电工电子课程设计直流稳压电源
电路(EDA)实训 直流稳压电源
新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：电工电子实习（EDA）学院：专业、班级：指导教师：报告人：学号：时间：绪论软件介绍Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
EDA的应用EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。
发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。
一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。
EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。
EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。
美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。
而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。
《实用电工电子》模块5直流稳压电源
模块5直流稳压电源学习任务•了解桥式整流、电容滤波和稳压电路•掌握并联、串联型稳压电路的组成和工作原理•会安装、测试串联型稳压电源在工农业生产中，采用的电源主要是交流电。
但是在电子线路和自动控制装置中，常常还需要采用电压非常稳定的直流电源。
常见的直流电源有蓄电池和干电池，除此之外，目前还广泛地采用各种半导体直流电源。
电子设备中最常用的半导体直流电源是通过把交流电经过整流、滤波和稳压电路变换后而获得的。
如图5-1-1所示的就是半导体直流稳压电源的原理方框图。
图5-1-1半导体直流稳压电源的原理方框图1、电源变压器电源变压器的作用是将220V的交流电变成合适的交流电以后，再进行交、直流转换。
电网上单相交流电的电压有效值为220V，而通常电子电路中需要的直流电压要比此值低。
所以，要先利用变压器进行降压。
2、整流电路整流电路的作用是将经变压器降压后的交流电压变成单向脉动的直流电压。
常采用的元件为二极管，经整流电路输出的单向脉动的直流电压幅度变化较大，不能直接供给电子电路使用。
3、滤波电路滤波电路的作用是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。
常采用的元件有电容和电感。
4、稳压电路稳压电路的作用是使输出电压不受电网电压的波动和负载大小的影响，维持输出直流电压的稳定。
滤波后输出的直流电具有较好的平滑程度，但是，此时的电压值还要受到电网电压波动、负载和温度变化的影响而不稳定。
为使输出电压稳定，还需要增加稳压电路部分。
下面将分别讨论各部分的组成、工作原理和性能。
5.1整流电路整流电路的主要有单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路。
其中，单相半波整流电路最简单，单相桥式整流电路最普遍。
5.1.1 单相半波整流电路 1、工作原理和输出波形单相半波整流电路如图5-1-2(a)所示，它由整流变压器、整流二极管VD 和要求直流供电的负载等效电阻L R 组成。
整流变压器，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。
直流稳压电源实验总结
直流稳压电源实验总结直流稳压电源实验总结本次实验是关于直流稳压电源的搭建和调试。
通过实验，我深入了解了直流稳压电源的原理、构成和工作特性，并掌握了搭建和调试直流稳压电源的方法和技巧。
以下是我对此次实验的总结。
一、实验目的和原理：1. 实验目的：掌握直流稳压电源的原理、构成和工作特性；了解直流稳压电源搭建的方法和调试技巧。
2. 实验原理：直流稳压电源是通过将交流电转换为直流电，并通过稳压电路控制输出电压，保证输出电压的稳定性。
主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和过载保护电路等组成。
二、实验步骤和结果：1. 搭建电路：按照实验指导书的要求，连接变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和过载保护电路等。
2. 调试电路：逐步调整电路中的各个元件，如变压器的匝数、整流电路的电容和电阻等，保证电路的正常工作。
3. 测试电路：使用万用表测量输出电压，调整稳压电路中的电阻，使得输出电压保持在设定范围内，并记录下各个电压值。
4. 分析结果：对实验数据进行分析，比较不同设置下的输出电压稳定性和输出电流的波动情况，评估电路的工作性能。
5. 实验总结：总结实验过程中遇到的问题和解决方法，对电路的优化和改进提出建议。
三、实验心得和收获：通过本次实验，我深入了解了直流稳压电源的原理和构成，并掌握了搭建和调试直流稳压电源的方法和技巧。
实践中，我遇到了一些问题，如变压器的接线错误、整流电路的电容值选择不当等，但通过借鉴相关参考资料和请教老师同学，最终成功解决了这些问题。
通过实验，我发现直流稳压电源的稳定性非常重要。
在调试过程中，我发现通过调整稳压电路中的电阻，可以有效地控制输出电压的稳定性。
同时，我也注意到过载保护电路的重要性，它能够保护电路免受过载的损害。
此外，本次实验还加深了我对电路中各个元件的理解，如变压器的作用、整流电路的原理和滤波电路的功能等。
这对于我深入学习电路方面的知识，提高电路设计和调试能力非常有帮助。
综上所述，本次实验让我深入了解了直流稳压电源的原理和构成，掌握了搭建和调试直流稳压电源的方法和技巧。
电子技术直流稳压电源获奖教案
1、复习二极管的基本结构，稳压管的工作原理；二极管由P型半导体和N型半导体所组成，P型半导体在硅（或锗）的晶体内掺入少量三价元素杂质,如硼（或铟）等。
硼原子只有3个价电子,它与周围硅原子组成共价键时,因缺少一个电子,在晶体中便产生一个空穴。
这个空穴与本征激发产生的空穴都是载流子,具有导电性能。
N型半导体在纯净的半导体硅（或锗）中掺入微量五价元素（如磷）后,就可成为N 型半导体。
在这种半导体中,自由电子数远大于空穴数,导电以电子为主,故此类半导体亦称电子型半导体。
稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。
2、要求5个学员为一组拆一个手机充电器，观察手机充电器里的元器件构成和电路结构；第一个是手机充电器（5V），第二个是笔记本电脑的电源线（15V），它们的输出电压都是直流电，那么如何将一个比较大的交流电压转化成一个比较小的直流电压，需要几个流程和分别需要用到哪些元器件？今天这堂课让我们一起来学习直所以一个完整的直流稳压电源的电路由以下几部分组成：三、整流电路将交流电压变换为单向脉动电压的电路。
其中的整流元件（晶体二极管、电子二极管或晶闸管）所以能整流，是因为它负载上得到的整流电压虽然是单方向的(极性一定整流电路虽然都可以把交流电转换为直流电，的输出电压是单向脉动电压。
在某些设备（例如电镀、蓄电池这种电压的脉动是允许的。
但是输出这种电压的电源对大多数电子设备是不能满足的。
为了得到比较平稳的最常用的是电容滤波电路，将滤波电路接入到整流电路以后：其中RL和Ｃ可以控制电容的充放电时间，当u2＞uC二极管导通，C充电。
u2＜uC时：二极管截止，C放电。
具体波形如下图：但是当空载（RL=∞）时：电路就变成：总之，电容滤波电路简单，输出电压较高，脉动也较小，也被经常用于直流稳压电源设计中；但是外特性较差，且有电流冲击。
因此，电容滤波器一般用于要求输出电压较高，负载电流较小并且变化也较小的场合。
直流稳压电源课程设计书
湖南工学院课程设计说明书课题名称：半导体直流稳压电源的设计和测试院部：电气与信息工程学院专业：电子信息工程班级：通信1103设计人：李泽告指导老师：雷美艳时间：2013.5.28课程设计任务书半导体直流稳压电源的设计和测试（一）设计目的1、学习直流稳压电源的设计方法；2、研究直流稳压电源的设计方案；3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法；（二）设计要求和技术指标1、技术指标：要求电源输出电压为±12V（或±9V /±5V）等，输入电压为交流220V，最大输出电流为I omax=500mA，纹波电压△V OP-P≤5mV，稳压系数Sr ≤5%。
2、设计基本要求设计一个能输出±12V/±9V/±5V等的直流稳压电源；拟定设计步骤和测试方案；根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源；测量直流稳压电源的内阻；测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；撰写设计报告。
3、设计扩展要求（1）能显示电源输出电压值，00.0-12.0V；(2)要求有短路过载保护。
（三）设计提示1、设计电路框图如图所示稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选78XX和79XX稳压器。
测量稳压系数：在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=ΔVoV I/ΔV I V O。
测量内阻：在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo，r o=ΔV O/ΔI L。
纹波电压测量：叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。
可将其放大后，用示波器观测其峰－峰值△V OP-P；用可用交流毫伏表测量其有效值△V O，由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量存在一定误差。
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
直流稳压电源实训
直流稳压电源实训(总7页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除电路实训计划一、课程性质：模拟电路实训是类似于电子工程设计，其内涵是收集、消化资料、方案论证，指标分配，工程估算，组装调试，撰写设计报告书等内容。
通过课程设计加深对所学知识的理解，提高对在模拟电路中所学知识的应用能力、熟悉的工程估算的方法与技巧，通过设计课题的组装调试对安装工艺、调试工艺有所了解，同时掌握常用仪器仪表的使用方法和技能技巧，所以模拟电路课程设计是理论与实践相结合的综合练习。
二、目的与要求：掌握常用元器件的选用和检测；熟悉单元电路安装，以及调试的方法；较熟练地掌握万用表，直流电源、毫伏表、示波器的使用方法；掌熟悉焊接工具的使用方法和手工焊接工艺的基本要求；掌握串联型稳压电源的检测；熟悉串联型稳压电源的性能。
制作输出电压为12V，功率为1W的直流电源。
初步养成文明安全生产习惯。
三、实训课题：安装调试直流稳压电源 12V 1W1、输出电压范围：DC 10~14V2、输入电压范围：AC 198~242V3、电压调整率：＞30%4、输出纹波电压：〈20mV四、实训地点：模拟电路实验室或电工电子实验室五、实训过程安排：六、设备、工具与器材：1、示波器、毫伏表、电流表，万用表各1台（只）；2、元器件一批（见实训指导书附表）；3、相关的焊接工具和材料。
七、成绩评定：出勤率：20%完成情况与实训报告：50%正确使用设备和工具：20%文明安全生产习惯：10%八、说明：实训报告书的内容为：查阅资料、电路选择、元器件选用和明细表，另加元器检测焊接的心得体会（1000~1500字）。
综合实训：直流稳压电源的制作一、实训目的和要求1、掌握常用元器件的选用和检测；2、熟悉单元电路安装，以及调试的方法；3、较熟练地掌握万用表，直流电源、毫伏表、示波器的使用方法；4、掌熟悉焊接工具的使用方法和手工焊接工艺的基本要求；5、掌握串联型稳压电源的检测；6、熟悉串联型稳压电源的性能。
电工电子实验
思索题：
（1）在图2-4-2电路中，发光二极管旳正、反 向伏安特征是否与稳压管旳相同？ 答：不同。 （2）误用TY-360型万用表旳250mA直流电流 档测量10V直流电压源，计算流过万用表旳电 流（设电压源内阻为零），将会发生什么情况？ 答：250mA挡旳内阻R=0.25V/250mA=1Ω， 则10V/1Ω=10A，这么大旳电流将烧表。
思索题：
1.稳压管旳稳压功能是利用特征曲线旳哪一部分， 在伏安特征曲线上标出，为何？
答：稳压管旳稳压功能利用特征曲线旳反向部分。 因为在此区间，电流变化很大，而电压基本不变。 阐明：反接稳压管旳等效电阻很大，且电压在较 大范围内变化时，反向电流变化是很小；当反向 电压到达某一电压时，电流增长不久，而此时电 压在很小旳范围基本不变，即到达稳压。
DF17315直流稳压电源
➢ 使用注意事项：
✓ 输出不可短路。 ✓ 接入电路时不可接错极性，务必认清接
线柱上方旳“+”、“-”号。 ✓ 电压表指示精度差，输出电压值以万用
表测量为准。 ✓ CC灯亮时，已进入限流状态，输出电压
将下降。
DF17315直流稳压电源
➢调整限流旳措施
✓调整“VOLTAGE”钮，使输出电压为2~3V。 ✓“CURRENT”钮逆时针旋转究竟（“CC”灯亮
思索题：
4、怎样用万用表判断二极管旳极性？并阐明为何 不能用R×1和R×10K挡？
答： （1）用万用表旳R×100或R×1K挡，将两支表笔分 别接触在二极管旳两测电阻，记下阻值。然后互换表笔， 再测一次并记下阻值。两次测量中阻值较小旳那次，黑表 笔接触旳那一端为正极，红表笔接触旳那一极为负极。 （2）不能用R×1挡旳原因是这一挡旳电流过大，会烧坏管 子；不能用R×1挡旳原因是电压过大，反向时可能会击穿管子。
直流稳压电源课件
8
电工基础教学部
目录
电工电子技术
Tr a-
u1
o
t
D4
+ io
u2
D1 D3
RL
uo
D2
-
b
+
u2负半周时电流通路
电工基础教学部
9
目录
+
a
(-) u2
b
(+)
u2
桥式整流电路输出波形
电工电子技术
D4
RL
D1 D3
u0
D2
u2＞0 时
a+ b-
u2＜0 时 b(+) a(-)
D1,D3导通 D2,D4导通 D2,D4截止 D1,D3截止 电流通路: 电流通路:由 由a+经D1 b(+)经D2
电工基础教学部
Uo
U
i
U
CE
31
目录
电工电子技术
T UCE
＋ 调整
UBE
UB
∞
Ui
A
比较放大
UF
R1
URE
取 样
F
－
基准电压 R2
当忽略电 感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：
U0=0.9U2
（3）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。
电工基础教学部
21
目录
电工电子技术
3、复式滤波器
为了进一步改善滤波特 性，可采取多级滤波的办法, 如在电 容滤波后再接一级RC滤 波电路，或在电感滤波后面再接一电容。
电工与电子技术 -第12章
电路最简单， 但是带负载能 力差，一般只 用于提供基准 电压，不作电 源使用。
讨论 重点
《电工学简明教程》
效率较高，目前 用的也比较多， 但因学时有限， 这里不做介绍。
12.3.1 稳压二极管稳压电路
限流调压 1. 电路 +
C
RL
uo
压脉动要求不太高的场合，可去除电容，采用电感滤波。
缺点：电感铁芯笨重，体积大，易造成输出电压下 降。
《电工学简明教程》
12.2.3 π 型滤波器
1. 型LC滤波电路
L uo1 C1 C2
u1
u2
RL
uo
如果要求输出电压的脉动更小，可采用 型
LC 滤波器。其滤波效果比LC滤波器好，输出电压也
IOM =100mA URWM =50V
《电工学简明教程》
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 = 5 T/2
~
u
–
+
C RL uo
–
《电工学简明教程》
a
+
D i
+
io
ic
u
+
2U
u
– b
C
RL
uo
O
–
t
uo
2U
O
负载RL 开路时， 二极管承受的最高反向电压
t io
U DRM 2 2U
U DRM 2 2U 半波 桥式、全波 U 2U
电工学下第七版秦曾煌版直流稳压电源
直流稳压电源第18章18.118.2 滤波器18.3 直流稳压电源第18章直流稳压电源本章要求：1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及参数的计算;2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理;3. 了解集成稳压电路的性能及应用。
2020/8/5浙江海洋学院机电工程学院电信系第18章直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u 4u ou 3u 2u 1交流电源负载变压整流滤波稳压18.1整流电路整流电路的作用: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、桥式和倍压整流；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。
2020/8/5浙江海洋学院机电工程学院电信系tωu DO18.1.1 单相半波整流电路2. 工作原理u 正半周，V a >V b ，二极管D 导通；3. 工作波形u 负半周，V a < V b ，二极管D 截止。
1. 电路结构–++–aTr D u o u bR Li o uωtOu oOt ωU 2U2U2-4. 参数计算(1) 整流电压平均值U o(2) 整流电流平均值I o LL R UR U I 45.0o o ==(3) 流过每管电流平均值I D oD I I =(4) 每管承受的最高反向电压U DRM UU 2DRM =(5) 变压器副边电流有效值Io πο57.1 d ) sin (π212m I t t I I ==⎰ωω) d( sin 2π21ποt t U ωω⎰=U 0.45=o U5. 整流二极管的选择平均电流I D 与最高反向电压U DRM 是选择整流二极管的主要依据。
选管时应满足：I OM >I D ，U RWM >U DRM18.1.2 单相桥式整流电路2. 工作原理u 正半周，V a >V b ，二极管D 1、D 3导通，D 2、D 4截止。
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。
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。
电工电子技术(第二版)第十一章
(第二版)
邢江勇 主编
第11章 直流稳压电源
2
知识点：
1.单相半波整流电路、单相桥式整流电路。 2.电容滤波电路、电感滤波电路。 3.稳压二极管稳压电路。 4.三端集成稳压器。
要求掌握：
1.单相半波整流和桥式整流电路的结构及工作原理。 2.电容、电感滤波电路的结构及工作原理。 3.稳压二极管稳压电路的工作原理。
11.4 3端集成稳压器
17
(2)负电压输出稳压器 常用的3端固定式负电压集成稳压器有79××系列，型号中的××两位数 字表示输出电压的稳定值，与78××系列相对应，分别为-5V、-6V、-9V 、-12V、-15V、-18V、-24V。例如，7924的输出电压为-24V，7909的 输出电压为-9V。 与78××系列一样，按输出电流大小不同，又可以分为CW79××系列、 CW79M××系列、CW79L××系列。
11.2.1 电容滤波器
最简单的电容滤波是 在负载RL的两端并联一 只容量较大的电容器，如 图11.5(a)所示。
图11.5 电容滤波电
11.2 滤波电路
9
11.2.2 RC-Π型滤波器
RC-Π型滤波器实际是在上述电容滤波器的基础上，再加一级RC滤波组成的 ，可以多滤波一次，电路如图11.6所示。根据其电路结构的形状，称其为Π型 滤波电路。这种滤波器的输出电流的波形更加平滑，只要参数选择适当，同样 可以达到
11.3 稳压二极管的稳压电路
14
11.3.2 稳压二极管稳压电路的元器件选择
1.稳压二极管的选择 可以根据下列条件初选稳压二极管：
当Ui增加时，会使稳压二极管的IVS增加，所以电流选择应适当大一些。 2.输入电压Ui的确定
Ui高，R大，稳定性能好，但损耗大。一般有 Ui＝(2～3)Uo (11.15)
直流稳压电源设计实验报告
实训报告题目名称：直流稳压电源电路系部：电气与信息工程系专业班级：机制 14-3学生姓名：郭欣欣学号：指导教师：刘岩完成日期： 2018年1月17日摘要随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。
直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。
本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。
随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。
直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。
本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。
关键词:?半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压目录一、设计要求 (1)二、原理分析与设计步骤1.直流稳压电路结构的选择 (1)2.交流变压器 (2)3.整流电路 (2)4.滤波电路 (2)5.集成稳压电路5.1集成稳压器件LM317 (3)5.2 LM317典型接法 (4)6.参数计算与器件选择 (4)6.1电路参数计算 (4)6.2元器件清单 (5)三、实验步骤与测试结果1.电路搭接与仪器调试 (6)2.性能参数测试2.1稳压系数的测量 (6)2.2输出电阻的测量 (6)2.3纹波电压的测量 (7)2.4测量结果分析 (7)四、实验小结 (7)一、设计要求如下表所示：二、原理分析与设计步骤2.1直流稳压电路结构选择直流稳压电源的基本结构如图2-1所示，分为四个基本环节，即电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
据此确定欲设计的电路结构如图2-2所示图2-1图2-22.1.1交流变压器将220V 交流电压降低至一定幅度以使后级稳压电路正常工作。
电工——高级工——电子技术
主要内容•稳压电源电路•放大和振荡电路•逻辑门电路•晶闸管整流电路第一部分直流稳压电源电路•小功率直流稳压电源的组成：整流变压器：把输入的交流电压变为整流电路所要求的交流电压值。
整流电路：由整流器件组成，它把交流电变换成方向不变但大小随时间变化的脉动直流电。
滤波电路：把脉动的直流电变换为平滑的直流电供给负载。
稳压电路：使整流输入电压尽可能少受电源波动或负载变化的影响而保持稳定的电路。
第一部分稳压电源电路•整流电路单相整流电路半波整流全波整流桥式整流三相整流电路半波整流全波整流桥式整流•稳压电路不可控整流电路：晶体二极管，它具有单向导电特性，应用二极管就可构成最简单的整流电路。
在单相整流电路中，最基本的整流形式有半波整流和应用最广泛的桥式整流，这些整流电路都是利用二极管的单向导电性来将交流电变换为直流电，因此二极管是构成整流电路的关键器件。
这种用作整流的二极管称为整流二极管，简称整流管。
把二极管当作理想器件，即认为它正向导通时电阻为零，反向截止时电阻为无穷大。
1、单相半波整流电路2、半波整流工作原理•单相半波整流电路中，•二极管只导通半个周期，另半个周期截止。
•在二极管导通时，输出脉动直流电压平均值：U L ≈0．45U 2•输出脉动直流电流平均值：•二极管截止时，所承受的最大反向电压U RM 就是u 2的峰值：LL L L R U R U I 245.0≈=224.12U U U RM ≈=3、单相全波整流电路构成•单相全波整流电路的构成，在变压器二次侧有一个中央抽头，U2为整个副侧电压的一半，电路中有两个二极管。
4、全波整流工作原理1、当交流电源的波形处于正半周时，二极管V1导通，电流通过下述路径：电源+→V1→R L→整流变压器中间抽头2、当电源的波形处于负半周时，V2导通，电流通过下述路径：电源+→V2→R L→变压器中间抽头总之，流经Rc的电流的方向是相同的。
•R L两端输出电压平均值为U0=0.9U2•当V1导通时，V2截止。
电工电子课程设计直流稳压电源省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
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例：单相桥式整流电路，已知交流电网电压
为 220 V，负载电阻 RL = 50，负载电压 Uo=100V，试求变压器旳变比和容量，并 选择二极管。 解：变压器副边电压有效值 U Uo 100 111 V
0.9 0.9
考虑到变压器副绕组及二极管上旳压降，变
压器副边电压一般应高出 5%~10%，即取
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4、电容滤波电路旳特点
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(1) 输出电压旳波形与平均值Uo与放电时间 常数RLC 有关 负载RL开路时，UO = ？
RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压旳平均值Uo越大，波形越平滑。
一般取τ
RLC
(3 5) T 2
(T : 电源电压旳周期)
近似估算: Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）
a。+
+ u
4
.
. 1 .
b。–– 3 . 2
io
+ uo –
3、工作波形
u
+ 2U
RL
–
t
2、工作原理
2U
u 正半周，Va>Vb， uD
t
二极管 D1、 D3 导通，
t
D2、 D4 截止 。
2U
uD2 uD4
返回
6.1.2 单相桥式整流电路
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1、电路构造
a。–
+ u
4
.
. 1 .
b。– 3 . 2
为确保稳压
为确保稳压
管安全工作
管正常工作
（4）
UUIImmaaxxUUo o I Z max RIomin
直流稳压电源实验报告模拟电子技术
国家电工电子实验教学中心模拟电子技术实验报告实验题目：集成直流稳压电源的设计学院：电子信息工程学院专业：通信工程学生姓名：王斯宇学号：11211116任课教师：佟毅老师2013 年 6 月 2 日目录1、实验题目及要求 (1)1.1实验题目 (1)1.2设计要求 (1)2 实验目的与知识背景 (1)2.1 实验目的 (1)2.2 知识点 (1)3 实验过程 (6)3.1 选取的实验电路及输入输出波形 (6)3.2 每个电路的讨论和方案比较 (8)3.3 分析研究实验数据 (11)4 总结与体会 (12)4.1 通过本次实验能力得到提高，解决问题印象深刻，创新点 (12)4.2 对本课程的意见与建议 (13)5 参考文献 (13)1、实验题目及要求1.1实验题目：集成稳压电源的设计1.2设计要求（1）设计一个双路直流稳压电源。
（2）输出电压Vo=±12V，+5V最大输出电流Iomax=1A（3）输出纹波电压ΔVop-p≤5mV, 稳压系数Sv≤5×10-3。
2 实验目的与知识背景2.1 实验目的（1）掌握集成稳压电源的实验方法。
（2）掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源。
（3）掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。
（4）进一步培养工艺素质和提高基本技能。
2.2 知识点（1）实验设计思想本实验基本设计思想是根据设计要求，从后向前依次设计电路。
小功率稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分电路组成。
变压器将220V电压转换为所需低电压，整流桥可将正负交流电转换为只有正向，而滤波电路通过利用电容充放电的功能使电压趋向于平滑。
最后再由三端稳压器，使输出电压稳定为所需值。
设计过程根据要求选择三端稳压器。
确定电源变压器副边电压V2的值根据稳压器的输入电压和桥式整流滤波电路的电压关系，设计、计算出变压器付边的电压值。
滤波电容的选用可根据技术要求和电网变化情况，设计、计算其电容量和耐压值，然后查有关手册选定电容的标称值和耐压值以及电容型号。
电工实验报告-multisim仿真--直流稳压电源
电工电子系列课程实验报告课程名称：电工及电子技术实验实验日期：年月日实验题目：直流稳压电源学院系专业班姓名学号实验台号成绩实验目的1熟悉半导体直流稳压电源的组成和各部分的作用。
2学习集成三端稳压器的使用。
学会直流稳压电源的主要参数测试方法。
3熟悉multisim仿真环境。
实验仪器设备直流电压表/直流毫安表 量程0/2/200V ，0/200mA/2A 一块 实验电路板整流、滤波和稳压电路一块注意事项1．用实验台上的有级可调交流电源DY02T （6V/12V/14V/16V/18V/24V ）作为整流电路的输入，不再使用变压器调压。
2．示波器观察实验的输入、输出波形时，一次只能用一个通道，不能同时用二个通道观察输入、输出波形，因为输入为交流电压，输出为直流电压，交流侧与直流侧没有共同的接地点，而示波器两个通道在机内是同一个接地点，所以用两个通道同时观察输入、输出波形时必然造成实验电路短路。
3．集成稳压器内部有很好的保护电路，仍然要注意：①使用中输入、输出不能反接，若反接电压超过7V ，稳压器将损坏；②输入端、输出端不能短路，可在输入、输出端接保护二极管。
③稳压器公共端应可靠接地。
4．图16.1中电容C 1用于抑制过压和纹波；电容C 2用于改善负载瞬态响应。
实验内容及步骤1．单相桥式整流电路接通DY02T 的2A 电源，置可调交流电源输出为16V 档（即变压器副边电压U 2），先用DG054－1T 上的交流电压表测量U 2，再用直流电压表测量以下3种情况的负载电压，并将示波器观察到的相应波形记录于表16.1中（此时电位器R P 应右旋到底，即R P 的阻值最大）。
（1）单相桥式整流电路（无滤电容滤波，直接从a 点和地之间输出），验证U o =0.9U 2。
（2）单相桥式整流电路（接电容滤波，a 、b 相连作为输出），验证U o =1.2U 2。
U i W7812100ΩR P 680ΩD 4D 1D 3U 2D 2U CU OC 470μF0.22μF22μF123+C 2 mA+-+-DY02T 14～18V图16.1 整流、滤波和稳压实验电路C 1 ac b表16.1 单相桥式整流电路图一整流、滤波和稳压电路图图二波形图计算及验证过程：见思考题12．负载及输入电压对输出电压的影响（1）选可调交流电源输出16V档电压。
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Uo 基本不变 IR (IRR) 基本不变
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6.3.1 稳压管稳压电路
1. 电。路 .
. IR
R
. + 4
ui
。– 3
.
.1
+
C + UI
2
.–
2. 工作原理
Uo = Uz IR = Io + Iz
设负载RL一定， UI 变化
UI Uo (Uz ) IZ IR
Uo 基本不变 IRR
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1. 电路结构
T a D io
+
++
3、工作波形
u
u
RL uo 2U
–
–
t
b
uo
2. 工作原理
2U
u 正半周，Va>Vb， 二极管 D 导通；
uD
t t
u 负半周，Va<Vb， 2U
二极管D 截止 。
返回
4. 参数计算：
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1）整流电压平均值 Uo Uo 0.4U5
1
U o20
返回
u
3、工作波形
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|u| >uc 时，二
极管导通，电源
t
在给负载RL供电 的同时也给电容
有无滤滤波波时时的的 输输出出波波形形
充电， uc增加。 uo
|u| <uc 时，二
极管截止，电容
通过负载RL 放电， uc按指数规律下 降。
二极管导通时间
缩短，流过二极管 的电流为脉冲电流
t
流过二极管 的电流波形
Co
Uo
的电压不 得低于3V！
_
1F
W7800系列稳压器基本接线图
π 2π 3π 4π
电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和
D3导通，负载中有电流过，两端有电压uo=u；
负半周时，D1和D3截止，负载中无电流通过，
两端无电压，u0 = 0。波形如图所示。
返回
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+ ui _
+ D2 _u
D3
D1 4 + D4 RL _uo
如果D2或D4接反 则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通， 电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电 流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被
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. Iz
Io
+
Dz
.
RL
Uo
–
I
UZ U
返回
3. 参数的选择
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适用于输出
（ （ （123）））IUUzmIZ=a=x（U2（o~13.5）~U U3o）Im IiR on m axU 电出且大o 压电负的I固流载场om 定不变合、大动。a 输、不xIz
为保证稳压
为保证稳压
流变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电
路的带负载能力。 SI
ΔUo Uo
10% 0 ΔUI0 ΔT0
0.1~1.0%
3) 最小输入-输出电压差 (UI -Uo ) min
4) 最大输入电压 UImax
5) 最大输出电流 Iomax
6) 最大功耗 PM
P M (U Im a xU O )IO max
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4. 主要参数
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1) 电压调整率SU（稳压系数）
反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压 波动对稳压电路的影响。
SUΔΔUoUU I o10% 0 T Io00
0.005~0.02%
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4. 主要参数
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2) 电流调整率SI
反映当输入电压和环境温度不变时，输出电
ID12Io
121A 2
每只二极管承受的最高反向电压
U DR M 2 U 2 12 127 V2
返回
6.2 滤波电路
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交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直 流，其中既有直流成份又有交流成份。
滤波原理: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, 滤掉整流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。
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5）变压器副边电流有效值 I
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I 21 0 2(Imsint)2dt1.1I1 o
5、整流二极管的选择 平均电流ID与最高反向电压UDRM 是选择
整流二极管的主要依据。
选管时应满足： IOM ID ， URWM UDRM
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桥式整流电路的优点：
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① 输出直流电压高； ② 脉动较小； ③ 二极管承受的最大反向电压较低； ④ 电源变压器得到充分利用。 目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在 一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块 只有输入交流和输出直流引线。减少接线，提 高了可靠性，使用起来非常方便。
管安全工作
管正常工作
（4） IUU ZmIImam axaxR x IUoU moionRIomUIi ZInmiInzIm omUaa xo x
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6.3.2 集成稳压器
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单片集成稳压器，具有体积小,可靠性高, 使用灵活,价格低廉等优点。
最简单的集成稳压器只有输入，输出和公 共引出端,故称之为三端集成稳压器。
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1. 分类
三端集成 稳压器
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固定式
可调式
正稳压 负稳压 1.25~37V W78XX W79XX 连续可调
型号后XX两位数字 代表输出电压值
W78系列(输出正电压)、W79系列(输出负电压)。 输出电压额定值有:
5V、 6V、9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。
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2. 外形及引脚功能
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6.2.2 电感滤波 1、电路结构: 在整流电路与负载间串入一
电感 L 就构成了电感滤波电路。
L
+
+
u
RL uo
–
–
电感滤波电路
返回
L
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+
+
u
RL uo
–
–
2、滤波原理:
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 L上。因此,在负载上得 到比较平滑的直流电压。
uD2 uD4
uD1 uD3
返回
4、参数计算：
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1）整流电压平均值 Uo Uo 0.9U
U o10 2Usi ntd(t)0U .9
2）整流电流平均值 Io
Io
Uo RL
U 0.9
RL
3）流过每管电流平均值 ID
1
U
ID
2Io
0.45 RL
4）每管承受的最高反向电压 UDRM UDRM 2U
返回
（2)、输出特性(外特性)
结论
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Uo 1.4U 0.9U
有电容滤波 无电容滤波
o
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 Io 不大的场合。
（3） 流过二极管的瞬时电流很大
RLC 越大Ｕo 越高，Io越大整流管导通时
间越短 iD 的峰值电流越大。
故选管时一般取：IOM (2~3I)D(2~3I)2o 返回
整流二极管的主要依据。
选管时应满足： IOM ID ， URWM UDRM
返回
6.1.2 单相桥式整流电路 前一页 后一页
1. 电路结构
a。+
+ u
4
.
. 1 .
b。–– 3 . 2
io
+ uo –
3、工作波形
u
+ 2U
RL
– uo
t
2、工作原理
2U
u 正半周，Va>Vb， uD
t
二极管 D1、 D3 导通，
烧坏。
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+ ui _
+ D2 _u
D3
D1
+
D4 RL _uo
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。
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6.3 直流稳压电源
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稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳 定的输出电压的一种电子设备。
它的输出电压大小基本上与电网电压、负载 及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出 阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的 电压源。其内阻越小，稳压性能越好。
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例：单相桥式整流电路，已知交流电网电压
为 220 V，负载电阻 RL = 50，负载电压 Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并 选择二极管。 解：变压器副边电压有效值 UUo 10011V 1
0.9 0.9
考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变
压器副边电压一般应高出 5%~10%，即取
D2 或D4 断开时负载电压的波形。如果D2 或D4 接反4 ，后果如何？如果D2 或D4因击穿或烧坏 而短路，后果又如何？
+ ui _
+ D2 _u
D3
D1
+
D4 RL _uo
返回
u
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+ ui _
+ D2 _u
D3
D1
+
π
D4 RL _uouo
t
2π 3π 4π
t