现代电子线路06直流稳压电源
中职电子线路教案：直流稳压电源
江苏省XY中等专业学校2021-2022-2教案编号：备课组别电子上课日期主备教师授课教师课题：8.1直流稳压电流教学目标1.了解直流稳压电源的作用、分类2．能画出简单串联稳压电源的组成，能分析稳压过程重点分类、组成、稳压过程难点稳压过程教法讲授法、探究法、讨论法教学设备教学平台、虚拟实验室、实验室教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容A．复习1．硅稳压管的特性。
2．硅稳压二极管稳压电路。
B．引入1．直流稳压电源的作用：当电网电压变化或负载发生变化时，输出电压能基本保持不变。
2．按电压调整元件与R L连接可分为以下两种。
C．新授课8.1两种稳压类型概述一、并联型稳压电路1．框图：教学内容2．电路组成：（1）找出分析关系式：I R = I Z + I LV R = I R RV O = V Z = V I－I R R（2）稳压过程V I↑→V O↑→I Z↑→I R↑V O↓————↓问：①V I极性接反时，能否稳压？②R = 0时，能否稳压？3．特点（1）优点：电路简单，调试方便。
（2）缺点：输出电流较小（几十毫安），带负载能力低，应用于要求不高的小型电子设备中。
随堂练习：（1）说明R L↓ 时，稳压过程。
（2）已知：V I = 9 V，V Z = 6 V， R =21kΩ，R L = 2 kΩ。
求：I R，I Z解：I R = mA6mA0.569EI=-=-RVVI L = mA3mA26=I Z = I R- I L = (6-3)mA = 3 mA教学内容三、串联型稳压电路：1．框图：2．基本原理I B↑→V CE↓ 输出特性曲线I B↓→V CE↑3．V为调整管——作为调整元件的晶体管。
8.2串联型晶体管稳压电源一、简单串联型晶体管稳压电源1．电路：2．元件作用：V1——调整管；V2——稳压管，为V1的基极提供稳定的基准电压；R1——V2限流电阻；R1——V1偏置电阻；R2 ——V1发射极电阻。
现代电力电子技术硬件实验 (2)
实验一半桥型开关稳压电源的性能研究实验时间：（10月13日）一、实验目的(1)熟悉典型开关电源主电路的结构，元器件和工作原理。
(2)了解 PWM 控制与驱动电路的原理和常用的集成电路。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1HK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2PE-18半桥型开关稳压电源3双踪示波器自备4万用表自备三、原理说明(1)半桥型开关直流稳压电源的电路结构原理和各元器件均已画在PE-18挂箱的面板上，并有相应的输入与输出接口和必要的测试点。
主电路结构拓扑图如图1所示。
图1 主电路结构拓扑图(2)逆变电路采用的电力电子器件为美国IR公司生产的全控型电力MOSFET管，其型号为IRFP450，主要参数为：额定电流16A，额定耐压500V，通态电阻0.4Ω。
两只MOSFET管与两只电容C1、C2组成一个逆变桥，在两路PWM信号的控制下实现了逆变，将直流电压变换为脉宽可调的交流电压，并在桥臂两端输出开关频率约为26KHz、占空比可调的矩形脉冲电压。
然后通过变压器降压、整流、滤波后获得可调的直流电源电压输出。
(3)控制与驱动电路：控制电路以SG3525为核心构成，SG3525为美国Silicon General 公司生产的专用PWM控制集成电路，其内部电路结构及各引脚功能如图2所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。
调节Vref的大小，在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开180度、占空比可调的矩形波（即PWM信号）。
它适用于各开关电源、斩波器的控制。
图2 SG3525引脚分布图四、预习思考题(1)开关稳压电源的工作原理是什么？有什么优点？答：开关稳压电源的主要构成部分是一个变压器和一个充当“开和关”功能的开关管，变压器和开关管串联于电路中，直流电经过开关管的“开和关”状态在电路上形成脉冲电压，这个脉冲电压在变压器的磁芯上面形成瞬间变化的磁场，然后在同一个磁场里的另一个线圈上就感应出了脉冲电压，这个脉冲电压经过整流和滤波，即输出直流电压。
项目1直流稳压电源的原理图与PCB设计
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03 PCB设计
PCB材料与层数选择
材料选择
通常选用FR4材料，其具有较好的电 气性能和稳定性。
层数选择
根据电路复杂度和成本考虑，可以选 择单层、双层或四层PCB。
测试方法
按照预定的测试计划进行测试，包括常规测试、极限测试和异常测试等。
测试标准
参考相关国家和国际标准，如GB/T14719-2008《直流稳压电源通用技术条 件》。
常见故障分析与排除
故障1
输出电压不稳定。可能原因是滤 波电路不良或反馈回路故障。排 除方法：检查滤波电容是否正常， 反馈电阻是否变值，反馈电路是
项目1直流稳压电源的原理图与 PCB设计
目 录
• 直流稳压电源概述 • 原理图设计 • PCB设计 • 直流稳压电源的调试与测试 • 设计总结与展望
01 直流稳压电源概述
定义与特点
定义
直流稳压电源是一种能够提供稳定直 流电压的电源设备。
特点
具有电压稳定度高、纹波系数低、安 全可靠等优点，广泛应用于电子设备、 仪器仪表、通信设备等领域。
将理论知识与实际应用相结合，提高了我 的知识应用能力，加深了对专业知识的理 解。
改进方案与展望
技术升级
未来可以考虑采用更先进的电 源管理技术，以提高电源的性
能和效率。
直流可调稳压电源的故障排查和维修方法
直流可调稳压电源的故障排查和维修方法直流可调稳压电源是一种广泛应用于电子设备中的电源设备，其作用是提供稳定的直流电压输出。
然而，在长期使用过程中，不可避免会出现一些故障情况。
本文将介绍直流可调稳压电源的常见故障情况以及相应的排查和维修方法。
一、无输出故障1. 检查输入电源：首先，确认输入电源是否正常接通，并检查其电压稳定性。
如果输入电源的电压异常，可以尝试更换或修复电源输入。
2. 检查输出调节器：如果输入电源正常，但仍无法输出稳定的电压，可能是调节器出现故障。
检查调节器的连接是否良好，排查并修复可能存在的接触不良或线路破损问题。
3. 检查电子元件：如果以上步骤仍无法解决无输出问题，可能是电源内部的电子元件损坏。
检查关键元件，如稳压管、电容器等，是否存在烧坏、漏液等情况。
如有需要，更换损坏的元件。
二、输出电压波动大1. 检查负载情况：输出电压异常波动可能与负载变化较大有关。
检查负载是够稳定，并适当调整负载情况以减小波动。
2. 检查电容器：电容器是稳压电源输出电压平稳的重要元件。
检查电容器是否损坏或漏液，如有需要，更换问题电容器并进行合适的焊接。
3. 检查反馈电路：稳压电源的反馈电路能够对输出电压进行监测和控制。
检查反馈电路的连接情况，确保信号传输通畅。
如果有发现问题，修复或更换电路中的元件。
三、过热故障1. 检查散热器：过热可能是散热器无法有效散热引起的。
检查散热器的连接和散热片是否正常，如有需要，清理灰尘或更换散热器。
2. 检查风扇：风扇在稳压电源散热中起到重要作用。
检查风扇是否运转正常，如果不正常，可以更换故障风扇。
3. 检查工作环境：稳压电源的工作环境也会对其散热产生影响。
确保电源周围空气流通良好，并且避免高温环境下的工作。
四、保护功能触发1. 过流保护：如果直流可调稳压电源进入过流保护状态，可能是负载电流过大。
检查负载是否需要重新调整，以确保电流在稳定范围内。
2. 过压保护：当直流可调稳压电源进入过压保护状态时，可能是输出电压过高。
直流稳压电源
摘要开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。
传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术，而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。
相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率，系统的稳定性和动态特性也得以明显改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。
直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。
信号源产生控制信号，该信号有它激或自激电路产生。
比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，、频率、波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。
DC/DC变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核心部分。
除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。
开关电源典型结构有串联开关电源结构、并联开关电源结构、正激开关电源结构、反激开关电源结构、半桥开关电源结构、全桥开关电源结构等。
这里重点介绍一下反激开关电源结构。
所谓单端是指只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。
反激式则指当功率MOSFET 导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET关断时，才向次级输送电能，由于开关频率高达100kHz，使得高频变压器能够快速存储、释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。
这也是反激式电路的基本工作原理。
而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的。
稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。
目录课程设计任务书 ............................................................................................ 错误！未定义书签。
直流稳压电源设计实验报告完整版
直流稳压电源设计实验报告HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】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.集成稳压电路集成稳压器件LM317 (3)LM317典型接法 (4)6.参数计算与器件选择 (4)电路参数计算 (4)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.性能参数测试稳压系数的测量 (6)输出电阻的测量 (6)纹波电压的测量 (7)测量结果分析 (7)四、实验小结 (7)一、设计要求二、原理分析与设计步骤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。
直流稳压电源-简介
直流稳压电源-简介能为负载提供稳定直流电源的电子装置。
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。
直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。
环境温度、负载大小、输入电压等因素都会使直流稳压电源的输出电压发生变化。
输入电压的变化对输出电压的影响可用电压稳定度表示。
它表示影响输出电压变化的其余参数保持不变以及输出电流为额定值时，由于输入电压在额定值±10％范围内变化所引起的输出电压的相对变化量。
环境温度的稳定性、负载变动的稳定性等都可用类似方法表示。
另外,直流稳压电源在额定工作情况下,表示输出电压中交流分量大小的纹波系数，以及表示当输入电压或负载急剧变化时，电压回到原来正常值所需时间的响应速度也是直流稳压电源的重要质量指标。
直流稳压电源可分为连续导电式与开关式两大类。
连续导电式稳压电源它的基本框图。
变压器把单相或三相交流电变压到适当值,然后经整流滤波后获得不稳定的直流电源,再通过稳压电路得到稳定电压或稳定电流。
这种方式的缺点是提高稳定系数必须增大串联电阻，并且输入电压要远高于输出电压。
是串联调整方式。
误差放大器将取样电压与基准电压之差值加以放大，控制串联调整元件的压降，以使输出电压（或电流）得到稳定。
直流稳压电源直流稳压电源图册连续导电式稳压电源有线路简单、纹波小、相互干扰小等优点；缺点是体积大，耗材多，效率低等。
因并联调整方式中的串联电阻以及串联调整方式中的串接的调整元都流过负载电流，功耗很大，效率常低于40～60％。
开关式稳压电源它的工作原理示于。
直流稳压电源直流稳压电源图册改变调整元件(开关)的通断时间比T/T,可调节输出电压U的大小,从而达到稳压目的。
元件导通时因处在饱和状态,故功耗小,效率可高达85％左右。
开关式稳压电源80年代以来发展迅速，种类繁多。
从工作方式上可分为以下3大类。
直流稳压电源实验中的常见故障排查与解决方法
直流稳压电源实验中的常见故障排查与解决方法直流稳压电源在电子实验室中扮演着至关重要的角色。
然而，由于多种原因，它们可能会出现各种故障。
本文将介绍一些常见的故障排查与解决方法，以帮助您在直流稳压电源实验中更加顺利地进行工作。
1. 电源无输出问题当直流稳压电源失去输出时，首先要检查以下几个方面：- 输入电源是否正常：检查电源插头是否紧固，电源线是否受损，并使用万用表测量输入电源的电压是否稳定。
- 输出端是否短路：检查直流稳压电源输出端是否因连接不良或线路短路而无法输出电压。
- 保护功能是否触发：一些直流稳压电源配备了过载保护、过温保护等功能，如果这些保护功能触发，电源将停止输出。
在这种情况下，应检查负载是否超过电源额定功率，或者是否需要等待电源降温。
2. 电源输出电压波动问题在直流稳压电源输出电压存在波动的情况下，可以考虑以下几个解决方法：- 检查输入电源的稳定性：如果输入电源存在波动，这可能会传导到输出端。
尝试使用稳定的输入电源或添加滤波电容来减小波动。
- 检查连接线路：检查电源与负载之间的连接是否牢固可靠，尤其是接地线是否连接良好。
松动或不良的连接可能会导致电压波动。
- 负载问题：某些负载对电源电压更敏感，如果负载变化较大，可能会导致电源电压波动。
尝试使用更稳定的负载。
3. 过热保护触发问题在实验过程中，如果直流稳压电源频繁触发过热保护，可以考虑以下几个解决方法：- 改善散热条件：检查电源周围的散热条件，确保通风良好。
清除电源周围的堆积物，确保散热片或风扇没有阻塞。
- 降低功率负载：如果负载功率过高，电源可能会因过热而停止工作。
尝试降低负载功率或使用额定功率更高的电源。
- 延长冷却时间：过热保护触发后，直流稳压电源会停止输出并冷却一段时间。
在重新启动之前，请确保给电源足够的冷却时间。
4. 输出电流异常问题当直流稳压电源输出电流异常时，可以进行以下排查和解决方法：- 检查负载连接：检查负载与电源之间的连接是否正常。
直流稳压电源及电压指示电路
目录1. 概述 (1)2. 方案论证 (1)3. 电路工作原理及说明 (3)2.1直流稳压电源电路 (3)2.1.1 电源变压器 (3)2.1.2 整流电路 (4)2.1.3 滤波电路 (5)2.1.4 集成稳压器 (6)2.1.5过流保护 (7)4.电路性能指标的测试 (8)4.1 稳压电源的输出及指示电路 (8)5. 结论 (9)6. 性价比 (10)7课设体会及合理化建议 (10)附录Ⅰ元器件清单 (11)附录Ⅱ整体电路原理图 (12)参考文献 (13)直流稳压电源及电压指示电路摘要：电源电路作为任何电子设备中不可缺少的部分，其设计越来越受到人们的重视。
电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
本文设计了直流稳压电源的两种方案，可通过LED来指示输出电压的高低，并确定其大体范围。
方案一对市电整流、滤波后，利用集成运算放大器及滑动变阻器来调节电压的输出范围。
方案二与方案一原理基本相同，但具有扩大输出电流的功能。
两种方案分别进行了软件仿真和硬件测试，所得结果均符合技术指标的要求。
关键词：稳压电源；发光二极管；电压指示1. 概述电源作为各种电子电路及电子设备工作的能量来源，在一个系统中占有重要地位。
电源的质量在一定程度上也决定了一台设备的可靠性及各项技术指标。
在各种电子线路的应用中，出于应用上的考虑常常不直接采用直流电源，而是将电网上的交流电通过一系列装置转换为直流电源输出。
这种转换电路并不复杂，一般由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等几部分构成，因此直流稳压电源电路在许多领域有着广泛的应用。
现在各种稳压电器已经广泛使用，其性能稳定，外围所需元件不多，调试方便。
本文要求设计一个可以指示输出电压的直流稳压电源，输出电压在0～5V范围内连续可调；要求用LED指示输出电压的范围，小于2V时只有一个LED点亮，大于等于2V时两个LED同时点亮；并且输出电压的纹波电压（峰峰值）不能超过10mV。
直流稳压电源操作规程
直流稳压电源操作规程一、使用前检查1、电源输入电压范围是否在规定范围内，是否稳定；2、电源输出是否正常，是否稳定；3、电源线是否完好，有无破损或老化现象；4、电源接口是否完好，有无松动或损坏现象。
二、操作步骤1、将电源插入指定电源插座，并确保电源输入电压在规定范围内；2、打开电源开关，电源指示灯亮起；3、使用电源输出线连接需要供电的设备；4、根据需要调整电源输出电压，使设备正常工作；5、在设备正常工作后，观察电源输出是否稳定；6、使用完毕后，关闭电源开关，断开电源输出线。
三、注意事项1、操作过程中，请勿将手伸入电源输出端口，以免发生触电事故；2、请勿将电源连接到非指定设备上，以免造成设备损坏或人身伤害；3、请勿在潮湿、高温、易燃易爆等环境下使用本电源；4、请勿在电源附近放置任何金属物品，以免造成短路或触电事故；5、如发现电源异常情况，请立即关闭电源，并专业人员检查维修。
直流稳压电源实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，深入了解直流稳压电源的工作原理、电路设计及性能参数。
通过实验，提高我们的电子技术应用能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、实验原理直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压的电源设备。
它主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
当交流电源输入时，经过变压器降压后，再经过整流电路将交流电转换为脉动的直流电。
然后，通过滤波电路滤除脉动成分，得到较为平滑的直流电。
最后，稳压电路对输出电压进行稳定控制，确保输出电压的稳定性和可靠性。
三、实验步骤1、搭建电路：按照实验原理图，搭建直流稳压电源的电路。
确保电路连接正确，元件摆放整齐。
2、调试电路：接通电源，观察电路是否正常工作。
如有异常，及时排除故障。
3、数据记录：使用万用表测量各点的电压，记录数据。
同时，观察电路的输出电压是否稳定。
4、数据分析：对实验数据进行整理和分析，了解稳压电源的性能参数。
四、实验结果经过实验，我们得到了以下数据：通过数据可以看出，稳压电源在输入电压为220V时，输出电压稳定在80V左右。
0～12V可调直流稳压电源设计
0～12V可调直流稳压电源电路图适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。
0～12V可调直流稳压电源电路电路工作原理：由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端，它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压（晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流）相比较，将比较结果送至输出端，从而控制晶体管V3的导通电压。
如果电位偏低，使Vo减小，采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小，从而使Vo升高，反之亦然。
如此起到了稳定输出电压的作用。
晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。
当输出电流超过额定电流（本电源为1A）时，V4导通，使晶体管V2和V3截止，输出端无电压输出，防止了电源损坏。
当输出电压小于6V，电流较大且输入电压又很高时，晶体管V3极间压差较大，会引起V3调整管功耗过大，为此本电源特别设置了电压自动转换电路，它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。
稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压，当输出电压低于6V时，IC2输出低电平，继电器K不吸合，触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管；当输出电压高于6V时，IC2输出高电平，K1吸合，K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。
由上可知，在输出电压低时，输人电压也低；输出电压高时，输人电压也高，从而减小V3的功耗。
电阻R9和电容C4组成继电器节能电路，可减小C2的功耗。
元器件选择：电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。
运算放大器选用LM324单源四运算放大器。
稳压管VZ1选用4V左右的，VZ2选甲8V，VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的，要求稳压值准确，VZ4选用5.5～5.8V的稳压管。
晶体管V1要求β大于150，V3选用大功率NPN晶体管，型号不限，制作中要加足够的散热片。
电子线路第7章
(2)当负载电流变化时
稳压过程： IL UO UO
IZ
UR
IR
I
+
R
V
Uz IZ IL
+
+
+
UI
+
-
UO RL +
7.3.2 串联型稳压电路
稳压管稳压电路的缺点： （1）带负载能力差 （2）输出电压不可调
V1
+
改进： （1）提高带负载能 力——在输出端加一射 极输出器
+
R Uz
+
V2
+
RL UO +
+
4
+
VD4 220V
VD 1
1
+
u1
u2
3
C
VD3 VD 2
2
uL -
+
u2＞ uC时： 二极管导通，C充电 u2＜ uC时： 二极管截止，C放电。 由于RL=∞，无放电回 路，所以uC保持。
u2
+
t
uL
uc=uL
t
（2）接入RL（且RLC较大）时
uc
+
4
+
VD 4 220V
VD1
1
+ +
u1
u2
2
+
（1）输出电压平均值UL：
U L 0.45U2
（2）输出电流平均值Io ： I = U /R =0.45 U / R L L L 2 L
3. 整流元件的选择
（1）流过二极管的平均电流：
ID = IL
V
+
简述直流稳压电源的作用
简述直流稳压电源的作用
1 直流稳压电源的作用
直流稳压电源是电子系统或设备所需的电器，可根据需要调整电
源的输出电压，将交流变成直流，使设备运行正常，达到稳定输出电
压的作用。
特点为稳定输出，并可以调整输出电压，从而保证设备正常运行。
直流稳压电源是指在输出端恒定的输出电压，而不论输出阻抗及负载
变化，电源仍能按照预定电压输出。
直流稳压电源常用于家用电器、数据采集系统、数据采集终端、
实时事件处理系统等应用场合，是提高工作效率的重要设备之一。
此外，直流稳压电源可以避免浪涌、闪电和引起电脑损坏的意外
情况。
正确使用直流稳压电源可以有效地降低产品缺陷率，提高产品
质量，保证其正常运行。
因此，直流稳压电源在那些需要恒定电压输出的电子系统、设备
中尤其重要。
它可以将变电网输出的不稳定的交流电压调整到所需的
电压，避免因线路负载不均衡或供电不可靠造成的电子设备运行失败
的问题，使电子系统更加稳定。
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。
直流稳压电源实验
直流稳压电源实验直流稳压电源是一种电子电路系统，它按照一定的电压稳定性要求，利用电子元件和电路技术将交流或直流电源转换为稳定的直流电压，以供电子器件、电路和系统使用。
在电子实验、仪器仪表、通讯设备、计算机等领域都有广泛的应用。
直流稳压电源一般由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
其中，变压器将输入的交流电源转换为所需的电源电压，整流电路将交流电源转换为直流电源，滤波电路去除直流电源中的纹波，稳压电路控制输出电压恒定在设定值。
实验中，我们需要利用模拟电路软件，模拟出一个基于LM317芯片的可调电压稳压电源电路，并使用电子元件进行实际的搭建和调试。
具体步骤如下：第一步：计算参数根据实验要求，我们需要构建一个输出电压范围为1.5V-20V（可调），最大输出电流为500mA的可调电压稳压电源。
根据LM317数据手册，我们可以得出一些基本参数：- 输出电压（Vo）：1.5V-20V（可调）- 稳压管的额定电流（Ic）：1.5A- 稳定器的稳定电源电流（Iadj）：45mA- 最大功耗（Pmax）：2.2W接下来，我们需要根据以上参数计算出所需的电子元件参数，如电阻、电容、二极管等。
第二步：搭建电路将所需的电子元件按照电路图进行连接，注意电阻、电容的极性和数值的正确性。
整个电路的连接应紧凑，线路应尽可能短，以减小噪声干扰。
接通电源后，使用万用表检查电路中各处电压是否正常，稳定器输出的电压是否符合要求。
确保稳定器工作在恒流模式下，当电池电压和负载电流发生变化时，稳压器自动调节控制输出电压，保持稳定。
第四步：测试稳定性对稳定器进行负载实验，通过改变电池电压和负载电流，测试稳定器是否能够保持输出电压的稳定性，是否能承受过载和短路等异常状态，确保电源输出的稳定性和可靠性。
总之，直流稳压电源实验是一项非常基础且必要的电子实验，需要认真的学习和掌握。
通过实验的学习，能够更加深入的理解电路原理，掌握基本的电子元件操作和调试技巧，提高电路搭建和调试能力，更好的为日后的电子设计和维护奠定基础。
直流稳压电源设计
RL
R2
-
比环有差调整系统
2. 集成稳压器
随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成 器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、 使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电 子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构 成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备 对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、 设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压 器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用 最为广泛。
一 、实验目的
1． 研究单相桥式整流、电容滤波电路的 特性。
2． 掌握串联型晶体管稳压电源主要技术 指标的测试方法。
3． 研究三端集成稳压器的特点和性能指 标的测试方法。
4． 了解集成稳压器扩展性能的方法。
二、实验原理
1.串联型晶体管稳压电源
图9.1 直流稳压电源框图
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳 压电路四部分组成，其原理框图如图9.1 所示。
直流稳压电源的组成和功能
电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的 交流电压u2。
整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的
直流电压u4。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,
保持输出电压uo的稳定。
Exit
T
+
+
R1
T : 电源调整管
R、DZ：稳压电路，提供基 VI R 准电压
（1） .稳压系数Sv （电压调整率）
稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相 对变化量与输入电压相对变化量之比，即
Sv
=
△UO/UO △UI/UI
R L =常数
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。
直流稳压电源的设计PPT课件
电压调节电路设计
采样电路
比较放大器
从输出端获取电压信号， 并将其转换为适合调节
电路处理的信号。
将采样信号与参考电压 进行比较，并根据比较
结果调整输出电压。
调整管
根据比较放大器的控制 信号调整输出电压的大
小。
保护电路
在电压过高或过低时， 自动切断电源或调整输 出电压，以保护电源和
负载。
电流调节原理
总结词
通过改变输出电流的反馈量，调整输出 电流的大小，以实现电流的稳定输出。
VS
详细描述
在直流稳压电源中，电流调节原理与电压 调节原理相似，也是通过负反馈实现的。 当输出电流发生变化时，取样电阻将输出 电流的一部分反馈到比较器，与基准电流 进行比较，比较结果控制调整管的工作状 态，从而调整输出电流的大小，使输出电 流保持稳定。
为确保测试结果的准确性和可靠 性，测试环境应满足一定的要求 ，如温度、湿度、电磁干扰等。
测试设备
需要使用一些专业的测试设备， 如万用表、示波器、频谱分析仪 等，来对直流稳压电源的性能进 行全面检测。
测试方法与步骤
测试方法
根据直流稳压电源的技术规格和设计 要求，可以采用不同的测试方法，如 电压测量、电流测量、波形观察等。
直流稳压电源的设计ppt课件
contents
目录
• 引言 • 直流稳压电源的基本原理 • 直流稳压电源的设计 • 直流稳压电源的性能指标 • 直流稳压电源的优化设计 • 直流稳压电源的测试与验证 • 总结与展望
01 引言
直流稳压电源的定义
直流稳压电源是一种能够提供稳定直 流电压的电源设备，它通过调整输出 电压或电流来保持输出电压的稳定。
温度传感器
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_ 0.1~1F
Co
Uo
1µF
_
123 1端：公共端
7900系列： 2端：输入端 3端：输出端
典型应用电路
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220V ～
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中心抽头
+
1 W7805 3
2
4700μ
＋VCC
+
4700μ
1
2 W7905
－VEE
3
实用双输出稳压电源
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29
R RW
RW
Uo1.25(1RW) R
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19
2、电路参数
⑴、输出电压的可调范围
电位器R2置于最上端时（RP＝R2），输出电压最小：
UOm inR1R2R3UZ R2R3
电位器R2置于最下端时（RP＝0），输出电压最大：
UOmaxR1R2R3UZ R3
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⑵、调整管的选择
调整管提供负载电流，管压降UCE=UI-Uo，管耗较大，为大功率管，选择时 主要考虑极限参数
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12
⑵、元件参数选择
已知Uo、负载电流范围（IRmin~IRmax）、电网电压（u1）波动（如±10%）
u1
u2
R
+
C
UI
DZ
IO
Uo
RL
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①、确定UI
UI (2~3)Uo ——经验公式
②、选择稳压管
UZUo
查稳压管型号参
IZm IZ ax m IO inm IO ax min数表（手册）确
桥截止，电容又开始放电。
D3
u2
D2
uo
S
io
+
C
RL
2V 2
uo
D1
0
D3 导
io iD通
D2 D4 导
iD 通
t
io
0
t
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7
⑵、特点
①、负载平均电压Uo升高，纹波减小。
RLC越大，电容放电越缓慢，负载电压中的纹波成分越小，脉 动系数越小，平均电压越高。
为得到平滑的输出，一般取 RLC(3~5)T T为电源周期 2
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π型滤波
（多用于小 电流负载）
6
D4
D1
2、电容滤波电路
⑴、工作原理
u1
①、未接负载时，（S断开）
整流桥对C充电，
uo 2U2 输出电压恒定
②、接入负载后，（S闭合）
电容通过负载RL放电，电压下降，同 时u2电压上升，当u2>uC时，整流桥导 通，向电容充电，同时提供负载电流
。随着u2的下降，当u2<uC时，整流
保护电路
过流保护 短路保护 调整管安全工作区保护 芯片过热保护
⑴、限流型过流保护电路
保护电路
Ui
保护电路由T2和Ro构成，选择合
T1
Ro
Uo
适的Ro，使输出电流未超过额定
值时，IoRo<0.7V，T2截止。
T2
接放大电路
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Ui
当输出电流超过额定值时，Ro两端的
T1
电压降大于T2发射结开启电压，T2导
Ro
Io
通，T2集电极从T1基极电流分流，限 制调整管的发射极电流。
T2
接放大电路
限流型保护电路结构简单，但保护 电路起作用后调整管仍有较大的工 作电流，功耗较大，故不适用于大 功率电路。
Uo
0 输出特性
Uo
Io
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⑵、截流型过流保护电路
保护电路
Ui
T1
A Ro
Uo
B R1 Io
Uo RLC=∞ RLC大 RLC小
2U 2
Uo
2U 2 0.9U2
RLC减小
S RLC减小 0.67
0 Uo与RLC的关系
t 0
Io
Uo与Io的关系
0
Io
S与Io的关系
若满足 RLC(3~5)T 时， Uo1.2U2 2
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§6.2 稳压电路
一、稳压管稳压电路
1、工作原理
并联型稳压电路。DZ为稳压管，R为限流电阻，若流过DZ的电流在稳 定电流范围（IZmin~IZmax）内，可使Uo基本恒定。
②、整流二极管导通角θ<π。而负载功率由整流桥提供，故整
流二极管导通时的瞬时电流很大，比输出电流大很多倍。且滤波效 果越好，导通角越小，瞬时电流越大。通常选择整流二极管时要求 IF>2~3IRL。
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8
③、滤波效果与负载电流的关系
随着负载电流Io的增加，输出电压Uo减小，脉动系数S增加。
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⑶、工作原理
＋
若由于电网电压波动或
负载电阻的变化等原因 Ui
使输出电压Uo升高，则 稳压的过程为：
Uo
U－
UB
－
UBE
IB
IC
UCE
平衡时， RpR3 UoUZ R1R2R3
IC T
IB UB R
U－
－
A
＋
Rp
＋ R1
R2 RL Uo
R3
DZ
－
Uo＝(Ui－UCE)
UoR1R2R3UZ RpR3
u2正半周：D1、D3导通，D2、D4截止。 电流通路为：1→D1→RL→D3→2
u2负半周：D2、D4导通，D1、D3截止。 电流通路为：2→D2→RL→D4→1
u1
1
D4
u2
D1
2
D3
D2
RL上的电流均为 从上到下（单向 化）
uo
RL
iL
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3
u1 u2 简化画法
uo
u2
2 t
整流电路：将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路：将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。 稳压电路：清除电网波动及负载变化的影响，保持输出直流电压Uo的稳定。
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2
一、单相桥式整流电路
利用二极管单向导电性，使变压器次级电压在RL上产生单向电流， 实现电压的单向化。
样电路、基准电压电 路、放大电路和调整
u1
电路四部分组成，另
外，为使电路安全工
作，通常还需设置保 －
护电路。
调整电路
放大 电路
基准 电路
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＋
取
样
电 路
RL uo
－
16
各部分功能：
取样电路：按比例将输出电压的一部分反馈到放大电路的输入端，
构成负反馈，稳定输出电压；
基准电路：为放大电路提供固定的参考电压（基准电压）；
100F
C
DZ2 C1 100F
T4 UE4 R7
UB4
DZ1
R5
R2
截流保护
Rd
- +Io
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比较放大
25
三、集成稳压电路（三端稳压器）
7800系列：输出正电压，如7805，指输出电
固定式稳压电路
压为5V；
7900系列：输出负电压，如7905，指输出电 压为－5V。
117/217/317系列：输出可调的正电压； 可调式稳压电路
u1
u2
IR
R
IO
IZ
+
C
UI
DZ
Uo
RL
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稳压电路
精品课件
10
u1
u2
IR
R
IO
IZ
+
C
UI
DZ
Uo
RL
当UI变化、负载不变时：
UI
UO
IZ、
IO
当UI不变、负载变化时：
RL
IO
IZ
IR
UO=UI-IR
I 几乎不变 UO基本不变
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2、电路参数
⑴、稳压电路指标
则R的取值范围是： UIm inUZ RUIm aU xZ IZm inIOmax IZm aIxOmin
稳压管稳压电路结构简单，输出电压固定且不可调，带负载能力差， 适用于负载变化不大、电压稳定性能不高的场合。
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二、串联型稳压电路
1、工作原理
⑴、方框图
＋
串联型稳压电源由取
137/237/337系列：输出可调的负电压。
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26
+10V 1
+
W7805
2
+5V 3
+
UI
CI
_ 0.1~1F
Co
Uo
1µF
_
123
1端：输入端 7800系列： 2端：公共端
3端：输出端
典型应用电路
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27
-10V 2
+
W7905
1
-5V 3
+
UI
CI
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R
输出电压可调的稳压电源
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第六章：直流稳压电源
本章内容： §6.1 整流滤波电路 §6.2 稳压电路