课题二 制作直流稳压电源

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1、课题二制作直流稳压电源【教学目的和要求】1.知识目标要求1)掌握二极管的单向导电性和伏安特性曲线；2)熟悉单相桥式整流电路的组成结构、工作原理及电路参数的计算；3)掌握电容滤波电路的工作原理及电路参数的计算；4)熟悉串联型稳压电路的组成结构和工作原理；5)掌握三端固定、可调集成稳压电路的基本应用方法。2.能力目标要求1)学会选择电子元器件，并熟练使用万用表检测其质量的好坏；2)能够完成直流稳压电源的设计、安装和调试，并能测定其参数。课题二制作直流稳压电源[课题2.1]直流稳压电源的设计[课题2.2]直流稳压电源的制作与调试

2、小结[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.1直流稳压电源的作用几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源，而这些通常都是由交流电网供电，因此需要将交流电变成稳定的直流电。直流稳压电源的作用就是将交流电经过整流变成脉动的直流电，然后再通过滤波、稳压转换成稳定的直流电。2.1.2将交流电转换为直流电的方法小功率直流电源通常采用单相整流获得。其主要是利用二极管的单向导电特性，将交流电变为脉动直流电的。如图2-1所示，线性直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。下一页[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.

3、2将交流电转换为直流电的方法1.电源变压器电源变压器的任务就是将交流电的幅度变换为直流电源所需要的幅度。2.整流电路整流电路的目的是利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压。3.滤波电路滤波电路的功能是将整流后的单向脉动电压中的脉动成分尽可能地滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。4.稳压电路稳压电路的功能是减小电源电压波动、负载变化和温度变化的影响，以维持输出电压的稳定。下一页上一页[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.3二极管的结构与导电特性1.PN结的形成如图2-2所示，在

4、同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。2.PN结的单向导电性(1)PN结外加正向电压如图2-3所示，PN结的P端接高电位，N端接低电位，称PN结外加正向电压，或称PN结正向偏置，简称为正偏。(2)PN结外加反向电压如图2-4所示，PN结的P端接低电位，N端接高电位，称PN结外加反向电压，或称PN结反向偏置，简称为反偏。下一页上一页[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.3二极管的结构与导电特性(3)PN结的单向导电性PN结外加正向电压时处于导通状态，外加反向电

5、压时处于截止状态，PN结具有单向导电性。3.二极管的结构及符号二极管的结构外形及在电路中的文字符号如图2-5所示。在图2-5(b)所示的电路符号中，箭头的指向为正向导通电流的方向。4.二极管的导电特性因PN结具有单向导电性，所以二极管也具有单向导电性，即二极管外加正向电压时，导通；外加反向电压时，截止。这样，电路中的电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下一页上一页[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.4二极管的伏安特性曲线若以电压为横坐标，电流为纵坐标，用作图法把电压、电流的对应值用平滑曲线连接起来，就构成了二极管的伏

6、-安特性曲线，如图2-6所示。1.正向特性当正向电压达到且大于Vth后，二极管才能真正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V，硅管约为0.7V)，称为二极管的“正向压降”。3.反向击穿特性二极管反向电压加到一定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。此时的电压称为反向击穿电压用U(BR)表示，如图2-6中的CD(或C'D')段所示。下一页上一页[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.5单相桥式整流电路单相桥式整流电路如图2-7所示。1.工作原理分析设变压器次级电压，u2正半周时，a端电压极性为

7、正，b端为负。二极管D1和D3正偏导通，D2和D4反偏截止。u2负半周时，b端电压极性为正，a端为负。二极管D2和D4正偏导通，D1和D3反偏截止。由此可见，在交流电压的正、负半周，电流都以同一个方向流过RL，从而达到整流的目的。四个二极管两个一组轮流导通，在负载上得到脉动的直流电压u0和流过二极管的电流及其截止时两端的电压波形如图2-8所示。下一页上一页[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.5单相桥式整流电路2.负载上的电压与电流的计算负载两端输出电压平均值：流过负载RL的电流平均值：3.整流二极管的选择每只二极管在正

8、、负半周轮流导通，所以其电流的平均值为负载电流的一半，即二极管最高反向工作电压为其截止时所承受的反向峰压，即下一页上一页[课题2.1]直流稳压电源的设计2.1.6滤波电路所谓滤波，就是将整流后脉动直流电的交流成分除去，使之变为平滑直流电的过程。1.电容滤波电路在整流电路中，把一个大电容C并接在负载电阻两