3直流稳压电源的调试课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,直流稳压电源的调试,训练目的,1,建立对稳压电源的基本认识。,2,进一步掌握常用电子仪器的使用方法。,直流稳压电源是是把交流信号变换为直流信号的设备,t/ms,220,-220,20,u/v,变换,稳压电源,作用：,供给系统,工作,电源，其性能影响系统的,精度、稳定性和可靠性,t,U/V,5,-5,t,U/V,9,t,U/V,-5,直流稳压电源的调试训练目的t/ms220-22020u/v变,1,电流源,电源,电压源,交流：交变电流（交替过零）,直流：稳恒直流 变化的直流,电源,电源的种类,t,U,0,电流源电源电压源交流：交变电流（交替过零）直流：稳恒直流,2,电源变压器:将交流电网电压,u,1,变为合适的交流电压,u,2,。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,u,1,u,2,u,3,u,4,u,o,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,整流电路:将交流电压,u,2,变为脉动的直流电压,u,3,。,滤波电路:将脉动直流电压,u,3,转变为平滑的直流电压,u,4,。,稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压,u,o,的稳定。,直流稳压电源的组成和功能(稳压过程),变压,电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整,3,变压器,：变压器是一种电磁能量转换装置，变压器,初级电压,U,1,与次级电压,U,2,之比等于初级线圈匝数,n,1,和次级线圈匝数,n,2,之比。,是否可以使用电阻分压？为什么？,负载：,将电能转化为其它形式的能量，或对信号进,行处理,变压器：变压器是一种电磁能量转换装置，变压器是否可以使用电阻,4,整流电路的任务：,利用二极管的单向导电性把交流电能转变为直流电能的过程，其输出,是单向的脉动电压,整流电路,常见的小功率整流电路，有单相半波、全波和桥式整流等。,为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。,整流电路的任务：利用二极管的单向导电性把交流电能转变为直流电,5,单相半波整流电路的工作原理,u,2,0,时，二极管导通,i,L,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,忽略二极管正向压降,u,o,=,u,2,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,i,L,=0,u,2,0 时，二极管导通iLu1,6,u,o,(1)输出电压波形：,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,i,L,(2)二极管上承受的最高电压：,uo(1)输出电压波形：u1u2aTbDRLuoiL(2,7,单相全波整流电路的工作原理,u,1,u,2,a,T,b,D,1,R,L,u,o,D,2,u,2,i,L,(1)输出电压波形：,(2)二极管上承受的最高电压：,u,o,单相全波整流电路的工作原理u1u2aTbD1RLuoD2u2,8,单相桥式整流电路的工作原理,桥式整流电路,+,-,u,2,正半周时电流通路,u,1,u,2,T,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,单相桥式整流电路的工作原理桥式整流电路+-u2正半周时电流通,9,桥式整流电路,-,+,u,0,u,1,u,2,T,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,2,负半周时电流通路,桥式整流电路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2负半周,10,u,2,0,时,D,1,D,3,导通,D,2,D,4,截止,电流通路:,A,D,1,R,L,D,3,B,u,2,0 时D1,D3导通u20 时D2,D4导通输出是脉,11,滤波电路,滤波电路的结构特点:,电容与负载,R,L,并联。,交流,电压,脉动,直流电压,整流,滤波,直流,电压,原理：,利用储能元件,电容,两端的电压不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。,滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载 RL 并联。交流脉,12,电容滤波电路,以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。,滤波原理,桥式整流电容滤波电路,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,电容滤波电路以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所,13,1.,R,L,未接入时,(忽略整流电路内阻)（空载）,u,2,t,u,o,t,设,t,1,时刻接通电源,t,1,整流电路为电容充电,充电结束,没有电容时的输出波形,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,1.RL未接入时(忽略整流电路内阻)（空载）u2tuot,14,2.,R,L,接入（且,R,L,C,较大）（带负载）时,(忽略整流电路内阻),u,2,t,u,o,t,电容通过,R,L,放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，,u,o,会逐渐下降。,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,2.RL接入（且RLC较大）（带负载）时 (忽略整流电,15,一般取,(,T,:电源电压的周期),近似估算:,U,o,=1.2,U,2,。,电容滤波电路的特点,输出电压,U,o,与放电时间常数,R,L,C,有关。,R,L,C,愈大,电容器放电愈慢,U,o,(平均值)愈大,一般取(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=1.2U2。电容,16,稳压,作用：,使电网电压和负载在一定范围内发生变化时，输出电压保持不变。,原因：,1),电网电压波动，整流、滤波输出的直流电压是不稳定的。,2),负载的变动也会使直流电源的输出电压变化。,集成稳压电路：,78xx、79xx,LM7805,R,不变,稳压作用：使电网电压和负载在一定范围内发生变化时，输出电压保,17,集成稳压电源,随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。,本节主要介绍常用的,W7800系列,三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。,该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。,集成稳压电源随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片,18,1,端:输入端,2,端:公共端,3,端:输出端,LM7800系列稳压器外形,1,2,3,1,端:公共端,2,端:输入端,3,端:输出端,LM7900系列稳压器外形,1,2,3,1端:输入端LM7800系列稳压器外形1231端:公共,19,注：,型号后XX两位数字代表输出电压值,输出电压额定电压值有:,5V、9V、12V、18V、24V等。,三端集成,稳压器,固定式,可调式,正稳压W78XX,负稳压W79XX,集成稳压电源的分类,注：型号后XX两位数字代表输出电压值输出电压额定电压值有:5,20,输出为固定电压的电路,应用电路,输出为固定正压时的接法如图所示,。,注意：,输入与输出端之间的电压不得低于3V！,W7800系列稳压器 基本接线图,U,o,+,_,C,o,W7800,C,I,U,I,+,_,1,3,2,输出为固定电压的电路应用电路输出为固定正压时的接法如图所示。,21,输出正负电压的电路,正负电压同时输出电路,W78XX,C,I,U,I,+,_,U,O,1,3,2,+,_,C,I,W79XX,1,3,C,O,C,O,2,U,O,输出正负电压的电路正负电压同时输出电路W78XXCIUI+U,22,注意：使用电源时，所接负载不能超过允许值！,当R,S,R,L,时，U,O,E，当R,S,与R,L,可比时，U,O,变化较大 即不稳压。,注意：使用电源时，所接负载不能超过允许值！当RSRL时，U,23,稳压,电源,单极性稳压电路,双极性稳压电路,稳压电源单极性稳压电路双极性稳压电路,24,操作（按书中训练内容要求做）,注意事项：,1、电源线的安全使用。,2、顺序连线，避免交叉。,3、稳压块接线。,4、负载均为1K,5、示波器的使用,1）选DC 2）如何测纹波 3）如何记录数据,注意：整流后波形的记录要对应 u,i,一个完整周期,操作（按书中训练内容要求做）注意事项：,25,1)半波整流电路及滤波(空载、带负载),2)全波整流电路及滤波(空载、带负载),1 测整流及滤波电路输出电压,训练内容,100,uf,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,220,V,18,V,18,V,R,1,k,W,100,uf,1)半波整流电路及滤波(空载、带负载)1 测整流及滤波电路,26,3)桥式整流电路及滤波(空载、带负载),训练内容,桥堆,u,1,u,2,T,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,3)桥式整流电路及滤波(空载、带负载)训练内容桥堆 u1u2,27,3稳压电路,1)单极性稳压电路,按图912连接电路。,不接负载电阻,R,，用示波器分别观察并记录,C,1两端和,C,2两端电压波形，比较稳压前和稳压后的电压波形。,将负载电阻,R,并接,在电容,C,2两端，用示波器分别,C,1两端和,C,2两端电压波形。,2)双极性稳压电路,按图913连接电路，用示波器分别观察并记录图中四个电容两端的电压波形。,训练内容,3稳压电路训练内容,28,滤波电容的选取,1）耐压值,2）容量 C大有利于减小纹波，但C太大,i=c,更大，容易烧坏器件,3）RC的选取,整流方式,变压器制作,能源利用率,二极管承受反压,成本,全波整流,复杂,低,大,高,桥式整流,简单,高,小,低,全波整流与桥式整流的区别,滤波电容的选取 1）耐压值整流方式变压器制作能源利用率二极,29,思考题,直流稳压电源的基本原理是什么？每个过程所用主要元件的特性是什么？,比较全波整流与桥式整流的区别。,说明滤波电路中滤波电容的选取原则。,使用示波器如何观察大直流电平上叠加的小纹波？,桥式整流电路中，如果一只二极管接反，会造成什么结果？,思考题直流稳压电源的基本原理是什么？每个过程所用主要元件的特,30,作业,要求：写完整的的训练报告,1）训练目的,2）训练器材,3）操作步骤及方法,4）数据记录,5）数据分析,6）思考题,7）建议与意见。,作业要求：写完整的的训练报告,31,