直流稳压电源制作—线性(2016)
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＊（３）交流电压表测输入端电压，用自耦 变压器调整输入电压，计算电压调整率．
（４）效率，只测后端稳压电路，不测变压 器部分．
（５）纹波，用示波器测量，交流档．计峰 －峰值．
2、测试
220V/50Hz
A V
5V/DC A
V
计峰－峰值．
示波器
2、测试
2.3 测试记录（表格可以自己设计）
选做：全分立元件线性稳压器
电源设计
（线性稳压电源）
设计制作一个线性稳压电源
1、设计要求
变压器
稳压电路
输入
输出
1、输入电压: 220V/50Hz ±15%
2、输出：三组
5V/DC 1.2A
±15V/DC 0.2A(*电压可调）
1、设计要求
技术指标 总输出功率：≥12W 纹波：≤10mV 效率： ≥50% (额定条件下测试) 电压调整率： ≤±１％ 负载调整率： ≤±１％ *具有短路保护功能 *体积、外观、工艺制作水平
缺点：二极管用得较多。
但市场上已有整流桥堆
u2
出售。
集成硅整流桥：
+ –
~+~-
–
+ uL
5、滤波电路的工作原理
由于中存在一定的纹波,故需用滤波电路来 滤除纹波电压。滤波电路利用电抗性元件的储能 作用实现滤波。
一般通过将电容C与负载并联或将电感L跟负 载串联来实现。（这里只讲电容滤波电路）
经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可 滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例， 减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。
整流二极管承受的最高
反向电压为：
副边绕组的电压有 U R M2 U 2 1 .4 5 1.3 3 7.2 V 5 效值，并选定相应 流过整流二极管的平均
的整流二极管。
电流为： IDIo 1A
因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整
流电流为3 A，最高反向工作电压为200V。
例：试设计一台输 解：（2）当采用桥式整流电
的整流二极管。
电流为：ID12Io0.5A
因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大
整流电流为1A，最高反向工作电压为100V。
桥式整流电路的优点：
输出电压高，纹波电压 较小，晶体管所承受的最大 反向电压较低，同时因电源 变压器在正、负半周内部有 电流供给负载，电源变压器 得到了充分的利用，效率较 高。
整流电路按输入电源相数可分为：
（1）单相整流
（2）三相整流
按输出波形又可分为：
（1）半波整流电路
（2）全波整流电路
目前广泛使用的是桥式整流电路。
4、常用单相整流电路工作原理
①单相半波整流电路
+
220V u1
D
1
+
2
+
+
u2
RL
u L
u2
0
uL
2
3
t 4
–
-
+
+
在u 2 的正半周，二极管D uD
承受正压而导通。
t t
t
在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一
个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图
如图所示。
uL
单相脉动电压的平均
t 值用直流电压等效。
U2
t
UO
UL
1 π
π 0
2U2 sintdt
流过负载的平均流：
IL
2 2U2 πRL
0.9U2 RL
因四个二极管两两轮流导通
故流过二极管的平均电流
整流
2. DC—DC
直流稳压（升压、降压）
3. DC—AC
逆变
4. AC—AC
交流控制（变压器、相角控制）
二、电子设计作品中的电源
主要是直流稳压电源，整个系统的心脏 作用：对市电整流、滤波，产生的直流电压由稳压 电路稳定后再提供给各电路模块。
二、直流电源系统的组成
从交流电获得直流电相比于从电池、蓄电池化学电 源要更廉价且方便。将电网交流电源经变换、整流、滤 波，稳压后组成的直流稳压电源，经济容量范围大，性 能优良。
出电压为24V,输出 路时，变压器副边绕组电压
电流为lA的直流电 有效值为：
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
U2U 0o.902.9426.7V
整流二极管承受的最高 反向电压为：
Hale Waihona Puke Baidu
副边绕组的电压有 U R M2 U 2 1 .4 2 1.7 6 3.6 V 7 效值，并选定相应 流过整流二极管的平均
１.小功率直流稳压系统的组成
2、各环节的作用
电源变压: 将交流电网电压变为合适的交流 电压。
整流电路: 将交流电压变为脉动的直流电压。
滤波电路: 将脉动直流电压转变为平滑的直流 电压。
稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响, 保持输出电压的稳定。
3、整流电路分类
利用有单向导电性能的整流元件如二极管等，将交 流电转换成单向脉动直流电的电路称为整流电路。
2、测试
2.1 测试仪器设备 （１）直流电压表，直流电流表，示波器 （２）准备负载电阻：最好买可调阻值的大 功率负载电阻 ＊（３）交流电压表，自耦变压器．（该类 指标测试时要注意安全，可以不测该类指标）
2、测试
2.2 测试方法 （１）用直流电压表测输出电压，检测是否 达到设计要求．
（２）接上负载电阻：改变负载阻值，再测 量输出电压，计算负载调整率．
在u 2 的负半周，二极管D
承受反压而截止。
②单相全波整流电路
·
220 V
D1
1
2
·+
+ – + –
u2 –
·+
u2
1–
2
D2
+
RL
uL －
u2
0
uL
uD1
u u
2 正半周， 2负半周，
D1导通，D2截止。uD2 D2导通，D1截止。
2 3 4t
③单相桥式整流电路
+ –
+
a + D4
220V u1
u2 3
– D3
+
b
2
4
D1
1
D2
u2为负半周时: D1和D3截止，D2 和 D4
u2
导通。电流路径为： uL b→D2→RL→D4→a。
在负载电阻上得到 uL 正弦波的负半周。
u2为正半周时:
+ D1、D3导通,D2、 + D4截止.电流路径
RL u L
为：a→D1→RL →D3→b。
-
+
在负载电阻上正 弦波的正半周。
+
R3
UI Cin _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ
R2
+
RL UO _
一切参数自己确定、计算！！！ （可参考3.3节）
内容导航
1、概述 2、直流电源系统的组成 3、稳压电路原理及设计 4、三端稳压集成电路 5、稳压电路的主要指标 6、线性稳压电源DIY
一 、概述
一、人类对电能的处理
1. AC—DC
2 π
2
U2
0.9U2
二极管所承受的最大
反向压为副边电压最
大值：
ID=IL/2
URM 2U 2
例：试设计一台输 解：（1）当采用半波整流电
出电压为24V,输出 路时，变压器副边绕组电压
电流为lA的直流电 有效值为：
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
U20Uo.4502.4455.33V
（４）效率，只测后端稳压电路，不测变压 器部分．
（５）纹波，用示波器测量，交流档．计峰 －峰值．
2、测试
220V/50Hz
A V
5V/DC A
V
计峰－峰值．
示波器
2、测试
2.3 测试记录（表格可以自己设计）
选做：全分立元件线性稳压器
电源设计
（线性稳压电源）
设计制作一个线性稳压电源
1、设计要求
变压器
稳压电路
输入
输出
1、输入电压: 220V/50Hz ±15%
2、输出：三组
5V/DC 1.2A
±15V/DC 0.2A(*电压可调）
1、设计要求
技术指标 总输出功率：≥12W 纹波：≤10mV 效率： ≥50% (额定条件下测试) 电压调整率： ≤±１％ 负载调整率： ≤±１％ *具有短路保护功能 *体积、外观、工艺制作水平
缺点：二极管用得较多。
但市场上已有整流桥堆
u2
出售。
集成硅整流桥：
+ –
~+~-
–
+ uL
5、滤波电路的工作原理
由于中存在一定的纹波,故需用滤波电路来 滤除纹波电压。滤波电路利用电抗性元件的储能 作用实现滤波。
一般通过将电容C与负载并联或将电感L跟负 载串联来实现。（这里只讲电容滤波电路）
经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可 滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例， 减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。
整流二极管承受的最高
反向电压为：
副边绕组的电压有 U R M2 U 2 1 .4 5 1.3 3 7.2 V 5 效值，并选定相应 流过整流二极管的平均
的整流二极管。
电流为： IDIo 1A
因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整
流电流为3 A，最高反向工作电压为200V。
例：试设计一台输 解：（2）当采用桥式整流电
的整流二极管。
电流为：ID12Io0.5A
因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大
整流电流为1A，最高反向工作电压为100V。
桥式整流电路的优点：
输出电压高，纹波电压 较小，晶体管所承受的最大 反向电压较低，同时因电源 变压器在正、负半周内部有 电流供给负载，电源变压器 得到了充分的利用，效率较 高。
整流电路按输入电源相数可分为：
（1）单相整流
（2）三相整流
按输出波形又可分为：
（1）半波整流电路
（2）全波整流电路
目前广泛使用的是桥式整流电路。
4、常用单相整流电路工作原理
①单相半波整流电路
+
220V u1
D
1
+
2
+
+
u2
RL
u L
u2
0
uL
2
3
t 4
–
-
+
+
在u 2 的正半周，二极管D uD
承受正压而导通。
t t
t
在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一
个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图
如图所示。
uL
单相脉动电压的平均
t 值用直流电压等效。
U2
t
UO
UL
1 π
π 0
2U2 sintdt
流过负载的平均流：
IL
2 2U2 πRL
0.9U2 RL
因四个二极管两两轮流导通
故流过二极管的平均电流
整流
2. DC—DC
直流稳压（升压、降压）
3. DC—AC
逆变
4. AC—AC
交流控制（变压器、相角控制）
二、电子设计作品中的电源
主要是直流稳压电源，整个系统的心脏 作用：对市电整流、滤波，产生的直流电压由稳压 电路稳定后再提供给各电路模块。
二、直流电源系统的组成
从交流电获得直流电相比于从电池、蓄电池化学电 源要更廉价且方便。将电网交流电源经变换、整流、滤 波，稳压后组成的直流稳压电源，经济容量范围大，性 能优良。
出电压为24V,输出 路时，变压器副边绕组电压
电流为lA的直流电 有效值为：
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
U2U 0o.902.9426.7V
整流二极管承受的最高 反向电压为：
Hale Waihona Puke Baidu
副边绕组的电压有 U R M2 U 2 1 .4 2 1.7 6 3.6 V 7 效值，并选定相应 流过整流二极管的平均
１.小功率直流稳压系统的组成
2、各环节的作用
电源变压: 将交流电网电压变为合适的交流 电压。
整流电路: 将交流电压变为脉动的直流电压。
滤波电路: 将脉动直流电压转变为平滑的直流 电压。
稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响, 保持输出电压的稳定。
3、整流电路分类
利用有单向导电性能的整流元件如二极管等，将交 流电转换成单向脉动直流电的电路称为整流电路。
2、测试
2.1 测试仪器设备 （１）直流电压表，直流电流表，示波器 （２）准备负载电阻：最好买可调阻值的大 功率负载电阻 ＊（３）交流电压表，自耦变压器．（该类 指标测试时要注意安全，可以不测该类指标）
2、测试
2.2 测试方法 （１）用直流电压表测输出电压，检测是否 达到设计要求．
（２）接上负载电阻：改变负载阻值，再测 量输出电压，计算负载调整率．
在u 2 的负半周，二极管D
承受反压而截止。
②单相全波整流电路
·
220 V
D1
1
2
·+
+ – + –
u2 –
·+
u2
1–
2
D2
+
RL
uL －
u2
0
uL
uD1
u u
2 正半周， 2负半周，
D1导通，D2截止。uD2 D2导通，D1截止。
2 3 4t
③单相桥式整流电路
+ –
+
a + D4
220V u1
u2 3
– D3
+
b
2
4
D1
1
D2
u2为负半周时: D1和D3截止，D2 和 D4
u2
导通。电流路径为： uL b→D2→RL→D4→a。
在负载电阻上得到 uL 正弦波的负半周。
u2为正半周时:
+ D1、D3导通,D2、 + D4截止.电流路径
RL u L
为：a→D1→RL →D3→b。
-
+
在负载电阻上正 弦波的正半周。
+
R3
UI Cin _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ
R2
+
RL UO _
一切参数自己确定、计算！！！ （可参考3.3节）
内容导航
1、概述 2、直流电源系统的组成 3、稳压电路原理及设计 4、三端稳压集成电路 5、稳压电路的主要指标 6、线性稳压电源DIY
一 、概述
一、人类对电能的处理
1. AC—DC
2 π
2
U2
0.9U2
二极管所承受的最大
反向压为副边电压最
大值：
ID=IL/2
URM 2U 2
例：试设计一台输 解：（1）当采用半波整流电
出电压为24V,输出 路时，变压器副边绕组电压
电流为lA的直流电 有效值为：
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
U20Uo.4502.4455.33V