项目1 直流稳压电源的制作与检测

项目1直流稳压电源的制作、调试与检测

直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成，其框图如图1-1所示。项目1直流稳压电源的制作、调试与检测

任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测

任务1.2整流滤波电路的制作、调试与检测

任务1.3串联型稳压电路的制作、调试与检测

任务1.4集成直流稳压电源制作、调试与检测

项目1直流稳压电源的制作、调试与检测

在实际应用中，经常用一个指示电路来指示220V市电的有无，图1-4为一实用市电指示电路。

任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测1.1.1半导体基础知识物体按导体性质分为导体、绝缘体和半导体。半导体具有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。

在电子器件中，用得最多的材料是硅和锗，硅和锗都是四价元素，最外层原子轨道上具有4个电子，称为价电子。每个原子的4个价电子不仅受自身原子核的束缚，而且还与周围相邻的4个原子发生联系：一方面围绕自身的原子核运动；另一方面也时常出现在相邻原子所属的轨道上。这样，相邻的原子就被共有的价电子联系在一起，称为共价键结构，如图1-5所示。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测1.本征半导体纯净的半导体称为本征半导体。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测2.杂质半导体（1）P型半导体在本征半导体（锗或硅）中掺入三价元素硼，构成P型半导体。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测

（2）N型半导体在本征半导体(锗或硅)中掺入元素磷，

构成N型半导体。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测3．PN结在一块完整的晶片上，通过掺杂工艺，使晶片的一边为P型半导体，另一边为N型半导体，将在两者交界处形成PN结，如图1-9所示。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测PN结具有单向导电性，即加正向电压（P区接正，N区接负）导通，加反向电压（P区接正，N区接负）截止，如图1-10所示。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测1.1.2半导体二极管的结构和类型

1．结构、符号及外形在PN结上加上引线和封装，就构成一个二极管。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测2．二极管的类型（1）按材料分:有硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等，硅二极管的热稳定性比锗二极管好得多。（2）按用途分:有整流、稳压、开关、发光、光电、变容、阻尼等二极管。（3）按封装形式分:有塑封、金属封等二极管。（4）按功率分:有大功率、中功率及小功率等二极管。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测1.1.3半导体二极管的伏安特性二极管两端的电压U及其流过二极管的电流I之间的关系，称为二极管的伏安特性。

1．正向特性

2．反向特性任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测3．半导体二极管的主要参数

（1）最大整流电流IFM

（2）最高反向工作电压URM

（3）反向饱和电流IR

（4）最高工作频率fM任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测1.1.4半导体二极管的简易测试

1.二极管极性的判定

(1)观察外壳上的符号标记

(2)观察外壳上的色点任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测(3)用万用表进行测量判定

(4)用电池和喇叭来判别二极管的正、负极任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测2.二极管质量的判定用机械式万用表判别。（1）若测得的正向电阻很小（几千欧以下），反向电阻很大（几百千欧以上），表明二极管性能良好。（2）若测得的正向电阻和反向电阻都很小，表明二极管短路（击穿），已损坏。（3）若测得的正向电阻和反向电阻都很大，表明二极管断路（开路），已损坏。（4）若测得反向电阻变小（即有一定的阻值，称为漏电电阻），表明二极管单向导电性能性能变差。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测1.1.5单相半波整流电路

1．电路的组成及工作原理任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测2．负载上的直流电压和直流电流直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值，有

流过负载RL上的直流电流为

任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测3．对整流二极管的选用要求最大整流电流IFM

应大于负载电流，最高反向工作电压URM应大于。

4．半波整流电路的特点半波整流电路结构简单，但输出电压较低，脉冲成分大，变压器利用率低，只适应于小电流、小功率对脉冲要求不高的场合。任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测1.1.6发光二极管

1．发光二极管的结构、符号和伏安特性

任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测3．发光二极管的检测

（1）观察法

（2）用万用表测量法普通发光二极管工作在正偏状态。一般用万用表R×10kΩ挡，方法和普通二极管一样，一般正向电阻为15kΩ左右，反向电阻为无穷大，

任务1.1电源指示电路的制作、调试与检测返回1.2.1单相桥式整流电路

1．电路组成任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测2．工作原理任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测2.负载上的直流电压和直流电流负载上的直流电压和直流电流为：任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测3．对整流二极管的选用要求任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测4．单相桥式整流电路的特点（1）整流效率高，变压器结构简单，输出脉动小。（2）整流二极管数量多，电路连接复杂，容易出错。为解决这一问题，生产厂家常将整流二极管集成在一起构成桥堆，如图1-35所示。任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测1.2.2滤波电路

1．电容滤波电路它是利用电容两端的电压不能突变的特性，与负载并联，使负载得到较平滑的电压。图1-36（a）所示的是单相桥式整流电容滤波电路。（1）工作原理任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测

（2）滤波电容和整流二极管的选择①滤波电容的选择与输出电压的估算

电容器的耐压通常取(1.5～2)U2

。在桥式或全波整流情况，电容滤波电路输出的直流电压，可按下式估算UL≈1.2U2

。任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测②整流二极管的选择任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测

2．电感滤波电路

任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测3．复式滤波电路

任务1.2整流、滤波电路的制作、调试与检测返回1.3.1稳压电源的主要技术指标

1．特性指标特性指标指表明稳压电源工作特征的参数，具体如下：（1）输入电压及其变化范围；（2）输出电压及输出电压调节范围；（3）额定输出电流（指电源正常工作时的最大输出电流）以及过流保护电流值。任务1.3稳压电路的制作、调试与检测2．质量指标质量指标指衡量稳压电源稳定性能状况的参数，如电压调整率SU、电流调整率SI、输出电阻及纹波电压等。

（1）电压调整率SU

（2）电流调整率SI

（3）输出电阻RO（或内阻）

(4)纹波电压S

纹波电压S指稳压电路输出端中含有的交流分量，通常用有效值或峰值表示。

任务1.3稳压电路的制作、调试与检测1.3.2硅稳压管稳压电路

1．稳压二极管稳压二极管是一种用特殊工艺制成的面接触型二极管，特殊之处在于它工作在反向击穿状态。它是利用管子反向击穿时电流在很大范围内变化，而管子两端的电压几乎不变的特性，实现稳压的。稳压二极管的外形和符号如图1-49所示。任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

（1）稳压二极管的伏安特性

任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

（2）稳压管的主要参数①稳定工作电压UZ

②稳定工作电流IZ

③动态电阻rz

2．稳压管稳压电路任务1.3稳压电路的制作、调试与检测3．硅稳压管和限流电阻的选择（1）输入电压UI的确定考虑电网电压的变化，UI可按UI=(2～3)UO选择。（2）稳压管的选择通常根据稳压管的UZ、IZM选择稳压管的型号。一般取

（3）限流电阻的选择

任务1.3稳压电路的制作、调试与检测1.3.3三极管

1．三极管的结构与分类（1）三极管的外形结构任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

（2）三极管的结构与电路符号任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

（3）三极管的分类按其结构类型分为NPN型管和PNP型管；按其制作材料分为硅管和锗管；按其工作频率分为高频管（工作频率大于3MHz）和低频管（工作频率小于3MHz）；按其功率大小分为大功率管、中功率管和小功率管；按其工作状态分为放大管和开关管。任务1.3稳压电路的制作、调试与检测2．三极管的电流分配与放大作用要实现三极管的电流放大作用，必须给三极管提供一个合适的偏置电压：即三极管的发射结加上正向偏置电压，集电结加上反向偏置电压。

IB+IC=IE

基极电流对集电极电流具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用，用β表示，即任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

3．三极管的特性曲线三极管的特性曲线主要包括输入特性曲线和输出特性曲线。（1）输入特性曲线任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

（2）输出特性曲线

任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

4．三极管的主要参数（1）电流放大系数β

（2）极间反向饱和电流①集—基极间反向饱和电流ICBO②集—射极间反向饱和电流—穿透电流ICEO

（3）极限参数①集电极最大允许电流ICM②集电极—发射极间的击穿电压U(BR)CEO③集电极最大耗散功率PCM任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

5．三极管的简易测试（1）由管子外形初判管脚任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

（2）用万用表检测三极管的管脚和类型①判断基极和管型的判别②集电极和发射极的判别任务1.3稳压电路的制作、调试与检测1.3.4晶体管串联型稳压电路

1.负载与可变电阻串联稳压原理

任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

2.晶体管串联型稳压电路（1）晶体管串联型稳压电路原理框图串联型稳压电路的组成框图如图1-63所示，它由调整元件、取样电路、基准电压和比较放大等部分组成。（2）基本调整管稳压电路如图1-64为基本调整管稳压电路。任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

（3）具有放大环节的晶体管串联型稳压电路①电路组成任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

②稳压过程任务1.3稳压电路的制作、调试与检测

③输出电压的计算输出电压的大