第八章 直流稳压电路
直流稳压电路工作原理
直流稳压电路工作原理
直流稳压电路，主要由稳压二极管、稳压管、电阻和电容等元件组成，其作用是将直流电源电压稳定在某一特定的数值上。
直流稳压电路按工作原理可分为线性稳压管稳压电路、开关稳压电路和半导体稳压管稳压电路。
目前广泛使用的是开关稳压电路和半导体稳压管稳压电路。
（1）开关稳压电路
开关稳压管是一种由一个或多个三极管组成的具有开关功能的器件，具有体积小、可靠性高、温度稳定性好等优点，目前在电子产品中广泛使用。
开关稳压管一般由三个元件组成，即：基极电容、集电极电容和发射极电容。
在这三个元件中，基极电容的作用是构成开关晶体管的基极输入级；发射极电容的作用是构成开关晶体管的发射级和集电极输入级；而集电极电容则起到开关晶体管的集电极输入级和发射级之间的连接和保护作用。
当电子电路中的电流通过这三个元件时，由于三个元件间存在电压差，使三极管开启，当输出电流达到某一数值时，三极管截止。
所以，开关稳压管是一种自举开关式稳压管。
—— 1 —1 —。
直流稳压电路及晶闸管
设计步骤
3. 电路原理图设计
2. 元件选择
根据需求选择合适的元件，如电 阻、电容、电感、二极管、晶体 管等。
根据需求和元件特性，设计出满 足要求的电路原理图。
4. 仿真验证
使用仿真软件对设计的电路进行 验证，确保其功能和性能满足要 求。
1. 需求分析
明确电路需要实现的功能和性能 指标。
5. 实际制作与调试
VS
详细描述
晶闸管是一种由半导体材料制成的电子元 件，其工作原理基于半导体的PN结原理 。它具有单向导电性，即只允许电流在一 个方向上流动，而在相反方向上则阻断电 流。此外，晶闸管还具有开关特性和可控 整流特性，可以在电力电子领域中实现大 功率的开关和整流控制。
晶闸管工作原理
总结词
晶闸管的工作原理基于PN结的开关特性，通过改变控制极的电压来控制电流的通断。
根据仿真验证的结果，制作实际 的电路板并进行调试，以达到最 佳性能。
设计实例
• 设计一个输出电压为5V、电流为 1A的直流稳压电源：首先确定元 件参数，选择合适的电阻、电容 、电感和二极管等元件；然后设 计出相应的电路原理图；通过仿 真软件验证其功能和性能；最后 制作实际的电路板并进行调试， 以达到最佳性能。
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CATALOGUE
直流稳压电路及晶闸管的发展趋势与挑战
发展趋势
高效率化
随着能源需求的增加和环保意识的提高，直流稳压电路及晶闸管的高效率化成为重要的 发展趋势。
智能化
随着物联网和智能化技术的快速发展，直流稳压电路及晶闸管的智能化也成为未来的发 展趋势，可以实现远程监控、自动控制等功及晶闸管的模块化成为一种发展趋势，可以实现快 速组装和集成。
03
CATALOGUE
第八章直流稳压电源PPT课件
1. 硅稳压管组成的并联型稳压电路如图8.1所
示，经整流滤波后得到的直流电压作为稳压电路的
输入电压Ui，限流电阻R和稳压管V组成稳压电路， 输出电压Uo=UZ。
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～ u1
u2
＋
Ui
C
IR
R
IZ
V
IL UZ RL Uo
图8.1 稳压管稳压的直流电源电路
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8.2 串联型晶体管稳压电路
当负载电流较大且要求稳压特性好时，一般 采用三极管串联型直流稳压电路。
该电路一般由取样电路、基准电路、比较 放大器及调整元件环节组成。如图8.2所示。
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＋ R4
Ui
V1 R3
V2
－
V3
UZ
(a)
图8.2 串联型稳压电路
＋
R1
R ″p R′ p
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Uo Ui UR
IR IL IZ
Ui Uo UZ IZ IR UR
反之亦然。
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（2）设电网电压不变，当负载电阻RL阻值增大时，IL减小，限流电阻R上压降UR将 会减小。由于Uo=UZ=Ui-UR，所以导致Uo升高，即UZ升高，这样必然使IZ显著增加。 由于流过限流电阻R的电流为IR=IZ+IL，这样可以使流过R上的电流基本不变，导致 压降UR基本不变，则Uo也就保持不变。
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按输出电流大小不同，又分为: CW7800系列， 最大输出 电流1~1.5 A； CW78M00系列，最大输出电流0.5 A; CW78L00系列， 最大输出电流100 mA左右。
7800系列三端稳压器的外部引脚如图8.3(a)所示， 1脚为输入端，2脚为输出端，3脚为公共端
第8章直流稳压电源
第8章直流稳压电源8.1 单相整流滤波电路教学要求：1.掌握单相桥式整流电路的工作原理；2.掌握电容滤波电路的工作原理；3.了解电感滤波电路、∏型滤波电路的结构及原理。
引言直流稳压电源是将交流电变换成功率较小的直流电，一般由变压、整流、滤波和稳压等几部分组成。
整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。
一、单相整流电路（一）半波整流电路单相半波整流电路如下图(a)所示，图中Tr为电源变压器，用来将市电220V交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。
设V为整流二极管，令它为理想二极管，R L为要求直流供电的负载等效电阻。
由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由于电路只在u2的正半周有输出，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。
（二）桥式整流电路为了克服半波整流的缺点，常采用桥式整流电路，如下图所示，图中V1、V2、V3、V4四只整流二极管接成电桥形式，故称为桥式整流。
1.工作原理和输出波形设变压器二次电压u2=21/2U2sinωt，波形如电压、电流波形图(a)所示。
在u2的正半周，即a点为正，b 点为负时，V1、V3承受正向电压而导通，此时有电流流过R L，电流路径为a→V1→R L→V3→b，此时V2、V4因反偏而截止，负载R L上得到一个半波电压，如电压、电流波形图(b)中的0～π段所示。
若略去二极管的正向压降，则u O≈u2。
电压、电流波形在u2的负半周，即a点为负b点为正时，V1、V3因反偏而截止，V2、V4正偏而导通，此时有电流流过R L，电流路径为b→V2→R L→V4→a。
这时R L上得到一个与0～π段相同的半波电压如电压、电流波形图(b)中的π～2π段所示，若略去二极管的正向压降，uＯ≈－u2。
直流稳压电路
图7-7 并联型稳压电路
（2）当输入电压Ui不变时，若负载电阻RL增 加，硅稳压二极管两端的电压UO升高，IZ和I 随之增大，压降UR迅速增大使UO相应降低， 从而使UO基本不变。反之亦然。
二、串联型稳压电路
1.电路的组成及各部分的作用 串联型稳压电路如图7-8所示。
（1）取样环节:由R1、RP、R2组成的分பைடு நூலகம்电路构 成，它将输出电压Uo分出一部分作为取样电压UF，送 到比较放大环节。
（2）稳压原理
当RL不变而Ui减小时，输出电压UO有下降的趋势， 通过取样电阻的分压使比较放大器的基极电位UB2下 降，而比较放大管的发射极电压不变（UE2=UZ）， UBE2下降，因此比较放大管导通能力减弱，UCE2增大， UC2升高，调整管导通能力增强，调整管VT1集射极 之间的电阻RCE1减小，管压降UCE1下降，使输出电压 UO上升，保证UO基本不变，
图7-5 电容滤波电路及波形
一般常用如下经验公式估算电容滤波时的输出 电压平均值:
半波:Uo=U2; 全波: Uo =1.2U2（有载）。
（1）当负载电阻RL不变时，若输入电压Ui增加，硅 稳压二极管两端的电压UO随之升高，导致流过稳压 二极管的电流IZ急剧增加，使流过电阻R的电流I增 大，电阻R上的压降UR迅速增大，UO相应降低，从 而使UO基本保持不变。反之，若输入电压Ui减小， 流过稳压二极管的电流IZ相应减小，电阻R上的压 降UR迅速减小，从而达到稳定输出电压UO的目的。
其稳压过程表示如下：
Ui↓→UO↓→UF↓(UB2↓)→UBE2↓(UE2不 变)→UC2↑→UB1↑→RCE1↓→UCE1↓→UO↑
反之，若Ui升高，分析方法相同。
当Ui不变而RL增大时，输出电压UO有上升的趋势， 则电路调整过程为：
直流稳压电路原理
直流稳压电路原理直流稳压电路是一种通过控制电流和电压来稳定输出电压的电路。
在直流稳压电路中，我们通常使用稳压二极管、稳压管或集成电路作为稳压元件，通过合适的电路设计和元件选择，以达到稳定输出直流电压的目的。
直流稳压电路的基本原理是利用稳压元件的负反馈作用，通过反馈电路监测输出电压的变化，并通过合适的控制电路来调整输入电压或输出电流，从而稳定输出电压。
稳压二极管是直流稳压电路中常用的稳压元件，它是一种具有正向截止特性和反向导通特性的二极管。
在正常工作状态下，稳压二极管的反向电压维持在一个稳定的值，从而稳定输出电压。
稳压二极管的基本工作原理是当输入电压超过稳定电压时，稳压二极管开始导通，将多余的电流导流到负载电阻上。
当输入电压低于稳定电压时，稳压二极管截至，阻断电流流动，从而保持输出电压稳定。
稳压管是一种在输入电压变化范围内能够保持输出电压稳定的分流稳压元件。
它由一个Zener二极管和一个与之串连的电阻组成。
当输入电压变化时，电阻调整电流的大小，进而调整输出电压，从而实现电压稳定。
集成稳压电路是一种常见的直流稳压电路，它内部集成了稳压元件和控制电路，并通过负反馈的方式来稳定输出电压。
常见的集成稳压电路有LM78XX和LM79XX系列，它们通过内部电路调整输入电压并保持输出电压稳定。
在直流稳压电路中，反馈电路起着关键的作用。
它通过传感器监测输出电压的变化，并将变化信号与参考电压进行比较，从而得出误差信号。
控制电路根据误差信号调整输入电压或输出电流，使输出电压保持在预定范围内。
直流稳压电路的参数有稳定电压、负载调整率、温漂和最大输出电流等。
稳定电压是指稳定电路输出的电压稳定在一个固定值。
负载调整率是指在负载电流变化时稳定电路输出电压的变化率。
温漂是指在不同工作温度下，稳定电路输出电压的变化程度。
最大输出电流是指稳定电路能够提供的最大电流值。
总的来说，直流稳压电路通过选择适当的稳压元件和设计合理的反馈电路，可以实现稳定输出电压。
直流稳压电路
VCC_CIRCLE 过流保护
T7 R7 T1
过热 保护
R2 T2
2
C T3 T4
放大比 较环节
R20
取 样 UF 电 路
公 共端
R10
R19
R3 R14
电路组成及工作原理：
1. 启动电路
由R 4、D Z1、T 12、T 13、R 5、 R 6、R 7和R 18组成。上电后，R 4、D Z1先 导通，使得T12和T13导通，随后T8和T9也导通，整个电路进入正常工作 状态。这时R 1上压降增加，使T13截止状态，切断了输入回路与基准源之 间的联系。
(a) UL与RLC的 关系： RLC 愈大 C放电愈慢 UL(平均值)愈大 一般取：
RLC 较大
uc= uL
u2 t iD t
RLC (5 10)T
(T:电源电压的周期)
近似估算: UL=1.2U2
(b) 流过二极管瞬时电流很大 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大
2. 电感滤波电路
2. 基准电压源
由T1～T7管和电阻R1～R3组成的带隙基准电压源。
U F＝U BE3 ＋U BE4 ＋U BE5 ＋U BE6 ＋I C2 R2
根据前面对带隙基准电压源的分析可知：
I C1 R2 I C2 R2＝ U T ln R3 I C2
T7管的集电极电位： U C7＝U BE3 ＋U BE4 ＋I C2 R2 U BE7 ＋U BE1 ＋I C1 R1
输出电压平均值：UL=0.9u2 输出电流平均值:IL= UL/RL =0.9 u2 / RL 流过二极管的平均电流：ID=IL/2
二极管承受的最大反向电压： URM=
4
模拟电子技术_第八章 直流稳压电源
第8章
集成直流稳压电源
封装
塑料封装
金属封装
CW7805 1 2 3
CW7905 1 2 3
1
2 3
UI GND UO
GND UI UO
符号
1
+ CW7800 +
2
_
3 CW7900 1
_
2
3
第8章
集成直流稳压电源
二、CW7800 的内部结构和基本应用电路
O
2
t
0.9U2 UO 2U2
通常取 UO = 1.2U2 RC 越大 UO 越大
T 为获得良好滤波效果，一般取： RLC ( 3 ~ 5) 2 (T 为输入交流电压的周期)
第8章
集成直流稳压电源
[例 8.1.1] 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz， 负载电阻 RL = 40 ，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择整流 二极管及滤波电容。 U O 20 U2 17 V [解] 1. 选二极管 1. 2 1. 2
78L ×× / 79L ×× — 输出电流 100 mA 78M×× / 9M×× — 输出电流 500 mA
78 ×× / 79 ×× — 输出电流 1.5 A
例如： CW7805 输出 5 V，最大电流 1.5 A
CW78M05 输出 5 V，最大电流 0.5 A
CW78L05 输出 5 V，最大电流 0.1 A
第 8章
集成直流稳压电源
8.1 单相整流滤波电路
8.2 8.3 线性集成稳压器 开关集成稳压电源
第8章
小
结
第8章 集成直流稳压电源 8.1
引
单相整流滤波电路
第八章 稳压电源.
图8-3 串联型稳压电路的组成框图
（3）调整管工作在线性状态，管压降较大（3～5V） ，电路的功率变换效率较低，约 30％～50％。
五、集成线性稳压器
集成线性稳压器的电路结构和工作原理与图 8-3 所示电路类似。输出电压固定的三端集成稳 压器有正输出（LM78××）和负输出（LM79××）两个系列。根据输出电流的不同，又可分为 三种： LM78××、LM79××的最大输出电流为 1.5A；LM78M××、LM79M××的最大输出电 流为 0.5A ； LM78L××、 LM79L××的最大输出电流为 0.1A 。以上各型号中的××表示输出固 定电压值，一般有 5V、6V、8V、12V、15V、18V、20V、24V 等 8 种。 输出电压可调的三端集成稳压器有 LM317、 LM117（输出正电压） ， LM337 、LM137 （输出 负电压） 。 三端集成稳压器只有三个引脚：输入端（in） 、输出端(out)、公共端(com)。图 8-4、图 8-5 是 不可调和可调三端集成稳压器的典型应用电路。
≈ 1.2U 2 ≈ 1.2U 2
0.45 U2 0.9 U2
桥式整流 电 感 滤 波 半波整流 全波整流
二极管的导通角大，无冲击电流。但由于铁 心的存在，电磁干扰大。适应于输出电压较低， 输出电流大且负载变化大的场合。
桥式整流
0.9 U2
2U 2
四、稳压电路
为使输出的直流电压不随电源电压的波动、负载的变化而变化，还需要在滤波电路之后加稳 压电路。稳压电路又分为并联型稳压电路和串联型稳压电路两大类。 1．并联型稳压电路 并联型稳压电路就是在滤波电路后，加上稳压管构成稳压电路， 如图 8-2 所示。稳压管的选择应遵循： UZ ＝ U o IZM＝(1.5 ~3) IOM UI = (2~3) Uo 稳压过程就是利用稳压管上电压的微小变化，会引起稳压管电流的较大变化，电阻 R 感应这 个电流变化，并调整使输出电压基本维持不变。其稳定过程如下： 当负载不变，输入电压 UI 波动使得输出电压 Uo 升高，其调节过程为： UI↑→Uo（UZ）↑→IZ↑→ IR↑→UR↑ Uo ↓ 若输入电压 UI 不变，负载发生变化，如 RL 减小，其调节过程为： RL↓→Uo（UZ）↓→IZ↓→ IR↓→UR↓ Uo ↑ 当负载电阻 RL 和输入电压 UI 一定时， 电阻 R 的选择是根据稳压管的电流不超过正常工作范围 来选的。稳压管的电流是在 IZmin < IZ < IZM 之间，则
模拟电子技术课后习题答案第八章直流稳压电源答案
习题8-1 如图8-26所示电路，要求输出电压24V ，电流40mA ，试计算流过二极管的电流。
和二极管承受的最高反向工作电压。
解：V 7.269.0249.0o 2≈==U U mA 202oD ==I IV 5.75222D M ≈=U U8-2 如图8-27所示电路，用四只二极管组成桥式整流电路，在a 、b 两图的端点上接入交流电源和负载，画出接线图。
解： ab 8-3 如图8-28所示电路，改正图中的错误，使其能正常输出直流电压U o 。
解： 如图。
8-4 单相桥式整流电路接成图8-29所示的形式，将会出现什么后果？为什么？试改正。
解：图8-26 习题8-1图2图8-27 习题8-2图ab接负载接负载R图8-28 习题8-3图R变压器副边短路。
因为当u 2为负半周，即b 端为正， a 端为负时，VD 2、VD 1导通，VD 3、VD 4导通。
将VD 1及VD 3正负极换方向。
8-5 在图8-6所示单相桥式整流电路中，试分析产生下列故障时的后果。
（1）VD 1正负极接反。
（2）VD 2击穿。
（3）负载R L 短路。
（4）任一只二极管开路或脱焊。
解：（1）变压器副边短路。
（2）变压器副边短路。
（3）变压器副边短路。
（4）桥式整流电路变半波整流电路。
8-6 如图8-30所示电路，计算U 21= U 22= 24V 时，负载R L1和R L2上输出的电压？ 解：U L1= U L2=0.9U 21=21.6V8-7 一桥式整流电容滤波电路，已知变压器二次侧电压频率50Hz ，负载电阻50Ω，要求负载电压为20V ，试选择整流二极管型号，并选择滤波电容。
解：V 7.162.1202.1o 2===U U A 4.0Loo ==R U I A 2.02oD ==I I V 6.2322D M ==U U查半导体手册可以选择2CZ55B ，其最大整流电流为1A ，最高反向工作电压为50V 。
直流电源电路
•
整流电路接入滤波电容后，不仅使输
出电压变得平滑、纹波显著减小，同时输 出电压的平均值也增大了。 • 输出电压的平均值近似为：
•UO≈1.2U2
•
故二极管的导通时间缩短，一个周期的
导通角θ<π。由于电容C充电的瞬时电流很大， 形成了浪涌电流，容易损坏二极管，故在选 择二极管时，必须留有足够电流裕量。
一定要串入限流电阻，不 VIm in VZ Rm ax = I Zm in I Lm ax 能使它的功耗超过规定值，
Rm in
VIm ax VZ = I Zm ax I Lm in
Rmin < R Rmax
三. 串联型稳压电源
1. 串联型稳压电源的构成
VO =VI-VR，
当VI↑→R↑ →VR↑→在一定程度 上抵消了VI增加对输出电压的影 响。 若 负 载 电 流 IL↑→R↓→VR↓→ 在 一定程度上抵消了因IL增加，使 VI减小，对输出电压减小的影响。 串联稳压电源示意图 串联稳压电源示意图
2．负载电流变化时
IL↑→VI↓→VO↓→Vf↓→VO1↑→VCE↓→VO↑
3.输出电压调节范围的计算
根据“虚短”
Vf =
Vf≈VREF
Vo Vf V REF FV FV
R2 R3 Vo FVVo R1 R2 R3 R R '2 VO = (1 + 1 )VREF R3 R"2
8.3 三端集成稳压器
调整电路 恒流源 一. 输出电压固定的三端集成稳压器减流保护 78 、负电压 79 ） （正电压 启动电路
VI T1 T4 R4 T5 R9 T2 R3 T14 R2 DZ1 DZ2 R1 D2 R5 T6 R6 VREF T13 R7 T7 T8 R13 R8 VF T3 T9 T12 R15 IO R11 2 R12 VO DZ3 DZ4 T10 R14 R10 T11 1
第8章直流稳压电源复习练习题
第7章直流稳压电源复习练习题一、填空题1．桥式整流和单相半波整流电路相比，在变压器副边电压相同的条件下，桥式整流电路的输出电压平均值高了一倍；若输出电流相同，就每一整流二极管而言，则桥式整流电路的整流平均电流大了一倍，采用桥式整流电路，脉动系数可以下降很多。
2．在电容滤波和电感滤波中，电感滤波适用于大电流负载，电容滤波的直流输出电压高。
3. 电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。
4. 电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。
5．电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。
6．电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。
7．对于LC滤波器，频率越高，电感越大，滤波效果越好。
8. 对于LC滤波器，频率越高，电感越大，滤波效果越好。
9．对于LC滤波器，频率越高，电感越大，滤波效果越好，但其体积大，而受到限制。
10．集成稳压器W7812输出的是正电压，其值为12伏。
11．集成稳压器W7912输出的是负电压，其值为12伏。
12．单相半波整流的缺点是只利用了电源的半个周期，同时整流电压的脉动较大。
为了克服这些缺点一般采用桥式整流电路。
13．单相半波整流的缺点是只利用了电源的半个周期，同时整流电压的脉动较大。
为了克服这些缺点一般采用全波整流电路。
14．单相半波整流的缺点是只利用了电源的半个周期，同时整流电压的脉动较大。
为了克服这些缺点一般采用全波整流电路。
15.稳压二极管需要串入限流电阻 _才能进行正常工作。
16.单相桥式整流电路中，负载电阻为100Ω，输出电压平均值为10V，则流过每个整流二极管的平均电流为_ 0.05 _A。
17由理想二极管组成的单相桥式整流电路（无滤波电路），其输出电压的平均值为9V，则输入正弦电压有效值应为 10V 。
18.单相桥式整流、电容滤波电路如图所示。
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
直流稳压电路教学课件
电子元件
1 二极管
2 电容器
二极管是直流稳压电路中重要的元件之一，用于 实现电流的单向导通。
电容器是直流稳压电路中常用的元件之一，用于 储存电荷和平滑输出电压。
半波整流稳压电路
1 原理
2 模型
3 特点
半波整流稳压电路通过二极 管实现只对输入波形的正半 周进行整流，实现稳定输出。
半波整流稳压电路的模型包 括输入电压源、二极管和负 载电阻。
直流稳压电路教学课件 PPT
概述
1 什么是直流稳压电路
2 直流稳压电路的分类
3 直流稳压电路的应用
直流稳压电路是一种用于将 不稳定的直流电源转换为稳 定输出电压的电路。
直流稳压电路可以分为半波 整流稳压电路、全波整流稳 压电路和三端稳压电路等几 种类型。
直流稳压电路广泛应用于各 种电子设备和电路中，如电 源供电和芯片驱动等。
三端稳压电路采用集成稳压 芯片，通过反馈控制实现对 稳定输出电压的调节。
三端稳压电路的模型包括输 入电压源、稳压芯片和负载 电阻。
三端稳压电路输出电压稳定 精度高，适用于对输出稳定 性要求较高的场合。
总结
1 直流稳压电路的优点和局限
直流稳压电路能够将不稳定的直流电源转换为稳定输出电压，但不同类型的电路各有优 缺点。
2 发展趋势和前景
随着电子技术的不断发展，直流稳压电路将在各个领域得到但输出波形不平滑。
全波整流稳压电路
1 原理
全波整流稳压电路通过两个二极管实现对输入波形的正负半周都进行整流。
2 模型
全波整流稳压电路的模型包括输入电压源、两个二极管和负载电阻。
3 特点
全波整流稳压电路输出波形平滑，但电路复杂度略高。
三端稳压电路
直流稳压电路图及原理
直流稳压电路图及原理直流稳压电路是一种能够保持输出电压稳定的电路，它能够在负载变化或输入电压波动时，仍能够保持输出电压不变。
直流稳压电路在电子设备中应用广泛，例如在电源供应器、电动机控制器和通信设备中都有着重要的作用。
在本文中，我们将介绍直流稳压电路的基本原理和常见的电路图。
首先，我们来了解一下直流稳压电路的原理。
直流稳压电路的基本原理是通过对输入电压进行调节，使得输出电压保持在一个稳定的水平。
当输入电压发生变化时，稳压电路能够通过自身的调节机制，使得输出电压保持不变。
这样就能够确保电子设备在不同工作条件下都能够正常工作。
常见的直流稳压电路包括三种类型，电阻稳压电路、二极管稳压电路和集成电路稳压电路。
其中，电阻稳压电路是最为简单的一种稳压电路。
它通过串联一个电阻器和一个Zener二极管，来实现对输出电压的稳定。
当输入电压发生变化时，Zener二极管会自动调节，以保持输出电压不变。
而二极管稳压电路则是通过二极管的导通特性来实现对输出电压的稳定。
集成电路稳压电路则是利用集成电路内部的反馈控制电路，来实现对输出电压的稳定。
接下来，我们将介绍一个常见的直流稳压电路图。
如下图所示：[图1，直流稳压电路图]在这个电路图中，我们可以看到一个简单的二极管稳压电路。
输入电压通过二极管D1和电容C1进入稳压电路，经过稳压电路后输出稳定的电压。
当输入电压发生变化时，二极管D1会自动调节，以保持输出电压不变。
这样就实现了对输出电压的稳定。
除了二极管稳压电路外，我们还可以通过改变电路中元件的数值和类型，来实现不同的稳压效果。
例如，增大电容的数值可以提高稳压电路的稳定性，而更换不同型号的二极管则可以实现不同的输出电压范围。
总的来说，直流稳压电路是一种非常重要的电子电路，它能够保持输出电压的稳定，确保电子设备的正常工作。
通过对不同类型的稳压电路进行了解和应用，我们可以更好地设计和调节电子设备的电源系统，从而提高设备的性能和可靠性。
第8章直流稳压电源B
第8章 直流稳压电源一、自测题8-1 思考题(1) 衡量稳压电路质量的性能指标有哪些？答：主要指标有输入调整率u S ，稳压系数r S ，负载调整特性I S ，输出电阻o R ，温度系数S T 。
(2) 如何根据单相桥式整流电路的工作原理分析电路故障现象？答：若其中一个二极管开路，则为半波整流，一个半周导通，另外半周截止，输出电压U o =0.45U 2；若其中一个二极管反接或短路，则将烧毁变压器，U o =0V 。
桥式整流加电容滤波电路正常输出的直流电压平均值为1.2U 2；如果负载开路，则输出为22U ；如果不接电容，则为桥式整流，输出为0.9U 2；如果不接电容，并且桥式整流电路某个二极管虚焊，成为半波整流，则输出为0.45U 2。
(3) 试说明常见滤波电路类型以及其外特性。
在实际应用中应如何选择电路类型及其元器件的参数？答：常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。
电容滤波的电路结构简单，外特性比较软，输出电压较高，脉动较小，但带负载的能力不强，因此适合负载电流不大且负载变化较小的电子系统。
电感滤波的外特性比较硬，整流管的导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，但由于铁心的存在，笨重，体积大，易引起电磁干扰，一般只适用于大电流的场合。
复式滤波器结构简单，能兼起降压、限流作用，滤波效能也较高，滤波效能很高，几乎没有直流电压损失，适用于负载电流较大、要求纹波很小的场合。
电容滤波可针对不同频率的谐波滤波分量，选择相应的电容器容量及数量，滤波电容容量由2)5~3(L L T C R 确定，电容器耐压应大于22U 。
滤波电感的选择：如频率不高，如小于70kHz 以下，可以选择铁粉心的环，这种环饱和磁通密度大，可以承受比较大的直流电流，并且成本很低，但损耗高一些；频率再高一点，如70kHz<f <100kHz ，可以选择铁硅铝等材质的，它的特点和铁粉心差不多，但损耗只有铁粉心的1/8左右，但成本比较高。
第8章 直流稳压电路
8.1 整流电路
8.1.1 半波整流 U2 =0.45U2
8.1.2 全波整流 U2 =0.9U2 8.1.3 桥式整流 U2 =0.9U2
8.2 滤波电路
⒈ 电容滤波工作原理
⒉ 输出电压平均值
满足RLC≥（30～50ms）时， 可用下式估算： UO = 1.2 U2 （桥式整流） UO = 1.0 U2 （半波整流）
⑴ 分类：
① 按输出电压高低可分为7805、7806、7808、7809、7812、7815、 7818、7824V（末2位数字为输出电压值） ； ② 按输出电流大小可分78L（0.1A）、78M（0.5A）、78（1.5A）、 78T（3A）、78H（5A）、78P（10A）。 ⑵ 特点：
① 内部具有过流、过热和安全工作区三种保护； ② 稳压性能优良可靠，使用简单方便，价格低廉，体积小； ⑶ 典型应用电路：
⒊ 电容滤波的特点
⑴ 电路简单、轻便； ⑵ 输出电压平均值升高 ； ⑶ 外特性较差（即带负载能力差）； ⑷ 对整流二极管有很大的冲击电流。
⒋ 适用范围：负载电流变化不大的场合。
8.3 硅稳压管稳压电路
⒈ 电路
⒉ 工作原理
⑴ 输入电压UI变化 ⑵ 负载RL变化（输出电ห้องสมุดไป่ตู้IL变化）
8.4 线性串联型稳压电路
③ 输出电压UO的大小与一个周期中开关元件导通的时间ton成正比。 UO =qUI ， q=ton / T 其中T为矩形脉冲周期，q称为矩形脉冲的占空比。
⒋ 开关电源与线性电源性能比较
表8-1
8.5.2 Top Switch单片集成开关电源电路
⒉ 输出电压可调的集成稳压器LM317/337
⑴ 特点：
① UREF =1.25V； ② IADJ ＜50μA。
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8
2. 输出电压的确定和调节范围 VI R VR VF VB
UO =
T + R1 R2
R1 + R2 + RP UZ RP下 + R2 R1 + R2 + RP UZ R2 R1 + R2 + RP UZ RP + R2
8
U O max = U O min =
DZ
RP Vo RL −
3. 缺点
调整管工作在线性放大区,当负载电流较大时 调整管工作在线性放大区 当负载电流较大时: 当负载电流较大时 损耗 (P=UCE⋅IL) 大 电源的效率 (η =Po/Pi=UoIL/UiIi) 较低 η 为了提高效率，可采用开关型稳压电源。 为了提高效率，可采用开关型稳压电源。
第八章 直流稳压电源
§10.1 §10.2 §10.3 §10.4 §10.5
直流电源的组成及作用 整流电路 滤波电路 稳压二极管稳压电路 串联反馈式稳压电路
§10.1 直流电源的组成及作用
u1 u2 整 流 电 路 滤 u3 波 电 路 u4 稳 压 电 路 uo
• 电源变压器: 将交流电网电压 1变为合适的交流 电源变压器 将交流电网电压u 电压u 电压 2。 • 整流电路 将交流电压 2变为脉动的直流电压 3。 整流电路: 将交流电压u 变为脉动的直流电压u • 滤波电路 将脉动直流电压 3转变为平滑的直流 滤波电路: 将脉动直流电压u 电压u 电压 4。 • 稳压电路 清除电网波动及负载变化的影响 保持 压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持 输出电压u 的稳定。 输出电压 o的稳定。
=
u2正半周时 电流通路
D1 D3 D2
RL uo
u2 = 2U 2 sin ωt
桥式整流电路
u2负半周时 电流通路
T
u1 D4 u2 D3 D2 D1 RL
u0
+
桥式整流电路
桥式整流电路输出波形
+ D4 u2 u2
ωt
D1 D3 D2
RL uo
u2>0 时
u2<0 时
D1,D3导通 D2,D4导通 D2,D4截止 D1,D3截止 输出是脉动的直流电压！ 输出是脉动的直流电压！
L uo1 C1 C2
u1
u2
RL
uo
显然， 显然， LC –π 型滤波电路输出电压的脉 π 动系数比只有L 滤波时更小， 动系数比只有 、C滤波时更小，波形更 滤波时更小 加平滑。 加平滑。
§10.4 稳压电路
常用稳压电路 小功率设备) (小功率设备) 稳压管 稳压电路 电路最简单， 电路最简单， 但是带负载能 力差， 力差，一般只 提供基准电压， 提供基准电压， 不作为电源使 用。 串联反馈式 稳压电路 *开关型 稳压电路 效率较高， 效率较高，目 前用的也比较 多，做为自学 内容。 内容。
主要讨论 部分。 部分。
10.4.1稳压管稳压电路 稳压管稳压电路
iR
R
iL iZ
RL uo
u1
u2
C
ui
DZ
iR=iL+iZ
ui uo uo
uo=uZ
uZ
ui=uo +uR
iZ uR iR
电网电压波动时的稳压过程： 电网电压波动时的稳压过程：
iR
R u1 u2 C ui DZ
iL iZ
RL
uo
§10.2 整流电路
整流电路的任务： 整流电路的任务：把交流电压转变为直流 脉动的电压。 脉动的电压。 常见的小功率整流电路（ ），有单 常见的小功率整流电路（<1kw），有单 ）， 相半波、全波、桥式和倍压整流等。 相半波、全波、桥式和倍压整流等。下面 主要介绍前三种。 主要介绍前三种。 说明：二极管当作理想元件处理。 说明：二极管当作理想元件处理。
§ 10.4.3 集成稳压器电路
随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用 随着半导体工艺的发展 现在已生产并广泛应用 的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高 可靠性高,使用 的单片集成稳压电源，具有体积小 可靠性高 使用 灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只 灵活 价格低廉等优点。 价格低廉等优点 有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳 有输入，输出和公共引出端 故称之为三端集成稳 压器。 压器。 本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳压 系列三端集成稳压 本节主要介绍常用的 系列 其内部也是串联型晶体管稳压电路。 器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。 该组件的外形如下图， 该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普 通功率管的外壳内， 通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护 环节。 环节。
U2 1 ID = Io = 0.45 RL 2
二极管截止时两端承受的最大反向电压： 二极管截止时两端承受的最大反向电压：
URM = 2U 2
§10.3 滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压ຫໍສະໝຸດ 滤波直流 电压滤波电路的原理： 滤波电路的原理： 利用储能元件电容两端的电压(或通过 电容两端的电压 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, 中的电流)不能突变的特性 电感中的电流 不能突变的特性 滤掉整流 电路输出电压中的交流成份， 电路输出电压中的交流成份，保留其直流 成份，达到平滑输出电压波形的目的。 成份，达到平滑输出电压波形的目的。
固定式
负稳压W79XX 负稳压 正稳压W78XX 正稳压W78XX
型号后XX两位数字代表输出电压值 注：型号后 两位数字代表输出电压值 输出电压额定电压值有: 输出电压额定电压值有 5V、9V、12V 、18V、 24V等 。 、 、 、 等
应用电路
1. 输出为固定电压的电路
1
+
W7800
2 CI 0.1~1µF Co 1µF
结论：电容滤波电路适用于输出电压较高， 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。 较小且负载变动不大的场合。
(2) 流过二极管瞬时电流很大。 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
10.3.3 其他形式的滤波电路 电感滤波： 电感滤波： 在桥式整流电路与负载间串入一电感L 在桥式整流电路与负载间串入一电感
就构成了电感滤波电路。 就构成了电感滤波电路。适用于低电压大 电流(R 较小)的场合 的场合。 电流 L较小 的场合。 L
u1
u2
RL
uo
电感滤波电路
再如： 再如：LC –π 型滤波电路 π
1
2
3
1端: 输入端 端 2端: 公共端 端 3端: 输出端 端
1
2
3
1端: 公共端 端 2端: 输入端 端 3端: 输出端 端
W7800系列稳压器外形 系列稳压器外形
W7900系列稳压器外形 系列稳压器外形
分类： 分类： 三端集成 稳压器
可调式
如：正稳压LM117 正稳压 负稳压LM137 负稳压
§ 10.4.2 串联反馈式稳压电路
串 联 反 馈 型 稳 压 电 路
DZ R VR VF
8
VI VB
T R1 + RP V RL o R2 −
基准 电压
比较 放大
调整
取样
1、稳压原理： 稳压原理： VI R VR VF VB
灵敏！ 灵敏！
T R1 + RP V R o L R2 −
DZ
因调整 管与负载 接成射极 输出器形 式，为深 度串联电 压负反馈， 压负反馈， 故称之为 串联反馈 式稳压电 路。
3
+
UI
_
Uo
_
W7800系列稳压器 基本接线图 系列稳压器 注意：输入与输出端之间的电压差不得低于 ！ 注意：输入与输出端之间的电压差不得低于3V！
2. 输出正负电压的电路
+ 1 CI UI _ 2 CI 1 W79XX CO 3 _ UO W78XX 2 CO 3 + UO
正负电压同时输出电路
10.3.1 电容滤波电路
一、滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。 其电路如图所示。 a D4 u1 u1 u2 D1 uo RL D3 C b D2
桥式整流电容滤波电路
u1
u1
u2
D4 D1 D3 C D2
S uo RL
b
RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻 较大） 忽略整流电路内阻) 接入（ 较大 忽略整流电路内阻 u2 电容通过RL放电， 电容通过 放电， 在整流电路电压小 于电容电压时， 于电容电压时，二 极管截止， 极管截止，整流电 uo 路不为电容充电， 路不为电容充电， uo会逐渐下降。 会逐渐下降。
10.2.1 单相半波整流电路
T u1 D a iL u2 RL uo
输出电压波形： 输出电压波形：
uo
ωt
b
10.2.2 单相全波整流电路
T u1 D1 a u2 u2 b D2 iL uo RL 输出电压波形： 输出电压波形： uo
ωt
10.2.3 单相桥式整流电路的工作原理 +
T u1 D4 u2
t
t
二、电容滤波电路的特点
(1) 输出电压 Uo与时间常数 RLC 有关。 有关。 RLC 愈大→ 电容器放电愈慢 → Uo(平均值 愈大 愈大→ 平均值)愈大 平均值 T 一般取τ = RLC ≥ (3 − 5) (T:电源电压的周期 电源电压的周期) 电源电压的周期 d 2 近似估算:U 近似估算 o=1.2U2。