项目四直流稳压电源装配与调试课件

模拟电子技术与应用常州机电技术学院电气工程系钱金发模拟电子技术与应用常州机电技术学院电气工程系1常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用项目一电子工艺基础训练项目二放大电路的装配与调试项目三信号发生器设计与制作项目四直流稳压电源装配与调试附录一半导体器件命名附录二ＥＷＢ仿真软件的使用常州机电职业技术学院

2常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用项目四直流稳压电源安装与调试模块一单相整流滤波电路安装与调试模块二串联直流稳压电源设计与制作模块三集成稳压器应用常州机电职业技术学院

3常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用项目四直流稳压电源安装与调试一、学习目标终极目标：能够按电源指标要求完成直流稳压电源的设计与制作。促成目标：1.了解直流稳压电源的性能指标2.能正确识读直流稳压电源原理图，明确其工作原理3.学会直流稳压电源的安装与调试4.具备直流稳压电源设计能力5.了解开关电源的工作原理，会对开关电源进行故障分析与排除常州机电职业技术学院

4常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用二、工作任务1.单相整流滤波电路的装配与调试2.串联稳压电源的装配与调试3.集成稳压器应用4.开关稳压电源的装配与调试常州机电职业技术学院

5常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用模块一单相整流滤波电路安装与调试一、学习目标终极目标：能够完成单相整流滤波电路设计与制作。促成目标：1．会正确使用变压器、桥堆、电解电容等元件，并能检测相关元器件性能。2．能正确识读整流滤波电路原理图，理解各元件的作用。3．能根据要求设计整流滤波电路，并能进行安装调试。常州机电职业技术学院

6常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用二、工作任务1．利万用板装配图4-1-1所示电路。2．接入交流电压（12V），测试并记录输出波形（与输入波形相比较）及输出电压。3．接入滤波电容、负载电阻（自行组合列表），记录输出波形及电压值；并归纳、比较分析。常州机电职业技术学院

7常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

图4-1-1单相整流滤波试验电路常州机电职业技术学院

8常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用三、理论知识

1.整流电路的组成常州机电职业技术学院

9常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动电压合适的交流电压滤波稳压常州机电职业技术学院

10常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2.单相半波整流电路(1)单相半波整流电路的工作原理单相半波整流电路如图4-1-2（a）所示。利用二极管的单向导电性，在变压器副边电压为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。由于二极管的单向导电作用，将变压器副边的交流电压变换成为负载两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图4-1-2（b）。因为这种电路只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载，所以称为单相半波整流电路。

常州机电职业技术学院

11常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用图4-1-2半波整流电路

(a)(b)常州机电职业技术学院

12常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(2)性能参数1）输出电压平均值U0

瞬时值平均值常州机电职业技术学院

13常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2）整流二极管正向平均电流ID

当负载电流平均值已知时，可以根据上式来选定整流二极管的平均电流常州机电职业技术学院

14常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用3）最大反向电压URM整流二极管所承受的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值缺点:半波整流电路的结构简单，输出波形脉动系数大，直流成分低，并且电源变压器有半个周期不导电，利用效率低。常州机电职业技术学院

15常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用3.单相桥式整流电路(1)工作原理V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uou2u1输入正半周输入负半周+uo常州机电职业技术学院

16常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(2)波形tOtOtOtO2323Im2233uOuDiD=iO常州机电职业技术学院

17常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(3)性能参数

1）输出电压平均值U02）整流二极管正向平均电流ID

3）最大反向电压URMtotototo2323Im2233uOu2uDiD=iO常州机电职业技术学院

18常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(4)桥式整流的优点:桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比，其明显的优点是输出电压较高，纹波电压较小，整流二极管所承受的最大反向电压较低，并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过，所以变压器绕组中流过的是交流，变压器的利用率高。在同样输出直流功率的条件下，桥式整流电路可以使用小的变压器，因此，这种电路在整流电路中得到广泛应用。常州机电职业技术学院

19常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(5)简化画法+uoRLio~+u2(6)整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~常州机电职业技术学院

20常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用4.电容滤波电路

(1)滤波电路的基本形式

(a)电容滤波(b)电感滤波常州机电职业技术学院

21常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(2)电路和工作原理io+

uo=ucRLV1V4V3V2+uV导通时给C充电，V截止时C向RL放电；滤波后uo的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电C常州机电职业技术学院

22常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(3)波形及输出电压当RL=时：OtuO2当RL为有限值时：通常取RC越大UO越大为获得良好滤波效果，一般取：(T为输入交流电压的周期)UO=1.2U2RL=常州机电职业技术学院

23常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用5.其他形式滤波1)电感滤波RLL~+u2整流后的输出电压：直流分量被电感L

短路交流分量主要降在L上

电感越大，滤波效果越好常州机电职业技术学院

24常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2)型滤波L

C1RL~+u2

C2C1、C2

对交流容抗小L

对交流感抗很大负载电流小时常州机电职业技术学院

25常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用四、技能训练1.单相整流滤波电路仿真测试图4-1-9单相半波整流电路仿真测试

常州机电职业技术学院

26常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用1)观察输出电压波形，解析电路工作过程2)改变输入交流电压值，寻找输出与输入的关系3)改变负载电阻阻值，观察输出电压平均值的变化情况4)用交流毫伏表测试输出电压（纹波电压）常州机电职业技术学院

27常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

2.单相桥式整流电路仿真测试

图4-1-10单相桥式整流电路仿真测试常州机电职业技术学院

28常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用1)观察输出电压波形，解析电路工作过程2)改变输入交流电压值，寻找输出与输入的关系3)改变负载电阻阻值，观察输出电压平均值的变化情况4)用交流毫伏表测试输出电压（纹波电压）常州机电职业技术学院

29常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用3.单相桥式整流滤波电路仿真测试

图4-1-11单相桥式整流电容滤波电路仿真测试常州机电职业技术学院

30常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用1)观察输出电压波形，解析电路工作过程2)保存持电容一定，改变负载电阻阻值，观察输出电压波形与平均值的变化情况3)保存持电阻一定，改变电容量，观察输出电压波形与平均值的变化情况4)测量上述不同情况下输出的纹波电压常州机电职业技术学院

31常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2.单相桥式整流电容滤波电路装配与调试（1）单相桥式整流电路装配与调试图4-1-12单相桥式整流电路常州机电职业技术学院

32常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用1)根据原理图（如图4-1-12）进行实际电路装配（二极管采用1N4001，电阻分别采用10、100、1K、10K)。2)分析电路工作过程。3)参数测试常州机电职业技术学院

33常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用改变输入电压u2，将数据填入表4-1-1输入输出u2(V)（交流）

Uo(V)（直流）Uo波形81215表4-1-1单相桥式整流电路调试数据表常州机电职业技术学院

34常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用改变负载电阻，将数据填入表4-1-2表4-1-2单相半波整流电路调试数据表2负载电阻RL（Ω）输出Uo(V)10100100010000常州机电职业技术学院

35常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（2）单相桥式整流电容滤波电路测试1)在图4-1-12中依次接入不同的滤波电容和电阻（表4-1-3）进行测试（调试时输入电压u2始终保持有效值为10V），并将数据填入表4-1-3。2)总结单相桥式整流电容滤波的器件参数与输出输入关系的影响。常州机电职业技术学院

36常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用表4-1-5单相桥式整流电容滤波电路测试数据表测量条件输出C

RL

Uo(V)

Uo波形

47uF

10kΩ

1kΩ

0.1kΩ

470uF

1kΩ

47uF

4.7uF

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模拟电子技术与应用五练习设计一个能输出电压为6V、输出最大电流为2A的整流滤波电源，试确定电路和器件。常州机电职业技术学院

38常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用模块二串联直流稳压电源设计与制作

一、学习目标

终极目标：能够按参数要求完成串联直流稳压电源的设计与制作。

促成目标：1、理解串联稳压电源的工作原理和各元件的作用。2、能根据电路原理图安装调试实际电路。3、理解稳压电源的性能指标常州机电职业技术学院

39常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

二、工作任务设计一输出电压为固定12V、输出最大电流大于1A、稳压系数Sv小于0.005、输出电阻小于0.1欧姆,输出纹波电压小于5mV,串联稳压电源，并进行安装调试。常州机电职业技术学院

40常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

三、理论知识

1．稳压电源的主要性能指标

（1）特性指标特性指标指稳压电源的输入电压、输出电压、输出电压调节范围、最大输出电流等。

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41常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

（2）质量指标1)稳压系数S(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，

即常州机电职业技术学院

42常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

2)输出电阻RO当输入电压UI（指稳压电路输入电压）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即输出电阻反映了稳压输出受负载变化的影响

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43常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

3)输出纹波电压

指叠加在输出直流电压上的交流分量，可用交流毫伏表进行测量（略有误差），其数值一般很小（毫伏级）。

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44常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2．稳压管稳压电路

UR

I0

IR

IZ温压原理温压电路图4－2－1常州机电职业技术学院

45常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用3．串联型线性稳压电路串联式稳压电路的组成：（1）基准电压；（2）比较放大；（3）输出电压取样电路；（4）调整元件UOT+_UI比较放大基准电压Uo取样URFUORL调整元件+–+–(1)组成部分常州机电职业技术学院

46常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为：

串联反馈式稳压电路。若因输入电压变化或负载变化而使UO加大,比较放大电路使UB1变小,从而使UO降低.UB1+UIUoRLR3比较放大常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用T1调整管R3、T2比较放大R1、RW、R2采样电阻R、UZ基准电压R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2(2)实际电路常州机电职业技术学院

48常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(3)稳压原理UoUB2UBE2=（UB2-UZ）UC2（UB1）Uo当UI增加或输出电流减小使Uo升高时R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2UC2（UB1）常州机电职业技术学院

49常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(4)输出电压的确定和调节范围因为：OU2BEZUU+22WRR+21WRRR++=()22221BEZWWOUURRRRRU++++=所以：2221ZWWURRRRR+++=忽略UBE2R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2常州机电职业技术学院

50常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用(5)采用集成运算放大器的串联型稳压电路

8+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP常州机电职业技术学院

51常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用四、技能训练1．稳压电源仿真测试图4－2－2常州机电职业技术学院

52常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用仿真测试练习过程：1)分别仿真RL为100、470、1000时的输出情况，并分析原因。2)分别测试上述情况下电路的稳压系数。3)稳压过程分析、稳压条件分析。4)输出纹波电压测试（输出交流电压测量值）常州机电职业技术学院

53常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2．串联稳压电路仿真测试图4－2－3常州机电职业技术学院

54常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用练习过程如下：1)分别仿真RL为50、100、1000时的输出情况，并分析原因。2)分别测试上述情况下电路的稳压系数。3)稳压过程分析、稳压条件分析。4)输出纹波电压测试。常州机电职业技术学院

55常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用3．具有放大环节的串联稳压电路仿真测试图4－2－4常州机电职业技术学院

56常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用练习过程如下：1.分别仿真RL为50、100、1000时的输出情况，并分析原因。2.分别测试上述情况下电路的稳压系数。3.稳压过程分析、稳压条件分析。4.输出纹波电压测试，并与无放大环节情形进行比较。以复合管代替Q1进行仿真测试，观察电路指标的变化情况。常州机电职业技术学院

57常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用五、练习试用运算放大器、晶体管等设计并制作一个直流可调稳压电源。指标要求:～常州机电职业技术学院

58常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用模块三集成稳压器应用一、学习目标终极目标：

能够利用集成稳压器完成稳压电源的设计与制作。

促成目标：1、会正确识别三端集成稳压器及其引脚功能。2、正确识读集成直流稳压电源电路原理图，掌握各元件的作用。3、能根据要求利用三端集成稳压器设计、安装、调试稳压电路常州机电职业技术学院

59常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用二、工作任务按图4-3-1装配调试利用集成三端稳压器构成的稳压电路，并测试其性能指标。图4-3-1集成三端稳压器应用电路常州机电职业技术学院

60常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用三、理论知识

1、元器件认识集成三端稳压器是一种串联调整式稳压器，外形如图4-3-2所示，内部设有过热、过流和过压保护电路。它只有三个外引出端(输入端、输出端和公共地端)，将整流滤波后的不稳定的直流电压接到集成三端稳压器输入端，经三端稳压器后在输出端得到某一值的稳定的直流电压。图4-3-2常见三端稳压器外形常州机电职业技术学院

61常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

（1）集成三端稳压器分类CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压常州机电职业技术学院

62常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（2）固定输出三端稳压器的外形图及主要参数固定输出三端稳压器的封装形式：有金属外壳封装和塑料封装，常见的塑料封装外形图如图4-3-3所示。封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7800++213CW790013_2_塑料封装金属封装常州机电职业技术学院

63常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用表4-3-1中列出几种固定输出三端稳压器的参数(Ci=0.33μF，C。=0.1μF，Ta=25℃)

参数单位780578067815输出电压范围V4.8~5.25.75~6.2514.4~15.6最大输入电压V353535最大输出电流A1.51.51.5△V0(I0变化引起)mV100(I0=5mA~1.5A)100(I0=5mA~1.5A)150(I0=5mA~1.5A)△V0(Vi变化引起)mV50(Vi=7~25V)60(Vi=8~25V)150(Vi=17~30V)△V0(温度变化引起)mV/℃±0.6(I0=500mA)±0.7(I0=50OmA)±1.8(I0=50OmA)器件压降(Vi-V0)V2~2.5(I0=lA)2~2.5(I0=lA)2~2.5(I0=1A)偏置电流mA666输出电阻mΩ171719输出噪声电压(10~100kHz)μV404040常州机电职业技术学院

64常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2、集成三端稳压器基本应用电路

固定三端稳压器常见应用电路如图4-3-5所示。为了保证稳压性能，使用三端稳压器时，输入电压与输出电压相差至少2V以上，但也不能太大，太大则会增大器件本身的功耗甚至于损坏器件。在输入与公共端之间、输出端与公共端之间分别接了0.1μF左右的电容，可以防止自激振荡。（a）正固定电压输出（b）负固定电压输出

图4-3-5常州机电职业技术学院

65常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用3、由三端稳压器构成的正负电源设计如图4-3-6所示，利用78、79两种不同极性的集成稳压器，可以方便地构成正负电源图4-3-6由三端稳压器构成的正负电源常州机电职业技术学院

66常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用四、拓展知识—开关电源线性稳压电路的缺点：调整管管耗大电源效率低(40%60%)改进思路：使调整管截止(电流小)饱和(管压降小)常州机电职业技术学院

67常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用开关稳压电路的优点：效率高(80%90%)体积小、重量轻稳压范围宽开关稳压电路的缺点：电路复杂对电网要求不高对电子设备干扰较大输出电压含较大纹波常州机电职业技术学院

68常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

1.开关式稳压电源的基本工作原理脉宽调制示意图见图4-3-7。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T

式中：Um—矩形脉冲最大电压值；

T

—矩形脉冲周期；

T1—矩形脉冲宽度。

图4-3-7脉宽调制示意图

当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的

常州机电职业技术学院

69常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2、开关式稳压电源的原理电路（1）基本电路

图4-3-8开关电原基本电路框图常州机电职业技术学院

70常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（２）单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图4-3-9所示

图4-3-9单端反激式开关电源常州机电职业技术学院

71常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（３）单端正激式开关电源

图4-3-10单端正激式开关电源常州机电职业技术学院

72常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（４）自激式开关稳压电源图4-3-11自激式开关电源常州机电职业技术学院

73常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（５）推挽式开关电源

图4-3-12推挽式开关电源

常州机电职业技术学院

74常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（６）降压式开关电源

图4-3-13降压式开关电源常州机电职业技术学院

75常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（７）升压式开关电源

图4-3-14升压式开关电源常州机电职业技术学院

76常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用（８）反转式开关电源

图4-3-15反转式开关电源常州机电职业技术学院

77常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用四、技能训练

以图4-3-1为操作对象

1、电路装配对所发放的元件进行检测，并按图4-3-1进行装配。图4-3-1常州机电职业技术学院

78常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用2、性能指标测试

1）输出电压UO在输出端改变负载电阻RL（10Ω-100Ω-1000Ω），观察并测量输出电压的变化情况。2）稳压系数S的测量在输出端接负载电阻RL＝50Ω（即IO约100mA），按表4-3-2改变电路输入电压U2（模拟电网电压波动）电压，分别测出相应的稳压电路输入电压Ui及输出直流电压UO，记入表中。常州机电职业技术学院

79常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用表4-3-2稳压系数S(电压调整率)的测量

U2（V）678UI（V）UO（V）分别计算出U2从6V到7V变化、从7V到8V变化时稳压系数S值

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80常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用3)输出电阻RO的测量取U2=7V，改变负载大小，使IO为0、10mA、100mA、300mA，测量相应的UO值，记入表4-3-3中。表4-3-3输出电阻R0的测量IO（mA）010100300UO（V）分别计算出IO从0mA变到10mA、从10mA变到100mA、从100mA变到300mA时的输出电阻RO值。常州机电职业技术学院

81常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用4)纹波电压测量利用毫伏表测量电路的输出纹波电压，调整滤波电容，观察输出纹波电压的变化。

六、练习试用集成稳压器设计并制作一个可输出正负12V、输出最大电流大于100mA的直流稳压电源。常州机电职业技术学院

82模拟电子技术与应用常州机电技术学院电气工程系钱金发模拟电子技术与应用常州机电技术学院电气工程系83常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用模拟电子技术与应用项目一电子工艺基础训练项目二放大电路的装配与调试项目三信号发生器设计与制作项目四直流稳压电源装配与调试附录一半导体器件命名附录二ＥＷＢ仿真软件的使用常州机电职业技术学院

84常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用项目四直流稳压电源安装与调试模块一单相整流滤波电路安装与调试模块二串联直流稳压电源设计与制作模块三集成稳压器应用常州机电职业技术学院

85常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用项目四直流稳压电源安装与调试一、学习目标终极目标：能够按电源指标要求完成直流稳压电源的设计与制作。促成目标：1.了解直流稳压电源的性能指标2.能正确识读直流稳压电源原理图，明确其工作原理3.学会直流稳压电源的安装与调试4.具备直流稳压电源设计能力5.了解开关电源的工作原理，会对开关电源进行故障分析与排除常州机电职业技术学院

86常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用二、工作任务1.单相整流滤波电路的装配与调试2.串联稳压电源的装配与调试3.集成稳压器应用4.开关稳压电源的装配与调试常州机电职业技术学院

87常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用模块一单相整流滤波电路安装与调试一、学习目标终极目标：能够完成单相整流滤波电路设计与制作。促成目标：1．会正确使用变压器、桥堆、电解电容等元件，并能检测相关元器件性能。2．能正确识读整流滤波电路原理图，理解各元件的作用。3．能根据要求设计整流滤波电路，并能进行安装调试。常州机电职业技术学院

88常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用二、工作任务1．利万用板装配图4-1-1所示电路。2．接入交流电压（12V），测试并记录输出波形（与输入波形相比较）及输出电压。3．接入滤波电容、负载电阻（自行组合列表），记录输出波形及电压值；并归纳、比较分析。常州机电职业技术学院

89常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用

图4-1-1单相整流滤波试验电路常州机电职业技术学院

90常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用三、理论知识

1.整流电路的组成常州机电职业技术学院

91常州机电职业技术学院

模拟电子技术与应用OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动电压合适的交流电压滤波稳压常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用2.单相半波整流电路(1)单相半波整流电路的工作原理单相半波整流电路如图4-1-2（a）所示。利用二极管的单向导电性，在变压器副边电压为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。由于二极管的单向导电作用，将变压器副边的交流电压变换成为负载两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图4-1-2（b）。因为这种电路只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载，所以称为单相半波整流电路。

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模拟电子技术与应用图4-1-2半波整流电路

(a)(b)常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(2)性能参数1）输出电压平均值U0

瞬时值平均值常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用2）整流二极管正向平均电流ID

当负载电流平均值已知时，可以根据上式来选定整流二极管的平均电流常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用3）最大反向电压URM整流二极管所承受的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值缺点:半波整流电路的结构简单，输出波形脉动系数大，直流成分低，并且电源变压器有半个周期不导电，利用效率低。常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用3.单相桥式整流电路(1)工作原理V3RLV4V2V1u1u2ioRLV4V3V2V1+uou2u1输入正半周输入负半周+uo常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(2)波形tOtOtOtO2323Im2233uOuDiD=iO常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(3)性能参数

1）输出电压平均值U02）整流二极管正向平均电流ID

3）最大反向电压URMtotototo2323Im2233uOu2uDiD=iO常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(4)桥式整流的优点:桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比，其明显的优点是输出电压较高，纹波电压较小，整流二极管所承受的最大反向电压较低，并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过，所以变压器绕组中流过的是交流，变压器的利用率高。在同样输出直流功率的条件下，桥式整流电路可以使用小的变压器，因此，这种电路在整流电路中得到广泛应用。常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(5)简化画法+uoRLio~+u2(6)整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用4.电容滤波电路

(1)滤波电路的基本形式

(a)电容滤波(b)电感滤波常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(2)电路和工作原理io+

uo=ucRLV1V4V3V2+uV导通时给C充电，V截止时C向RL放电；滤波后uo的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电C常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(3)波形及输出电压当RL=时：OtuO2当RL为有限值时：通常取RC越大UO越大为获得良好滤波效果，一般取：(T为输入交流电压的周期)UO=1.2U2RL=常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用5.其他形式滤波1)电感滤波RLL~+u2整流后的输出电压：直流分量被电感L

短路交流分量主要降在L上

电感越大，滤波效果越好常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用2)型滤波L

C1RL~+u2

C2C1、C2

对交流容抗小L

对交流感抗很大负载电流小时常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用四、技能训练1.单相整流滤波电路仿真测试图4-1-9单相半波整流电路仿真测试

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模拟电子技术与应用1)观察输出电压波形，解析电路工作过程2)改变输入交流电压值，寻找输出与输入的关系3)改变负载电阻阻值，观察输出电压平均值的变化情况4)用交流毫伏表测试输出电压（纹波电压）常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用

2.单相桥式整流电路仿真测试

图4-1-10单相桥式整流电路仿真测试常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用1)观察输出电压波形，解析电路工作过程2)改变输入交流电压值，寻找输出与输入的关系3)改变负载电阻阻值，观察输出电压平均值的变化情况4)用交流毫伏表测试输出电压（纹波电压）常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用3.单相桥式整流滤波电路仿真测试

图4-1-11单相桥式整流电容滤波电路仿真测试常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用1)观察输出电压波形，解析电路工作过程2)保存持电容一定，改变负载电阻阻值，观察输出电压波形与平均值的变化情况3)保存持电阻一定，改变电容量，观察输出电压波形与平均值的变化情况4)测量上述不同情况下输出的纹波电压常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用2.单相桥式整流电容滤波电路装配与调试（1）单相桥式整流电路装配与调试图4-1-12单相桥式整流电路常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用1)根据原理图（如图4-1-12）进行实际电路装配（二极管采用1N4001，电阻分别采用10、100、1K、10K)。2)分析电路工作过程。3)参数测试常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用改变输入电压u2，将数据填入表4-1-1输入输出u2(V)（交流）

Uo(V)（直流）Uo波形81215表4-1-1单相桥式整流电路调试数据表常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用改变负载电阻，将数据填入表4-1-2表4-1-2单相半波整流电路调试数据表2负载电阻RL（Ω）输出Uo(V)10100100010000常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用（2）单相桥式整流电容滤波电路测试1)在图4-1-12中依次接入不同的滤波电容和电阻（表4-1-3）进行测试（调试时输入电压u2始终保持有效值为10V），并将数据填入表4-1-3。2)总结单相桥式整流电容滤波的器件参数与输出输入关系的影响。常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用表4-1-5单相桥式整流电容滤波电路测试数据表测量条件输出C

RL

Uo(V)

Uo波形

47uF

10kΩ

1kΩ

0.1kΩ

470uF

1kΩ

47uF

4.7uF

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模拟电子技术与应用五练习设计一个能输出电压为6V、输出最大电流为2A的整流滤波电源，试确定电路和器件。常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用模块二串联直流稳压电源设计与制作

一、学习目标

终极目标：能够按参数要求完成串联直流稳压电源的设计与制作。

促成目标：1、理解串联稳压电源的工作原理和各元件的作用。2、能根据电路原理图安装调试实际电路。3、理解稳压电源的性能指标常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用

二、工作任务设计一输出电压为固定12V、输出最大电流大于1A、稳压系数Sv小于0.005、输出电阻小于0.1欧姆,输出纹波电压小于5mV,串联稳压电源，并进行安装调试。常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用

三、理论知识

1．稳压电源的主要性能指标

（1）特性指标特性指标指稳压电源的输入电压、输出电压、输出电压调节范围、最大输出电流等。

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模拟电子技术与应用

（2）质量指标1)稳压系数S(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，

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模拟电子技术与应用

2)输出电阻RO当输入电压UI（指稳压电路输入电压）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即输出电阻反映了稳压输出受负载变化的影响

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模拟电子技术与应用

3)输出纹波电压

指叠加在输出直流电压上的交流分量，可用交流毫伏表进行测量（略有误差），其数值一般很小（毫伏级）。

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模拟电子技术与应用2．稳压管稳压电路

UR

I0

IR

IZ温压原理温压电路图4－2－1常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用3．串联型线性稳压电路串联式稳压电路的组成：（1）基准电压；（2）比较放大；（3）输出电压取样电路；（4）调整元件UOT+_UI比较放大基准电压Uo取样URFUORL调整元件+–+–(1)组成部分常州机电职业技术学院

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因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为：

串联反馈式稳压电路。若因输入电压变化或负载变化而使UO加大,比较放大电路使UB1变小,从而使UO降低.UB1+UIUoRLR3比较放大常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用T1调整管R3、T2比较放大R1、RW、R2采样电阻R、UZ基准电压R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2(2)实际电路常州机电职业技术学院

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模拟电子技术与应用(3)稳压原理UoUB2UBE2=（UB2-UZ）UC2（UB1）Uo当UI增加或输出电流减小使Uo升高时R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2UC2（UB1）常州机电职业技术学院

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