电子技术基础项目教程 教学课件 ppt 作者 李秀玲 项目二

项目二 制作直流稳压电源,任务1 连接整流电路 任务2 认识滤波电路 任务3 认识稳压电路 操作指导,看一看认识电源,学生电源 （一） 复读机电源 电脑主机电源,学生电源（二） 复读机及电源 手机充电电源,自制直流稳压电源实物示意图,自制直流稳压电源电路组成框图,变压器 将220V交流电变成所需大小的交流电。 整流电路将交流电转变成单向脉动直流电。 滤波电路将脉动直流电中的交流成分滤除，获得 比较平滑的直流电。 稳压电路当电网电压波动或负载发生变化时，保持 输出直流电压稳定。,各组成部分作用,元器件选择,元器件明细表,任务1 连接整流电路 一、连接单向半波整流电路,电路原理图 实物示意图,电路组成包括三部分：电源变压器T 、整流二极管VD、负载电阻RL,二、负载两端电压及波形,（1）在变压器一次侧接入220V交流电压，用示波器观察变压器二次侧电压u2和RL两端电压uO的波形。 （2）用万用表测变压器二次侧交流电压有效值U2 v。 （3）用万用表测负载两端直流输出电压UO v。,用万用表 检测： U2 v UO v,? ?,三、分析工作原理,设u2为正弦波，波形如图所示。 （1）在u2的正半周： VD 因外加正向电压而导通，相当于开关闭合， RL上得到正半周电压uO。 （2）在u2的负半周：二极管 VD 因外加反向电压而截止，相当于开关断开，RL 上无电流流过，uO=0,a）u2正半周 b）u2负半周 c）工作波形图,四、计算负载电压、电流值,数学理论证明： 1负载两端电压的平均值UO为变压器二次电压有效值U2的0.45倍： 流过负载的直流电流： 流过二极管的正向电流： 4二极管承受的最高反向工作电压：,器件选择要注意 1）变压器的选择： 二次绕组的电压 ，变压器功率P应大于负载功率。 2）二极管的选择： 最高反向工作电压应大于或等于 ，最大整流电流应不小于 。 电路特点 电路简单、元件少、电源利用率低、输出电压脉动大。,五、连接单相桥式整流电路,1.单相桥式整流电路的三种画法 如图所示,电路组成包括：电源变压器T、整流二极管VD1VD4、负载电阻RL,1.按电路原理图连接电路,实物示意图,六、负载两端电压及波形,（1）在变压器一次侧接入220V交流电压，用示波器观察u2和uO的波形。 （2）用万用表测变压器二次侧交流电压有效值U2 v。 （3）用万用表测负载两端直流输出电压UO v。,牢记！,七、分析工作原理,（1）在u2的正半周：VD1、VD3导通，VD2、VD4截止； （2）在u2的负半周：VD1、VD3截止，VD2、VD4导通。 所以在交流电的整个周期内都有相同方向的电流流过负载，其两端得到极性一定、大小变动的“全波”脉动直流电压。 桥式整流电流通路及工作波形图如下 u2正半周时 u2负半周时,桥式整流工作波形图 电路特点：提高了交流电源和变压器的利用率，输出电压高、波动小,八、负载电压与电流的关系,1）桥式整流电路输出直流电压平均值比半波整流电路增加一倍，即： 2）流过负载的直流电流 ： 3）流过每个二极管的电流IVD是负载电流IO的 ，即： 4）每只二极管承受的最高反向工作电压 ： 正确选用二极管，必须满足： ；,整流桥堆的识别与检测,注意： 标“”、“”的引脚是整流输出直流电压的正、负端； 标“”端要与输入的交流电相连接,认识半桥堆和全桥堆,全桥的检测,用万用表欧姆挡测输入端电阻,用万用表欧姆挡测输出端电阻,任务2 认识滤波电路 一、认识常见滤波电路,a）电容滤波 b）电感滤波 c）倒L型滤波 d）LC 型滤波 e）RC 型滤波,二、连接电容滤波电路,下图所示为电路原理图,注意：新增元件滤波电容，这可是个有极性的电解电容,桥式整流电路实物示意图,三、负载两端电压及波形,1用示波器观察负载两端电压的波形，比较并接电容前、后的变化。 2用万用表测试负载两端电压，并接电容前UO V，并接电容后UO V。,四、分析电容滤波原理,在加入滤波电容后，整流输出的电压在向负载RL供电的同时，也给电容C充电。当充电电压达到最大值 U2后，u2开始下降，电容C开始通过负载电阻放电，维持负载两端电压缓慢下降，直到下一个整流电压波形到来；当u2uC时，电容器又开始充电。工作波形如下图所示。,滤波后 滤波前,结果：输出电压的脉动程度大大减小的同时也使其平均值增大。 1电容滤波后的输出电压：UO1.2U2； 负载开路时，UO U2。 2选择滤波电容： （1）估算：容量 （T为脉动电压周期）； 耐压 （2）根据负载电流选取滤波电容器容量：见下表。,电感滤波原理,利用通过电感的电流不能突变的特性也可以实现滤波：当电流增加时电感线圈产生自感电动势阻止电流的增加，同时将一部分电能转化为磁场能量储存；当电流减小时，电感线圈便释放能量，阻止电流减小，所以使通过负载RL的电流脉动受到抑制，从而变得平滑了许多。如图所示。,几种滤波电路比较,任务3 认识稳压电路 一、认识最简单的二极管并联型稳压电路,电路特点：元件少且简单、负载能力差、输出电压即稳压二极管的稳压值，不可调。,二极管稳压电路注意：是稳压二极管，它具有稳定输出电压的作用。,？,学一学 稳压二极管,（1）认识常用稳压二极管实物 稳压二极管图形符号,（2）稳压二极管的作用 其伏安特性曲线如图所示。稳压二极管正向特性与普通二极管相同，反向特性曲线在击穿区比较陡直，这表明稳压管击穿后，通过电流变化（ IZ）很大，而两端电压变化（ UZ）很小，可以说两端电压基本保持不变。利用它的这一特性，稳压管在电路中就能到起稳压作用。,使用注意： 1）稳压二极管两端必需加上大于其击穿电压的反向电压。以保证稳压二极管工作在反向击穿区。 2）串联适当阻值的电阻，限制击穿后的反向电流，使反向电流和反向功率均不超过其允许值,（3）稳压原理,以负载电阻不变、交流电源电压增加会使UO上升为例分析稳压过程如下： （4）稳压二极管的主要参数 1）稳定电压UZ：指稳压二极管在正常工作状态下其两端的电压值。 2）稳定电流IZ：指稳压二极管在稳定电压下的工作电流。其值在稳压区的最大电流IZmax与最小电流IZmin之间。 3）耗散功率PZM；指稳压二极管的稳定电压与最大稳定电流的乘积。 4）温度系数k：反映温度的变化会引起稳定电压的变化。 （5）检测 用万用表检测正、负电极的方法与普通二极管相同。,二、晶体管串联型稳压电源,1.晶体管串联型稳压电源的组成,a）原理图 b）组成框图,元件对应各组成部分,（2）稳压原理,当UI或RL变化时，稳压过程如下： UI升高或RL变大 UO升高 UB2变大 UBE2变大 IB2增大 UO下降 UCE1增大 IC1减小 UB1下降 IC2增大 （3）输出电压的调节 按分压关系：,因 UZ UBE2，则 式中 为分压比，用n表示，则 结论：只要改变RP的抽头位置，即可改变电路分压比，从而调整输出电压UO的大小。 （4）提高电源稳压性能的措施 1）取样电阻：选用金属膜的，使分压比n更稳定。 2）稳压二极管：选温度系数小的硅稳压二极管，使Uz更稳定。 3）比较放大管：选大的管子，使调压灵敏，稳压性能好。 4）调整管：当输出功率较大时，要选大功率晶体管，可用复合管做调整管，同时提高值。,电源调整管的实际运用,用复合管作调整管=12,用多管并联来增大ICM,用多管串联来增大UCEO,三、集成稳压器,（1）特点 体积小、外围元件少、经济、性能稳定、调整方便。 1）三端固定式集成稳压器：常用的有输出正电压的W78××和负电压的W79××系列,三端固定式集成稳压器外形及引脚功能,2）三端可调式集成稳压器：常用的有正电压的W117/W217/W317系列和负电压的W337系列，其调压范围为1.237 V，最大输出电流为1.5A。 （2）三端稳压器常用系列型号介绍,三端可调式集成稳压器及引脚功能,（3）三端集成稳压电源的典型实例,注意：调节R1、R2阻值可使输出电压为3V， R3、LED构成电源指示电路，显示电源是否接通。,一、发光二极管,发光二极管（简称LED）， LED实物及内部结构如图所示。,（1）种类 分类方式多，种类多。 （2）特性 LED的正向特性与普通二极管相似，但正向工作电压比普通二极管高，约1.22.5V；而反向击穿电压一般比普通二极管低，约为5V左右。使用时必须加上适当的正向工作电压，才能使其正常工作。 （3）检测 用万用表“R×10k”档，测量LED的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔接正极时）约为1020k，反向电阻值为250k。较高灵敏度的LED，在测量正向电阻值时，管内会发微光。,二、开关型稳压电源介绍,（1）开关型稳压电源的基本组成：由开关调整管VT、开关变压器T、控制电路和整流滤波电路等部分组成。,（2）开关型稳压电源的两种控制方式 调节开关脉冲的方法有两种： 一种是改变脉冲的宽度为调宽式开关型稳压电源； 另一种是改变脉冲的频率为调频式开关型稳压电源。,（3）开关型稳压电源的稳压原理举例,操作指导 一、串联型直流稳压电源的电路结构及工作过程,1. 电路结构：,2. 工作过程： 电源变压器T二次侧的低压交流电，经整流二极管VD1VD4构成的桥式整流电路整流，电容器C滤波，获得比较平稳的直流电，送到稳压电路进行稳压，在调整管的调压作用下，能使输出电压基本保持不变。 二、安装电路 （1）元件选择 见表2-1。 （2）元件检测 元件检测情况记录表如下,（3）元件整形、焊接与连线 3. 调试与检测电路 （1）通电前自检 1）电源变压器一次绕组、二次绕组的判别：一次绕组直流电阻约为几百欧几千欧，变压器二次绕组直流电阻约为几欧几十欧。 2）整流二极管及稳压二极管极性检查 3）滤波电容及晶体管管脚及管型的检查。 （2）调试与检测 将检测结果记录到表2-6中。 1）检查元件及连线安装正确无误后接通电源。 2）用万用表直流电压挡测量C两端电压和输出电压UO，判断电压是否正常，调节RP的阻值测出输出电压的调整范围，并与计算的电压调整范围对比。 3）记录各晶体管E、B、C的电压,串联型稳压电源制作技训表,（1）将整流电路中一只二极管断开，测量负载两端输出电压，并说明原因。 （2）将稳压二极管及滤波电容断开，用示波器观察整流输出电压波形，用万用表测量整流输出电压，并说明原因。,四、训练与思考,成功属于 勤奋者！,