电工电子技术及应用教学课件作者程珍珍项目八.ppt

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1、项目八直流稳压电源的设计、安装与调试1243358.1项目目标8.2项目情境8.3理论知识8.4实践知识——如何使用集成稳压电源8.5项目实施返回8.1项目目标知识目标掌握半导体二极管整流电路的结构、原理；了解滤波电路的组成和工作原理；理解稳压电路的作用及集成稳压器的使用方法；能对直流稳压电源进行分析和计算。能力目标熟悉万用表和示波器的使用方法。情感目标培养学生的自学意识。返回8.2工作情境通过直流稳压电源的制作，学生学会使用万用表，并利用万用表来检测二极管的能力，该项目的实施使学生能对直流稳压电源电路中的故

2、障现象进行分析判断并加以解决，最终使我们能设计和制作直流稳压电源。返回8.3理论知识任何一个电路、一台电子设备都必须要有电源，它是电路工作的“能源”保障，不同的电路对电源的要求不同，但几乎所有的电子设备和电路都需要有一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出电流电压仍然能基本保持不变的电源，这种电源称为直流稳压电源。其组成框图如图8−1所示。电子设备中都需要直流稳压电源，功率较小的直流电源大多数都是将交流电压经过整流、滤波和稳压后获得。整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉

3、动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；当输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，稳压电路用来维持输出直流电压的稳定。下一页返回8.3理论知识8.3.1整流电路整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而

4、定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。上一页下一页返回8.3理论知识小功率直流电源因功率比较小，通常采用单相交流供电，因此，本节只讨论单相整流电路。利用二极管的单向导电作用，可将交流电变为直流电，常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路。一、单相半波整流电路单相半波整流电路如图8−2（a）所示，图中Tr为电源变压器，用来将市电220V交流电压变换为整流电路所要求的交流电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。D为整流二极管，令它为理想二极管

5、，RL为要求直流供电的负载等效电阻。设变压器二次电压为u2=2U2sinωt。上一页下一页返回8.3理论知识当u2为正半周（0≤ωt≤π）时，由图8−2（a）可见，二极管D因正偏而导通，流过二极管的电流iD同时流过负载电阻RL，即iO=iD，负载电阻上的电压uO≈u2。当u2为负半周（π≤ωt≤2π）时，二极管D因反偏而截止，iO≈0，因此，输出电压uO≈0，此时u2全部加在二极管两端，即二极管承受反向电压uD≈u2。u2、uO、iO、uD的波形如图8−2（b）所示，由图可知，负载上得到单方向的脉动电压，由于

6、该电路只在u2的正半周有输出，所以称为半波整流电路。半波整流电路输出电压的平均值UO为：上一页下一页返回8.3理论知识流过二极管的平均电流ID为：二极管承受的反向峰值电压URM为：半波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大，因此，它只适用于要求不高的场合。上一页下一页返回8.3理论知识二、单相桥式整流电路由于全波整流电路需要特制的变压器，制作起来比较麻烦，于是出现了一种桥式整流电路，如图8−3（a）所示，其简化电路如图8−3（b）所示。这种整流电路使用普通的变压器，但是比全波整流多用了两个

7、整流二极管。由于四个整流二极管连接成电桥形式，所以称这种整流电路为桥式整流电路。三、整流组合元器件将桥式整流电路的四只二极管制作在一起，封装成为一个器件就称为整流桥，其外形如图8−6所示。a、b端接交流输入电压，c、d为直流输出端，c端为正极性端，d端为负极性端。上一页下一页返回8.3理论知识8.3.2滤波与稳压电路交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，

8、这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。上一页下一页返回8.3理论知识一、电容滤波电路电容器是一个储存电能的仓库。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐