的装置，用于供给
直流电源、交流电源
直流电源的电流和电
电子设备所需的电能。
等。
压方向恒定，交流电
源的电流和电压周期
性变化。
直流稳压电源的工作原理
1
整流电路
将交流电转换为直流电，通过二极
滤波电路
2
管等元件实现。
通过电容等元件平滑直流电中的纹
波，提供稳定的电压输出。
3
稳压电路
通过稳压器等元件调节电压，确保 输出稳定。
直流稳压电源的参数
额定输出电 压
电源能稳定输出的 电压值。
额定输出电 流
电源能稳定输出的 电流值。
转换效率
电源将输入能量转 换为输出能量的效 率。
设计电流保护电路，防止过大电流 对电源和电路的损坏。
相关知识点讲解
二极管的基本知识
介绍二极管的构造、正百度文库特性和反向特性。
电解电容的基本知识
介绍电解电容的结构、工作原理和特性。
三极管的基本知识
介绍三极管的结构、工作原理和应用。
实验案例
直流稳压电源的实验设计
设计一个实验来检验直流稳压电源的性能，并 记录实验结果。
电的基本知识
1 电源的概念
电源是提供电流和电
2 常用电源的分类
3 直流电源和交流
常见的电源包括电池、
电源的区别
压的装置，用于供给
直流电源、交流电源
直流电源的电流和电
电子设备所需的电能。
等。
压方向恒定，交流电
源的电流和电压周期
性变化。
直流稳压电源的工作原理
1
整流电路
将交流电转换为直流电，通过二极
滤波电路
2
管等元件实现。
通过电容等元件平滑直流电中的纹
波，提供稳定的电压输出。
3
稳压电路
通过稳压器等元件调节电压，确保 输出稳定。
直流稳压电源的参数
额定输出电 压
电源能稳定输出的 电压值。
额定输出电 流
电源能稳定输出的 电流值。
转换效率
电源将输入能量转 换为输出能量的效 率。
直流电源教学课件PPT
。
电压调整率
电源输出电压随输入电压变化 的百分比。
负载调整率
电源输出电流随负载变化时的 百分比变化。
纹波电压
直流输出电压中的交流成分， 反映电源的滤波效果。
03
直流电源的分类与选择
线性电源
线性电源是利用串联调整管进 行电压调整的电源，其输出电 压相对稳定，但效率较低，发 热量大。
线性电源的优点是电路简单， 可靠性高，价格相对较低。
分布式电源系统适用于对供电可靠性要求较高的场合，如数据中心、通信基站等。
选择合适的直流电源
选择直流电源时，需要根据设备的功 率需求、电压要求、稳定性要求等因 素进行综合考虑。
在选择电源时，还需要考虑其效率、 体积、重量等因素，以确保其能够满 足实际应用的需求。
04
直流电源的设计与制作
设计原则与步骤
源的质量。
智能化、数字化、网络化
1 2 3
智能化管理
通过集成智能化控制芯片和传感器，实现直流电 源的智能控制和远程监控，提高管理效率。
数字化技术
利用数字信号处理和数字通信技术，实现直流电 源的数字化控制和数据传输，提高系统的精度和 稳定性。
网络化应用
通过有线或无线方式，实现多个直流电源之间的 网络互联和集中管理，方便远程监控和维护。
避免与易燃物品接触
不要将易燃物品放在电源附近，以防止火灾。
电压调整率
电源输出电压随输入电压变化 的百分比。
负载调整率
电源输出电流随负载变化时的 百分比变化。
纹波电压
直流输出电压中的交流成分， 反映电源的滤波效果。
03
直流电源的分类与选择
线性电源
线性电源是利用串联调整管进 行电压调整的电源，其输出电 压相对稳定，但效率较低，发 热量大。
线性电源的优点是电路简单， 可靠性高，价格相对较低。
分布式电源系统适用于对供电可靠性要求较高的场合，如数据中心、通信基站等。
选择合适的直流电源
选择直流电源时，需要根据设备的功 率需求、电压要求、稳定性要求等因 素进行综合考虑。
在选择电源时，还需要考虑其效率、 体积、重量等因素，以确保其能够满 足实际应用的需求。
04
直流电源的设计与制作
设计原则与步骤
源的质量。
智能化、数字化、网络化
1 2 3
智能化管理
通过集成智能化控制芯片和传感器，实现直流电 源的智能控制和远程监控，提高管理效率。
数字化技术
利用数字信号处理和数字通信技术，实现直流电 源的数字化控制和数据传输，提高系统的精度和 稳定性。
网络化应用
通过有线或无线方式，实现多个直流电源之间的 网络互联和集中管理，方便远程监控和维护。
避免与易燃物品接触
不要将易燃物品放在电源附近，以防止火灾。
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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
~
+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
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
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
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
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。
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。
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。
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。
桥式整流、电容滤波电路输出电压波形
10.2滤波电路
10.2.1wenku.baidu.com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
(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
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
u1
u2
-
-B
D4 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
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
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
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
+
+
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
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
~
+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
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
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
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
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。
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。
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。
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。
桥式整流、电容滤波电路输出电压波形
10.2滤波电路
10.2.1wenku.baidu.com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
(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
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
u1
u2
-
-B
D4 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
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
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
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
+
+
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