稳压电源(课件)

学习内容•1、几个概念•2、整流电路（半波、桥式）•3、滤波电路•4、稳压电路（分立体元件、集成稳压）几个概念1、直流电•大小方向都不变的电流2、交流电•大小方向都做周期性变化的电流3、单向脉动电流•大小变化、方向不变的电流例子直流稳压电源直流稳压电源是电子设备中的重要组成部分，用来将交流电网电压变为稳定的直流电压。对直流稳压电源的主要要求是：输入电压变化以及负载变化时，输出电压应保持稳定，即直流电源的电压调整率及输出电阻越小越好。此外，还要求纹波电压小。串联直流稳压电源小功率直流稳压电源的功能是把交流电压变成稳定的、大小合适的直流电压，其基本结构如图所示。小功率直流稳压电源的结构1、把交流电转变成直流电的过程称为整流;2、能完成此过程的电路称为整流电路;整流电路的类型如表所示。整流电路的类型按其整流的相数分单相整流电路三相整流电路按整流后的输出波形分半波整流电路全波整流电路变压器抽头式整流电路桥式整流电路单相整流电路单相整流电路1.单相半波整流电路单相半波整流电路的电路图半波整流电路的工作波形单相整流电路2.单相桥式整流电路桥式整流电路桥式整流电路的波形单相整流电路2.单相桥式整流电路将桥式整流电路的四个二极管制作在一起，封装成为一个器件就称为整流桥，其外形和实物如所示。A、B端接输入电压，C、D为直流输出端，C为正极性端、D为负极性端。整流桥外形整流桥实物例1如图所示为单相桥式整流电路，负载电阻RL=50，负载电压Uo=100V，试求变压器副边电压，并根据计算结果选择整流二极管的型号。单相桥式整流电路例1解：O2100111V0.90.9UUO2100111V0.90.9UU每只二极管承受的最高反向电压：RM222111157VUU整流电流的平均值：OOL1002A50UIR流过每只二极管电流平均值：VDO11A2II根据每只二极管承受的最高反向电压和流过二极管电流平均值可选择整流二极管的型号为2CZ11C。例2一个纯电阻负载单相桥式整流电路接好以后，通电进行实验，一接通电源，二极管马上冒烟。试分析产生这种现象的原因。解：二极管冒烟说明流过二极管电流太大，二极管损坏。从电源变压器副边与二极管负载构成的回路来看，出现大电流的原因有以下两个方面。（1）负载短路。如果负载短路，变压器副边电压经过二极管构成通路，二极管应过流烧坏。例2（2）如果负载没有短路，那就可能是桥路中的二极管接反了。解：单相整流电路3.单相整流电路的应用采用集成运放的全波整流电路滤波电路要获得平滑的直流电，需要对整流后的波形进行整形。用来对波形整形的电路称为滤波电路。常用的滤波电路有如图所示的5种形式。滤波的类型滤波电路1.电容滤波电路单相半波整流电容滤波电路（1）单相半波整流电容滤波电路单相半波整流电容滤波电路的工作过程滤波电路1.电容滤波电路（2）单相桥式整流电容滤波电路输出电压uo的波形桥式整流加接滤波电容电路例3在如下图所示的单相桥式整流电容电路中，交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=40，负载电压Uo=20V，试求变压器副边电压，并计算滤波电容的耐压值和电容量。例3解：O2100111V0.90.9UU（1）由o21.2UU可得o22017V1.21.2UUcm2221724VUUL221000μF4050TCR（2）当负载空载时，电容器承受最大电压，所以电容器的耐压值为电容器的电容量应满足RLC≥(3～5)T/2，取RLC=2T，T=1/f，因此根据计算结果选择1000μF/50V的电解电容。滤波电路2.电感滤波电路桥式整流电感滤波电路桥式整流电感滤波电路的波形稳压电路当电网电压发生波动或负载电流变化比较大时，其输出电压仍会不稳定。为此，在整流滤波电路后面需要加上稳压电路，构成稳压电源。并联型稳压电路串联型稳压电路稳压电路1.硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路是利用稳压管反向击穿电流在较大范围内变化时，稳压管两端电压变化很小的特性进行稳压的。硅稳压管稳压电路结构简单，元件少，成本低，只能用于稳定电压要求不高且不可调、稳定度差的场合。稳压电路2.串联型晶体管稳压电路串联型晶体管稳压电路稳压电路提高稳压电源性能的措施具有辅助电源的稳压电路调整管采用复合管稳压电路提高稳压电源性能的措施比较放大电路采用恒流源负载比较放大电路采用差动放大电路串联型稳压电源的应用由集成运放构成的串联型稳压电源集成稳压电源随着集成电路工艺的发展，稳压电源中的调整环节、放大环节、基准环节、取样环节和其他附属电路大都可以制作在同一块硅片内，形成集成稳压组件，称为集成稳压电路或集成稳压器。目前生产的集成稳压器很多，但使用比较广泛的是三端集成稳压器。三端集成稳压器根据输出电压是否可调，可分成固定式三端集成稳压器和可调式三端集成稳压器。三端固定式集成稳压器集成稳压电源1．三端固定式集成稳压器的型号三端固定式集成稳压器CW78L××的含义如下:C——代表国标。W——稳压器。78——产品序号：78输出正电压；79输出负电压。三端固定式集成稳压器集成稳压电源L——输出电流：L为0.1A；M为0.5A；无字母表示电流为1.5A。××———用数字表示输出电压值。三端固定式集成稳压器集成稳压电源2．三端固定式集成稳压器的外形CW7800系列集成稳压器CW7900系列集成稳压器三端固定式集成稳压器集成稳压电源3．三端固定式集成稳压器的性能特点①输出电流超过1.5A（加散热器）。②不需要外接元件。③内部有过热保护。④内部有过流保护。⑤调整管设有安全工作区保护。⑥输出电压容差为4%。三端固定式集成稳压器集成稳压电源3．三端固定式集成稳压器的性能特点⑦输出电压额定值有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。三端固定式集成稳压器集成稳压电源4．三端固定式集成稳压器的基本应用电路（1）固定输出电压电路固定输出电压电路三端固定式集成稳压器集成稳压电源4．三端固定式集成稳压器的基本应用电路（1）固定输出电压电路固定输出电压修改电路三端固定式集成稳压器集成稳压电源4．三端固定式集成稳压器的基本应用电路（2）输出电压的提高电路输出电压的提高电路三端固定式集成稳压器集成稳压电源4．三端固定式集成稳压器的基本应用电路（3）输出电流的扩流电路输出电流的扩流电路三端固定式集成稳压器集成稳压电源5．三端固定式集成稳压器的实际应用电路输出正负15电压的电路三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器是第二代三端集成稳压器，其电压调整范围为1.2V～37C，最大输出电流为1.5Ａ。1．三端可调式集成稳压器的型号三端可调式集成稳压器CW117L的含义如下：C——代表国标。W——稳压器。三端可调式集成稳压器1．三端可调式集成稳压器的型号1——产品类型：1为军工；2为工业；3为一般民用。17——产品序号：17为输出正电压；37为输出负电压。L——输出电流：L为0.1A；M为0.5A；无字母表示电流为1.5A。三端可调式集成稳压器2．三端可调式集成稳压器的特点三端可调式集成稳压器与固定式集成稳压器相比，除电压连续可调外，还具有输出电压稳定度、电压调整率、电流调整率、纹波抑制比等都比固定式集成稳压器的相应参数高的特点。三端可调式集成稳压器3．三端可调式集成稳压器的应用电路三端可调式集成稳压器的应用电路1.熟悉三端集成稳压器的使用方法。2.了解集成稳压器的性能和特点。实验1三端集成稳压器的应用一实验目的二实验器材示波器、万用表、自耦变压器、实训线路板、若干元器件。元器件表编号名称参数编号名称参数T变压器220V/24VVD1～VD6整流二极管1N4007C1电解电容2200μF/50VC2电解电容10μFC3电解电容470μF/25VR1电阻200R2电阻510CW7815三端集成稳压器输出+15VRp1可调电阻4.7kRp2可调电阻1k三实验步骤（1）用万用表检查元器件，确保元器件完好。（2）在实验线路板上连接如下图所示的三端集成稳压器实验电路。三端集成稳压器的实验电路三实验步骤（3）测量稳压电源输出直流电压Uo的可调范围。①用示波器观察A、B、C各点电压波形，并绘制在下表中，并分析其波形的合理性。稳压电源各点的电压波形图A点电压波形B点电压波形C点电压波形三实验步骤（3）测量稳压电源输出直流电压Uo的可调范围。②将负载接入电路，调节自耦变压器，使输入电压Ui=220V；再调节Rp1，测输出电压Uo的最大值Uomax和最小值Uomin，填入下表中。稳压电源输出直流电压Uo可调范围输入电压Ui输出电压UoUomaxUomin三实验步骤（4）测量电路的稳压性能。①调节自耦变压器，使Ui=220V，调节Rp1使Uo=18V，再调节Rp2，使IL=100mA。②重新调节自耦变压器，使Ui在(198～242）V的范围变化，测出相应的输出电压值，填入下表。额定输入电压Ui220V额定输出电压Uo18V输入电压Ui输出电压Uo稳压电源输出直流电压的稳压性能四实验报告（1）整理实验数据，并分析各点波形。（2）分析电路的稳压性能。（3）说明实验中遇到的问题和解决办法。（4）写出调整测试过程五思考题如果无输出电压或输出电压不可调，试说明原因和解决办法。注意（1）集成稳压器的输入端与输出端不能反接；若反接电压超过17V，将会损坏集成稳压器。（2）输入端不能短路。。（3）防止浮地故障。78系列三端集成稳压器的外壳为公共端，将其安装在设备上时应可靠接地。79系列外壳不是接地端。综合实训1直流稳压电源的设计与调试通过综合实训，应该掌握如下技能：焊（焊接、拆焊技术）；选（元器件识别、性能简易测试、筛选）；装（电子电路和电子产品装配能力）；调（电子电路与电子小产品调试能力）；测（正确使用电子仪器测量电参数）；读（电子电路读图能力）；写（培养编写实习报告的能力）；校（电子产品质量检验能力）；触（提前触及三大技术，与时尚数码产品接轨）。1.掌握焊接方法。2.提高焊接水平。1焊接实训一实训目的焊料：常用焊锡作焊料。焊剂：作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡的流动性。焊接工具：电烙铁，选用20W～50W即可。正确焊点示例和出现虚焊的实例如图所示。二焊接原理标准焊点虚焊点总思路为：先测量，作好记录；再清洁，挂锡焊接；最后再检查测量。切忌马虎大意。将加热好的电烙铁头与线路板成45°角，同时接触焊接点和被焊元件脚1s～2s，再迅速将焊锡丝触至焊接点与元件脚上，使焊锡溶后顺着被焊接元件脚流至焊点上形成一个圆锥状，这时抬起电烙铁。全过程是3s左右。焊好后要等焊锡完全凝固才可以移动元件。焊接方法如图所示。三焊接方法三焊接方法焊接方法示意图四焊接练习①分立器件焊接练习（学会焊接分立式器件并熟练掌握焊接技巧）。②接插器件焊接练习（认识常用接插件，由于接插件引脚靠得较近，要防止短路）。③拆件练习（学习拆件，以防在检测到有需要拆换的器件时，可以胸有成竹，不至于把电路板焊坏）。④贴片器件焊接练习（进一步提高焊接水平，熟练贴片器件的焊接）。注意（1）防止触电及烫伤人、电源线、衣物等。（2）电烙铁的温度和焊接的时间要适当，焊锡量要适中，不要过多。（3）烙铁头要同时接触元件脚和线路板，使二者在短时间内同时受热，达到焊接温度，以防止虚焊。（4）不可将烙铁头在焊点上来回移动，也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。注意（5）焊接二极管、三极管等怕热元件时，应用镊子夹住元件脚，使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。（6）焊接集成电路，一定等技术熟练后方可进行，注意时间要短，在焊接电路板完成后要断开烙铁电源。焊接实训的录像1.自制串联型稳压电源的印刷电路板。2.学习焊接与调试技术。3.熟悉直流稳压电路主要技术指标的测试方法。2串联型稳压电源的制作一实训目的二实训电路及原理直流稳压电路三实训器材发光二极管、二极管2CZ55B（1N4001）、三极管3DG12（9013）、3DD01（BD163）、电解电容100µF（耐压≥16V）。四实训电路的技术指标①输出电压Vo在3V和9V之间连续可调。②最大输出电流I