1二极管跟直流稳压电源
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一种能够将交流电转换为稳定的直流电并提供给各种电器设备使用的装置。
它主要由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
根据其输出方式和输出电压特点，可以将直流稳压电源分为线性稳压电源和开关稳压电源。
一、线性稳压电源线性稳压电源是利用线性元件（如二极管、三极管、场效应管等）将交流电转换为直流电，并通过稳压电路将输出电压维持在稳定的水平。
线性稳压电源的原理如下：1.变压器：将输入电源的电压变换为适合的电压，通常会降低电压。
2.整流电路：通过二极管或三极管将交流电转换为半波或全波的脉动直流电。
3.滤波电路：使用电容器对脉动电流进行滤波，使得输出电流平滑化。
4.稳压电路：通过负反馈机制控制输出电压，使其保持在稳定值。
线性稳压电源具有输出电压稳定性高、噪声和纹波小等优点，适用于对电压稳定性要求较高的场合，如科研实验、仪器设备等。
但由于采用了线性元件，效率较低，体积较大，无法满足高功率需求。
二、开关稳压电源开关稳压电源是利用开关管（如MOSFET、IGBT等）进行高频开关操作，实现输入交流电转换为稳定的直流电的一种电源。
开关稳压电源的原理如下：1.变压器：将输入电源的电压变换为适合的电压，通常会升降电压。
2.整流电路：通过开关管的高频开关操作，将输入电源转换为高频脉冲信号。
3.滤波电路：使用电感和电容对高频脉冲信号进行过滤，使输出电流平滑化。
4.稳压电路：通过负反馈机制控制开关管的开关频率和占空比，使输出电压稳定。
开关稳压电源具有体积小、效率高、功率大等优点，适用于工业控制、通信设备、变频器等大功率、高效率的应用场合。
但开关频率较高，容易产生高频噪声，需要进行精确的电磁干扰控制。
总结来说，直流稳压电源主要分为线性稳压电源和开关稳压电源两种类型。
线性稳压电源适用于对电压稳定性要求较高的场合，而开关稳压电源适用于功率较大、效率要求高的场合。
不同类型的稳压电源具有各自的特点和适用范围，根据实际需求选择合适的类型和规格的电源是非常重要的。
直流稳压电源设计方案
直流稳压电源设计方案问题背景直流稳压电源是电子设备运行中常用的一类电源，能够提供稳定且可调的直流电压给电子设备供电。
其在现代电子技术中应用广泛，包括通信设备、计算机、工业自动化、医疗设备等领域。
本文将探讨直流稳压电源的设计方案，并介绍其工作原理以及影响设计的关键因素。
直流稳压电源的工作原理直流稳压电源的工作原理基于电子元件如稳压二极管、稳压管、电感、电容等的组合使用。
其基本原理可以通过下面的步骤进行说明：1.根据输入电源提供的交流电压，通过整流电路将其转换为直流电压。
2.通过滤波电路去除直流电压中的脉动成分，使得输出直流电压更加稳定。
3.利用稳压元件（如稳压管、稳压二极管）对输出直流电压进行进一步的稳压控制。
4.通过负载电路提供被供电设备所需的电流。
设计方案设计需求在设计直流稳压电源时，需要考虑以下几个方面的需求：1.输出电压范围：根据具体需求，确定直流稳压电源的输出电压范围，以满足被供电设备的需求。
2.输出电流能力：根据被供电设备的功率需求，确定直流稳压电源的输出电流能力。
3.稳压性能：确保直流稳压电源具有良好的稳压性能，输出电压在负载变化时能够保持稳定。
4.效率和能耗：提高直流稳压电源的效率，减少能源消耗。
设计步骤步骤一：选择稳压电源拓扑结构稳压电源的拓扑结构包括线性稳压电源和开关稳压电源两种常见结构，根据要求选择适合的拓扑结构。
步骤二：电源变换根据输入电源的类型选择相应的变换电路，如交流转直流电路或直流转直流电路。
其中，交流转直流电路可以使用整流电路和滤波电路来实现。
步骤三：稳压控制根据设计需求和稳压电源拓扑结构，选择合适的稳压元件进行稳压控制。
常用的稳压元件有稳压管、稳压二极管等。
步骤四：保护电路设计在直流稳压电源中，通常需要设计相应的保护电路，包括过载保护、过温保护等，以确保电源和被供电设备的安全运行。
步骤五：滤波和降噪为了提高直流稳压电源的稳定性和可靠性，需要设计相应的滤波和降噪电路，以减小输出电压的脉动和噪声。
直流稳压电源的设计与制作
仿真一：电源变压器的基本特性
1、要求：电源变压器：10：1，200V/50Hz
负载电阻：100欧，示波器
电 2、仿真电路： 源 变 压 器
3、回答问题：
• 变压器初级输出电压幅值约为 V 电 • 变压器次级输出电压幅值约为 V 源 • 初级绕组输入电压与次级绕组输出电
变 压之比 约为 ： 。
压
器 注：理想变压器满足：
v1
整 D1导通、D2管截止，
v2
流
负载中有电流流过； v2
D2
电
在U2负半周：
0
D1截止、D2管导通，
2
3 4
t
路
负载中有电流流过。 vo
0
t
仿真三：单相全波整流电路 1、要求：二极管（理想）2只 2、仿真电路：
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖全波整流电路的输出电压波形并记
录。
整 ❖输出电压是
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖桥式整流电路的输出电压波形并记
录。
整 流 电 路
❖输出电压是
性）
（双极性/单极
❖输出电压是
（全波/半波）
❖输出电压与输入电压的幅值相比是
（基本相等/相差很大）
❖如何用次级带中心抽头变压器输出
正、负两种极性的电压？
整流电路
3 桥式整流电路：
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
5、整流二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于
流 电
实际流过二极管的平均电流IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须
什么是直流稳压电源？
什么是直流稳压电源？
上节我们知道稳压电源是一种能够为负载设备提供稳定的交流电源或者直流电源的电子装置，由此我们知道稳压电源的两大分类分别是交流稳压电源跟直流稳压电源。
其中，直流稳压电源就是指能够为负载装置提供直流电源的一种电子装置，本文将重点来为大家介绍这种稳压电源，其中，直流稳压电源就是指能够为负载装置提供直流电源的一种电子装置，本文将重点来为大家介绍这种稳压电源，在接下来的文章中，我们将会从直流稳压电源的分类及两种具体的直流稳压电源设计来介绍，相信对大家学习稳压电源的相关知识是很有帮助的!
直流稳压电源从工作方式上可分为：
①可控整流型。
用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。
②斩波型。
输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。
③变换器型。
不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。
经整流滤波后输出的直流电压，虽然平滑程度较好，但其稳定性仍比较差。
经整流滤波后的直流电压必须采取一定的稳压措施才能适合电子设备的需要。
直流稳压电源
S0
U mn UO
式中，Umn——输出电压中的交流分量基波；UO——输出电压中的直流分量。 由上式可知，S0越小说明纹波干扰越小。
（5）温度系数ST：温度系数用来表示输出电压温度的稳定性。在输入电压UI和 输出电流IO不变的情况下，由于环境温度 变化引起输出电压UO的漂移量ΔUO与温度变 化量ΔT之比，称为温度系数ST，即
由此可见，在输入电压 u1(u2) 的一个周期内，负载上均有电流通过,
方向始终是从上向下，所以负载上得
到同一方向的电压 uO。
(a)
O
(b)
(c)
U o =0.9U 2
2. 二极管的选择
Io
=U o RL
=0.9 U 2 RL
I VD =0.5 I o
U RM = 2U 2
§6.3 滤波电路
学习目标： 1.能说出常见滤波电路。 2.理解电容滤波原理； 3.能熟练搭建单相桥式整流滤波电路并 测量各种参数。
§6.2 二极管整流电路
§6.2.1 单相半波整流电路
1. 工作原理及参数计算
U Uo
1
2
0
2
sin td(t)
2
2
U2
0.45 U 2
Io
Uo RL
0.45 U 2 RL
2. 二极管的选择
IVD Io
U RM 2U2
例：
有一单相半波整流电路接到电压为220V的正 弦工频交流电源上，如图所示，已知负载电阻 RL=750Ω，变压器二次电压有效值U2=20V， 试求Uo、Io、URM。
SI
U O UO
正负两路输出的直流稳压电源设计
网络教育学院《电源技术》课程设计题目：正负两路输出的直流稳压电源设计学习中心：层次：专业：年级：年春/秋季学号：学生：辅导教师：完成日期：年月日本课程设计项目总则：使用三端集成稳压器设计一个+15V与-5V两路输出的直流稳压电源，要求这两路输出共地。
撰写要求：（1）画出所设计的直流稳压电源的系统框图；分析各组成部分的功能。
（2）各个功能模块的设计，计算元件参数并给出参数选择的依据，并按工程实际确定元件参数的标称值。
具体参数要求：变压器的额定电压、额定电流、额定容量、电压比；整流器件型号；电阻的阻值和功率；电容的容值和耐压以及类型；稳压IC型号等。
（3）技术参数和设计要求：额定输出功率：5W输入：交流220V输出电压：+15V与-5V（共地）（4）对所设计电源指标进行评价并做总结（需要说明的问题）。
（5）正文字数4000字符左右。
目录摘要 (3)第1章直流稳压电源的原理 (5)1.1直流稳压电源工作原理 (5)第2章直流稳压电源的各部分功能分析及设计 (6)2.1电源变压器 (6)2.2桥式整流电路 (6)2.3滤波电路 (7)2.4稳压电路 (7)2.5稳压电源性能指标 (8)2.6设计步骤 (9)2.6.1电源变压器： (9)2.6.2整流电路中二极管的参数计算： (10)2.6.3滤波电容参数计算 (10)2.6.4总体设计思路 (10)设计总结与心得体会 (13)致谢 (14)附录A： (15)参考文献 (16)正负两路输出的直流稳压电源设计摘要：随着社会的进步，电源已成为生产、生活中不可或缺的组成部分。
在工农业生产中主要采用交流电，而在电子线路和自动化控制中还需要稳定的直流电。
为了得到直流电除了直流发电机外多采用直流稳压电源，目前广泛采用各种半导体直流电源。
由于集成稳压器体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此现在基本取代由分立元件构成的稳压电路，在各种电子设备中应用十分普遍。
电子技术基础与技能 伍湘彬主编
2．电感滤波电路
电感滤波电路是将电感元件与负载串联，
接在整流电路后面。
当输入电压升高导致流过L的电流增大时，
L 中产生的自感电动势能阻止电流的增大；
当输入电压降低导致流过L的电流减小时， L 中的自感电动势又能阻止电流的减小。
经电感滤波后，输出电压的波形可以变得平
滑，脉动减小。L越大，滤波效果越好。
1.3.2 滤波电路
滤波：把整流电路输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近平稳的直流电。
常用的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和复式滤波电路。 1．电容滤波电路 电容滤波电路：将电容器接在整流电路后面，与负载并联，其电路如下图所示。
半波整流电容滤波
桥式整流电容滤波
半波整流电容滤波波形
桥式整流电容滤波波形
第一章 二极管及直流稳压电源
1.1 二极管
1.2
特殊二极管
1.3 直流稳压电源
1.1 二极管
【教学目的】 1．了解二极管的基本结构、类型和主要参数。 2．掌握二极管的主要特性。 【教学重点】 1．二极管的基本结构、特性和类型。
2．二极管的单向导电特性及伏安特性。
【教学难点】 1．二极管的主要参数。 2．二极管的单向导电特性。
滤波电容的选择主要应考虑：①输出端得到平滑的直流电压；②保证整流管的 使用安全。 电容滤波电路中电容的取值与负载电流的关系如下表：
输出电流
（A I）
0.5～1 1000
0.15～0.5 470
0.05～0.15 220～470
0.05以下 220
电容
容量 C （µF）
1.3.3
稳压电路
1.集成稳压电路 最简单的集成稳压电路只有输入、输出和公共端，故称之为三端集成稳压器。 （1）固定式三端集成稳压器 型号：W78XX 系列和 W79XX 系列 W78XX 系列是输出正值电压的稳压器，W79XX 系列是输出负值电压的稳压器； 型号后 XX 两位数字代表输出电压值。 性能特点：◆ 输出电流超过1.5A，必须加装散热器； ◆ 不需要外接元件； ◆ 内部有过热保护和过流保护电路。
二极管隔离直流双电源
二极管隔离直流双电源
二极管隔离直流双电源是一种常见的电路设计，它能够有效地将两个不同的直流电源隔离开来，确保它们之间不会相互干扰。
这在一些特殊的应用场景中非常有用，比如在实验室中同时使用两个不同电源进行实验，或者在某些电子设备中，需要同时使用两个不同电压等级的电源。
在这个电路设计中，我们通常会使用两个二极管来实现电源的隔离。
这两个二极管分别连接到两个不同的直流电源，并将它们的正极连接到一起，形成一个共同的输出点。
而二极管的负极则分别连接到各自的直流电源的负极。
通过这样的设计，两个直流电源之间不会相互影响，因为二极管在导通状态下，只允许电流从正向流向负向，而不允许反向流动。
这样一来，即使其中一个电源出现问题或短路，也不会对另一个电源造成损害。
二极管还具有稳压的作用。
当其中一个电源的电压发生变化时，二极管会自动调节电流的流动方向，以保持输出电压的稳定性。
这在某些对电压要求较高的应用中非常重要，比如一些精密仪器的工作电源。
总的来说，二极管隔离直流双电源是一种简单而有效的电路设计，能够实现两个不同电源的隔离和稳定输出。
在实际应用中，我们可
以根据具体的需求选择合适的二极管和其他元器件来搭建这样的电路，以满足不同的电源隔离需求。
第13章直流稳压电源
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
13.3 常用的整流组合元件
一、半桥堆
内部有两个二极管、外观有三个引脚。
（c）
图（a）内部； 图（b）应用电路； 图（c）外形
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
二、全桥堆
内部有四个二极管、外观有四个引脚。
（c）
图（a）内部； 图（b）应用电路； 图（c）外形
电工电子技术
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
IN
2 1 3 1 2 3
1 3
GND
2
OUT
78XX
IN 1
3 2 OUT GND
IN OUT GND OUT
1 3
2
1 3
IN
2
OUT
79XX
GND
1 3
2
GND
GND
1
3 2 OUT IN
IN
三端固定式集成稳压器外形及管脚排列
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
U o 24 U2 26.7 V 0.9 0.9
整流二极管承受的最高反向电压为：
U RM 2U 2 1.41 26.7 37.6 V
流过整流二极管的平均电流为：
1 I D I o 0.5 A 2
因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流 为1 A，最高反向工作电压为100V。
ωt
0 uo
π
2π
3π
4π
π
2π
3π
4π
ωt
(b) 波形
电工电子技术
第13章 直流稳压电源
u2为负半周时
1、二极管D承受反向电压而截止。此时负载上无电流流过
直流稳压电源技术——稳压电源基础
直流稳压电源技术——稳压电源基础第二章稳压电源基础一、电子元件基础知识直流稳压电源中主要使用这些电子元件：电阻、电容、变压器、电感、二极管、三极管、场效应管、集成电路等，有些直流稳压电源可能还有发光二极管、电流表、电压表元件用于工作状态的指示。
这些电子元件主要分为无源器件和有源器件两大类。
其中无源器件是电阻、电容、变压器、电感；有源器件是二极管、三极管、场效应管、集成电路。
无源器件就不必说了，下面我们主要介绍一下有源器件的基础知识。
1、二极管二极管是我们通常情况下的俗称，它的学名叫晶体二极管或半导体二极管。
二极管就是由一个PN 结，加上相应的电极引线封装而成。
二极管按材料分类有硅材料和锗材料；按功能分类又可以分为整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、变容二极管、肖特基二极管、发光二极管等。
常用的二极管主要是利用PN结的单向导电性进行工作。
如：整流二极管、检波二极管、开关二极管等。
但是二极管还有一些比较特殊的性能，比如稳压二极管反向击穿后两端电压保持不便；变容二极管PN结间的结电容会随着外加电压的变化而发生变化；发光二极管通电后能够发光。
（1）二极管的主要参数正向电流IF在额定功率下，允许通过二极管的电流值。
正向电压降VF二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。
最大整流电流（平均值）IOM在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。
反向击穿电压VB二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。
正向反向峰值电压VRM二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRM 为VP的三分之二或略小一些。
反向电流IR在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。
结电容C电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。
最高工作频率FM二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。
（2）直流稳压电源中常用的二极管直流稳压电源中常用的二极管有整流二极管、稳压二极管和发光二极管。
直流稳压电源教学设计
《稳压二极管并联型直流稳压电源》教学设计一、学习者分析《电子技术基础》是机电专业学生必修的重要的专业理论课程，本人担任08机电2班的教学任务。
08机电2班由41名男生组成，通过平时的作业反馈、上课班风班纪的观察，这个班学生非常懒，对机电专业到底学什么，自己今后去干什么非常迷茫，学习基础和理解能力薄弱，但他们的思维比较活跃，喜欢动手操作，对一些实物或图片很感兴趣，只是这种兴趣不够稳定，需要教师创设适度的情境，适时激发。
稳压二极管并联型直流稳压电源课题是建立在学生已熟悉桥式整流滤波电路基础上为学生进一步学习串联调整式稳压电源奠定基础。
二、学习任务分析本课题出自高等教育振源主编的机电类专业教材《电子技术基础》第八章第一节的容，在教材P177—178页。
通过本节课的学习，学生将逐步学会科学的学习方法，养成严谨的科学态度,形成合作精神和竞争意识，为继续学习和发展奠定方法基础。
本课题是教学大纲和高考、会考大纲中规定的必修容，因此，本课题在《电子技术基础》教学中的地位和作用是非常重要的。
同时，认识常用电子元件、熟悉电路每一部分的波形是一名优秀的电子装配和维修人员必须熟练掌握的一项基本操作技能，该容理解是否清晰，直接影响学生后续专业课程的学习和生产产品的质量。
《稳压二极管并联型稳压电路》这一课题的展开，本人分成三个学习任务：【任务一认一认电子元件】会根据给定的电路原理图在实物接线图中认出并联型稳压电路中各元件的规格、名称及正负极，真正领会到理论与实践结合，为自己成为一名优秀的电子装配工奠定基础。
【任务二说一说电路作用】能根据从示波器观察到的波形说出并联型稳压电路各部分的作用，不同学生对波形的理解是不一样的，此时教师应尊重学生间的差异，不要急于否定学生的答案，而要鼓励学生开展讨论，给学生提供展示的机会，培养学生的交流能力及学习《电子技术基础》的自信心。
【任务三画一画电源结构图】会根据并联型直流稳压电路的结构，自己归纳出组成直流稳压电源结构方框图，学会知识的归纳建构，为终身学习打下基础。
电子技术1
为了稳定输出电压，应按电压负反馈方式引入反馈，设输出电压
增加，FUo增加，比较放大器的输出UF减小，比较器方波输出toff增加，
调整管导通时间减小，输出电压下降，起到了稳压作用。稳定过程如下：
一、电容滤波电路
1．电路组成
电路由单相桥式整流电路、大容量电容C和负载RL组成，电路如图1.19 所示。
2．工作原理
（1）不接RL的情况。如图1.19所示桥式整流电容滤波电路中，开关S打开。
（2）接负载RL的情况。如图1.19所示桥式整流电容滤波电路中，开关S闭合。
（3）特点。电容滤波电路虽然简单,但输出直流电压的平滑程度与负载有关。
3．主要参数
（1）输出电压平均值Uo。经过滤波后的输出电压平均值Uo得到提高。工程上，一般按下式估算Uo与U2的关系：Uo=1.2U2
（2）二极管的选择。由于电容在开始充电瞬间，电流很大，所以二极管在接通电源瞬间流过较大的冲击尖峰电流，所以在实际应用 中要求：
二极管的额定电流为：
二极管的最高反向电压为：
在u2的负半周（～2）期间，变压器副边绕组的极性变为上“”下“+”，二
极管V承受反向电压截止，此时电流io≈0，负载上的电压uo≈0，变压器上的电 压u2以反向全部加到二极管上。 第二个周期开始又重复上述过程。
3．指标参数计算
4．特点
单相半波整流电路简单，元件少，但输出电流脉动很大，变压器利用率 低。因此半波整流仅适用于要求不高的场合。
四、串联型稳压电路
1. 电路结构
串联型稳压电路包括四大环节，其组成框图如图1.26所示。
2．稳压原理分析
二极管稳压电路原理
二极管稳压电路原理
在电子电路中，稳压电路起着非常重要的作用，它可以保持输出电压的稳定性，使电路中的其他元件能够在一个稳定的工作电压下正常工作。
而二极管稳压电路作为一种常见的稳压电路，具有简单、可靠、成本低等优点，在实际应用中得到了广泛的应用。
二极管稳压电路的原理主要是利用二极管的正向导通特性和反向截止特性来实
现对输入电压的稳压。
在二极管稳压电路中，一般会采用稳压二极管或者普通二极管与稳压管结合的方式来实现稳压功能。
稳压二极管是一种特殊的二极管，它的特点是在一定的正向电压下，其正向漏
电流变化很小，因此可以在一定程度上稳定输出电压。
而普通二极管与稳压管结合的方式则是通过二极管的正向导通特性和稳压管的反向截止特性来实现稳压功能。
当输入电压发生变化时，二极管的导通电压也会发生变化，从而使稳压管的工作状态发生变化，以维持输出电压的稳定性。
在二极管稳压电路中，一般会加入一个限流电阻，以限制稳压管的工作电流，
从而保护稳压管不会过载损坏。
此外，还可以加入滤波电容来减小输出电压的纹波，提高稳压电路的稳定性。
二极管稳压电路的原理虽然相对简单，但是在实际应用中需要根据具体的电路
要求选择合适的二极管和稳压管，并合理设计限流电阻和滤波电容，以确保稳压电路能够稳定可靠地工作。
总的来说，二极管稳压电路通过利用二极管的正向导通特性和反向截止特性来
实现对输入电压的稳压，具有结构简单、成本低、稳定性好等优点，因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。
当然，在实际应用中需要根据具体的要求进行合理设计，以确保稳压电路的稳定性和可靠性。
直流稳压电源的设计
一、直流稳压电源现代电子设备使用的电源大致有线性稳压电源和开关稳压电源两大类。
所谓线性稳压电源是指起电压调整功能的器件始终在线性放大区的支流稳压电源。
将220V、50Hz的工频电压经过线性变压器降压以后，经过整流、滤波和稳压，输出一个直流电压。
开关稳压电源简称开关电源（Switching Power Supply）,它是指起电压调整作用的期间始终以开关方式工作的一种直流稳压电源。
下面我们对两种稳压电源进行分析。
线性稳压电源原理图如图2-1所示：工频电压器整流滤波电路基准放大器取样由50Hz工频变压器，整流器，滤波器，串联调整稳压器组成。
开关稳压电源其输入，输出隔离的开关电源原理框图：直流输出交流输入EMI滤波器整流滤波变换电路高频变压器整流滤波控制驱动采样比较放大开关电源原理框图50HZ 单相交流220V 电压或三相交流220V/380V 电压经EMI 防电磁干扰电源滤波器，直接整流滤波，然后将滤波后的直流电压经变换为数十或数百千赫的高频方波和准方波电压，通过高频变压器并降压（或升压）后，再经高频整流，滤波电路，最后输出直流电压。
通过采样，比较，放大或控制，驱动电路，控制变换器中功率开关管的占空比，便得到稳定的输出电压。
两类电源的选择:线性稳压源的优点是：电源稳定度及负载稳定度较高；输出纹波电压小；瞬态响应速度快；线路结构简单，便于维修；没有开关干扰。
缺点是：功耗大、效率低，其效率一般只有35~60%；体积大、质量重、不能微小型化；必须有较大容量的滤波电容。
其中，交换效率低下是线性稳压电源的重要缺点，造成了资源的严重浪费。
在这种背景下，开关稳压电源应运而生。
任何电子设备均需直流电源来供给电路工作，特别是采用电网供电的电子产品，为了适应电网电压波动和电路的工作状态变化，更需要具备适应这种变化的直流稳压电源。
但开关稳压电源的主要缺点是电路比较复杂。
输出纹波电压较高，瞬态响应差，并且存在较为严重的开关干扰。
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
第一章 二极管讲解
i I S (e UT 1)
反向击穿 电压UBR
I
导通电压: 硅管0.6~0.8V, 锗管0.1~0.3V
U
开启电压Uon: 硅管0.5V，
锗管0.1V
4
三、二极管应用电路举例 理想二极管：开启电压=0 V，导通压降=0 V。
二极管：开启电压=0 .5V，导通压降0.7V(硅二极管) 1：二极管半波整流
2U
t
uo
2U
uD
t
t
2U
u u D2 D1 红色为正半周波形 u u D4 D3 绿色为负半周波形
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
(2)
1
Uo 0 2U sin
整流电流平均值 Io
td(t)
Io
Uo RL
2 2
0.9
U
RL
0.9U
(3) 流过每管电流平均值 ID
P 区中的电子和 N 区中的空穴（都是少子），数量有限， 因此由它们形成的电流很小。
PN 结具有单向导电性
25
PN结形成过程动画演示
PN结的单向导电性
•PN 结正向偏置
P 正N 负,导通
变薄
内电场被削弱，多子 的扩散加强，能够形 成较大的扩散电流。
－+
+
－+
P
－+
N
－+
外电场
R
限流电阻
内电场
E
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
直流稳压电源的设计实验报告
直流稳压电源的设计实验报告1.引言1.1 概述直流稳压电源设计实验是电子工程领域中常见的实验项目之一。
通过该实验，我们可以掌握直流稳压电源的基本原理和设计方法，提升对电路设计和电子元器件的理解能力。
本实验报告旨在详细介绍直流稳压电源的设计过程以及实验结果的分析。
在现代电子技术中，直流电源是电子设备正常运行所必需的基本元件之一。
直流稳压电源的主要功能是将输入的交流电转换为稳定的直流电，并保持输出电压在一定范围内的稳定性。
这种稳定性对于电子设备的正常工作至关重要，因为电子器件对电压波动非常敏感，在电压不稳定的情况下，可能会导致设备损坏或不正常工作。
本次实验旨在设计一款能够提供稳定输出电压的直流稳压电源。
我们将通过选择合适的电子元器件，如变压器、二极管、电容器和稳压管等，根据电路原理和稳压原则进行电路设计。
通过实验步骤，我们将逐步搭建电路，对其进行调试和测试，并记录实验结果。
通过该实验，我们不仅能够掌握直流稳压电源的设计方法，还能够深入了解各个元器件的特性及其相互配合的重要性。
同时，我们还将对实验结果进行分析，评估设计的稳定性和可靠性，并针对改进点提出设计改进建议。
总之，本次实验报告将详细介绍直流稳压电源的设计原理、实验步骤以及实验结果的分析。
通过该实验，我们将提高电子工程实践能力，深入理解电路设计的关键要点，并为进一步的学习和研究奠定基础。
1.2文章结构文章结构：本文主要分为三个部分，即引言、正文和结论。
在引言部分，首先概述了直流稳压电源设计实验的背景和意义，并介绍了文章的整体结构。
接着明确了本实验的目的，为读者提供了阅读本文的指导方向。
在正文部分，首先详细介绍了直流稳压电源的设计原理，包括其基本概念、工作原理和关键技术。
然后，给出了实验的具体步骤，包括所需器件和材料的准备、电路的搭建和电源参数的调整等。
通过实验步骤的详细描述，读者可以了解到直流稳压电源设计的具体操作过程。
在结论部分，对实验结果进行了分析和总结。
可调直流稳压电源的工作原理
可调直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电源设备。
它通过对输入电压进行调节和稳定，以确保输出电压始终维持在设定值或者范围内。
在这篇文章中，我们将详细解释可调直流稳压电源的工作原理。
1.什么是可调直流稳压电源可调直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电源设备。
它具有以下特点： - 可以通过调节来改变输出电压的大小。
- 能够在负载发生变化时自动调节输出电压，以保持其恒定性。
- 具有过载保护、短路保护等功能。
2.可调直流稳压电源的基本组成可调直流稳压电源通常由以下几个基本组成部分构成： - 整流器（Rectifier）：用于将交流输入转换为直流信号。
- 滤波器（Filter）：用于去除整流后产生的脉动，使得输出信号更加平滑。
- 调节器（Regulator）：用于对滤波后的信号进行调节，以保持输出电压恒定。
- 控制器（Controller）：用于监测输出电压，并根据需要对调节器进行控制。
3.整流器的工作原理整流器是可调直流稳压电源的第一个关键组件，其作用是将交流输入信号转换为直流信号。
整流器通常采用二极管桥或者整流管进行整流。
•二极管桥整流器：二极管桥整流器由四个二极管组成，可以实现全波整流。
当输入信号为正弦波时，正半周的信号经过两个二极管之后变为正向导通，负半周的信号经过另外两个二极管之后也变为正向导通。
这样就可以实现将交流输入转换为全正向的脉动直流信号。
•整流管整流器：整流管整流器使用可控硅等元件进行整流。
可控硅是一种能够控制导通和截止的元件，在适当的触发条件下可以实现单相或者三相交流输入到直接输出的转换。
4.滤波器的工作原理滤波器是可调直流稳压电源中用于去除脉动信号的关键组件。
它通过使用电容和电感元件来滤除输入信号中的高频成分，从而使得输出信号更加平滑。
•电容滤波器：电容滤波器是一种常用的滤波器类型，它由一个或多个电容元件组成。
在整流后的信号经过电容滤波器时，电容会存储能量，并在负载发生变化时释放能量以维持输出电压的稳定性。
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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RL－－负载等效电阻。
输入电压为正半周时， 二极管
V正向导通，电流由A经C到达B点,
在负载上得到上正下负的电压。 输入电压为负半周时，二极管 V反向截止。电路中没有电流流过
负载，负载上无输出电压。
由此可见，在半波整流电路中，交流电一个周期内，二极管半个周期导通半
个周期截止，输出的脉动直流电的波形是输入交流电波形的一半。 “半波整流” 由此得名。 （2）半波整流电路的特点 优点：结构简单 缺点：电源利用率低、脉动成分大。 应用：对直流电压波动要求不高的场合，如蓄电池的充电等。
激光二极管
激光二极管是在发光二极管的PN结间安置一层具有光活性的半导体，使其能发射出
单波长红外光。
电路符号
实物图
工作条件：正向导通。 特 性：与普通二极管一样，具有单向导电性能； 体积小、重量轻、耗电低； 驱动电路简单、方便调制； 耐机械冲击、抗震动。 应 用：远距离光纤通信的光源，计算机光驱、激光打印机打印
正极接电源正端， 负极经L、R接电源 负端，电路导通。 负极接电源正端，正 极经L、R接电源负端, 电路不导通。
结论： 二极管正向偏置时导通， 反向偏置时截止。这就是二极 管的单向导电性。
（2）二极管的伏安特性 伏安特性：通过二极管的电流和它两端电压之间 的对应关系。右图为二极管的伏安特性曲线。 ①正向特性（图OAB段） 死区（OA段）：二极管不导通。 正向导通（AB段）：正向电流迅速增加，二 极管两端电压降变化不大。 ②反向特性（图中OCD段） 反向截止（OC段）：二极管反向电流很小，
第一章
二极管及直流稳压电源
1.1.1 二极管的基本结构、特性和类型 1．二极管的基本结构 如下图所示，在一个PN结的两端各引出一个 电极，外加玻璃或塑料的管壳封装就是二极管。 由P型半导体引出的电极，称为正极（或阳极）； 由N型半导体引出的电极，称为负极（或阴极）。 2．二极管的特性 （1）二极管的单向导电性
2．桥式整流电路 （1）工作原理
输入电压为正半周时， 二极管V1和V3正向导通，V2和V4反向截止，在负载 上得到上正下负的电压。
桥式整流电路工作过程
输入电压为负半周时， 二极管V2和V4正向导通，V1和V3反向截止，在负载
上仍然得到上正下负的电压。
在桥式整流电路中，4只二极管分为两组，交流电正、负半周各有一组二极管 导通，且流过负载的电流是同一方向，在负载上得到全波脉动直流电。 （2）桥式整流电路的特点 优点：输出电压高、脉动较小、电源效率高、二极管承受的最大反向电压低。 缺点：电路复杂、二极管数量多。 应用：对直流电压波动要求高的场合。
点接触型
1.1.2 二极管的主要参数
1．最大整流电流 I FM 二极管在室温下长期运行允许通过的最大正向平均电流。 2．最高反向工作电压 VRM 二极管正常工作时所允许外加的最大反向电压。 3．反向电流 I R 在二极管加反向电压而未击穿时的反向电流值。
1.2.1
稳压二极管
稳压二极管利用 PN 结的反向击穿区具有稳定电压的特性来工作的。
平指示、组成文字或数字显示。
1.2.3
光电二极管
光电二极管也称光敏二极管，是一种将光信号转变成电信号的器件。
电路符号
实物图
工作条件：反向偏置。 特 性： 无光照时，反向电阻高达几十兆欧； 有光照时，反向电阻降为几千欧～几十千欧 。 应 用： 在自动控制中作为光/电检测元件，制作光电池。
1.2.4
桥式整流：因为负载上得到的是全波脉动直流电，因此，直流输出电压为：
VL 0.9V2
直流输出电流为：
IL
VL V 0.9 2 RL RL
（2）整流二极管上的平均整流电流
IF
半波整流：流过整流二极管的平均电流即为负载中的直流电流。
变容二极管
变容二极管PN结的电容是可变，由此可以实现改变电容的功能。
电路符号
实物图
工作条件：反向偏置。 特 性： 正向特性与普通二极管相同； 反偏时，PN结电容随外加电压升高而降低； 电容量较小，几十～几百pF 。 应 用：电视机、收录机等家用电器和仪器仪表中构
成调谐电路和自动频率微调电路。
1.2.5
3．整流电路及元件的主要参数估算与选用 （1）负载 RL 上的直流输出电压 VL 和直流输出电流 I L 半波整流：负载上的直流输出电压是整流电路输出电压在一个周期内的平均值；
Байду номын сангаас
VL 0.45 V2
负载上的直流输出电流是直流输出电压与负载阻值的比值。
IL
VL V 0.45 2 RL RL
头，VCD机及条形码阅读器等。
1.3.1 整流电路 直流稳压电源：把交流电通过整流、滤波和稳压电路处理后得到稳定的直流电压 的电路。其组成框图如下图所示。
利用二极管的单向导电性，把交流电变换成脉动直流电的电路称为整流电路。
1．半波整流电路 （1）工作原理 T－－电源变压器，用来将220V交流市电电压 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。 V－－整流二极管，将交流电变成脉动直流电。
二极管不导通。
反向击穿（CD段）：当反向电压超过击穿电压 后，二极管的反向电流急剧增加。 二极管伏安特性曲线为非线性，所以二极管属于非线性器件 。
3.二极管的类型
（1）点接触型二极管 允许通过较小的电流（不超过几十毫 安）。 适用于高频小电流电路，如收音机的检 波等。 （2）面接触型二极管 允许通过较大的电流（几安到几 十安）。 适用于把交流电变换成直流电的 “整流”电路中。 面接触型 （3）平面型二极管 能通过较大的电流，而且性能稳定 可靠。 多用于开关、脉冲及高频电路中。 平面型
电路符号
实物图
工作条件：反向击穿。 特 性： 正向特性与普通二极管相同； 反向击穿特性较陡； 反向击穿电压为几伏～几十伏。 应 用：稳压设备和一些电子电路中。
1.2.2
发光二极管
发光二极管简称为LED，它能把电能转换成光能，实现发光的功能。
电路符号
实物图
工作条件：正向导通。 特 性：与普通二极管一样，具有单向导电性能； 体积小、发光均匀稳定、亮度较高、响应快、寿命长； 工作电压低(约 2 V)，工作电流小(约 10 mA)。 应 用：各种电子电路、家电、仪表等设备中的电源指示、电