1、模擬電子技術(shù)項(xiàng)目五項(xiàng)目五 直流穩(wěn)壓電源電路直流穩(wěn)壓電源電路模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 項(xiàng)目一 常用半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握直流穩(wěn)壓電源電路的基本組成。學(xué)會(huì)分析半波整流電路和橋式整流電路的工作過程。理解電容濾波和電感濾波電路的工作原理。掌握穩(wěn)壓電路的分類、組成和穩(wěn)壓原理。了解開關(guān)穩(wěn)壓電源的組成和電路特點(diǎn)。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 工作任務(wù)工作任務(wù)進(jìn)行半波整流電路和橋式整流電路性能的測試。進(jìn)行電容濾波電路性能的測試。進(jìn)行串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓性能的測試。進(jìn)行固定式三端穩(wěn)壓器應(yīng)用電路的測試。撰寫測試報(bào)告。模擬電子技術(shù)模擬

2、電子技術(shù)Analog Electronic 圖5.1 直流穩(wěn)壓電源的組成框圖及各環(huán)節(jié)的輸出波形模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)5-1 電源變壓器的基本特性與測試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)能識(shí)別變壓器的原邊和副邊，看懂變壓器的參數(shù)。理解掌握變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換作用。 任務(wù)內(nèi)容任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行變壓器的識(shí)別。進(jìn)行變壓器特性的測試。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)、符號(hào)及特性。變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換作用。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)引導(dǎo) 變壓器通常由兩個(gè)互感繞組組成：一個(gè)繞組與電源相連，稱為原邊繞組；另一個(gè)繞組與負(fù)載相連，稱

3、為副邊繞組。 圖5.2 鐵芯變壓器的實(shí)物示意圖和符號(hào) 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)實(shí)施(一)任務(wù)名稱(1) 認(rèn)識(shí)變壓器實(shí)物。(2) 變壓器基本特性的測試。(二)任務(wù)要求按測試步驟完成所有測試內(nèi)容，并撰寫測試報(bào)告。(三)測試器材(1) 測試儀器儀表：萬用表、示波器。(2) 器件：電阻1k1，變壓器220V/9V。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (四)任務(wù)實(shí)施步驟 (1) 按圖5.3所示連接電路，變壓器原邊繞組接220V交流市電。 (2) 用示波器觀察負(fù)載兩端的輸出電壓波形，并記錄波形。 (3) 用交流毫伏表測量輸出電壓并記錄：變壓器

4、副邊輸出電壓(有效值)約為_V，則原邊輸入電壓和副邊輸出電壓之比約為 ： 。 圖5.3 變壓器應(yīng)用電路模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (1) 由變壓器的原邊電壓和副邊電壓之比可知該變壓器的匝數(shù)比n=_。 (2)變壓器_(能/不能)改變輸入信號(hào)波形。(五)任務(wù)完成結(jié)論模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 相關(guān)知識(shí)變壓器能實(shí)現(xiàn)以下作用。1. 電壓變換作用電壓變換作用 原、副邊繞組電壓有效值U1和U2之比等于原、副邊繞組匝數(shù)之比，即U1/U2=N1/N2。2. 電流變換作用電流變換作用 原、副邊繞組電流有效值I1和I2之比等于原、副邊繞組匝數(shù)的反比，

5、即I1/I2=N2/N1。3. 阻抗變換作用阻抗變換作用 把一個(gè)阻值為ZL的負(fù)載接到變壓器的副邊，則從變壓器的原邊來看，該電阻可等效為 (N1/N2)2ZL。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)5-2 整流電路與測試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)掌握整流電路的作用。學(xué)會(huì)分析半波整流電路的工作原理。學(xué)會(huì)分析橋式全波整流電路的工作原理。測試整流電路的性能。能根據(jù)整流電路的要求選擇合適的整流二極管。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)內(nèi)容任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行半波整流電路的測試與分析。進(jìn)行橋式整流電路的測試與分析。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)半波整流電路的電路組成、工作原理及電路特

6、點(diǎn)。橋式整流電路的電路組成、工作原理及電路特點(diǎn)。整流二極管的選擇方法。 任務(wù)5-2 整流電路與測試模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)引導(dǎo)整流電路的任務(wù):將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。整流電路的分類: (1)按輸入電源的相數(shù)可分為單相整流電路和三相整流電路； (2)按輸出波形的不同可分為半波整流電路和全波整流電路; (3)全波整流電路根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同又可分為變壓器中心抽頭式和橋式兩類。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)實(shí)施(一)任務(wù)名稱(1)半波整流電路性能的測試。(2)橋式整流電路性能的測試。 (二)任務(wù)要求按測試步驟完成所有測試內(nèi)容，并

7、撰寫測試報(bào)告。(三)測試器材(1) 測試儀器儀表：萬用表、示波器、交流毫伏表。(2) 器件：變壓器220V/9V，電阻100k1、二極管1N40074。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (四)任務(wù)實(shí)施步驟 (1) 按圖5.4所示接成單相半波整流電路。 (2) 用雙蹤示波器同時(shí)觀察并記錄半波整流電路的輸入電壓u2和輸出電壓Uo的波形，并記錄波形。 (3) 用交流毫伏表測量并記錄輸出電壓Uo中的交流分量為_mV，用萬用表直流電壓擋測量并記錄輸出電壓Uo中的直流分量為_V。 圖5.4 單相半波整流電路圖模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (4) 按

8、圖5.5所示接成全波橋式整流電路。 (5) 用雙蹤示波器同時(shí)觀察并記錄橋式電路的輸入電壓u2和輸出電壓Uo的波形，并記錄波形。 (6) 用交流毫伏表測量并記錄輸出電壓Uo中的交流分量為_mV，用萬用表直流電壓擋測量并記錄輸出電壓Uo中的直流分量為_V，并將結(jié)果與半波整流的情況相比較。 圖5.5 全波橋式整流電路的測試電路模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (五)任務(wù)完成結(jié)論(1) 半波整流電路中整流二極管的輸入電壓是_(直流電/交流電)，輸出電壓是_(直流電/交流電)，且是_(全波/半波)波形，輸出電壓的直流分量Uo _U2，其中含有_成分，輸出電壓和輸入電壓的正向幅值

9、_(近似相等/相差很大)。(2) 橋式整流電路中整流二極管的輸入電壓是_(直流電/交流電)，輸出電壓是_(直流電/交流電)，且是_(全波/半波)波形，輸出電壓的直流分量的Uo _U2，其中含有_成分，輸出電壓和輸入電壓的正向幅值_(近似相等/相差很大)。(3) 全波整流電路的輸出電壓中的紋波比半波整流電路中的_(小/大)得多。(4) 利用二極管的_特性，能將交流的輸入電壓轉(zhuǎn)換成直流的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)整流的目的。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 相關(guān)知識(shí)(一)單相半波整流電路1. 電路組成 2. 工作原理 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 3.

10、 單相半波整流電路中二極管的選擇單相半波整流電路中二極管的選擇 (1) 二極管的最大反向工作電壓(額定電壓)必須大于二極管實(shí)際所承受的反向峰值電壓，即 (2) 二極管的最大整流電流(額定整流電流)必須大于實(shí)際流過二極管的平均電流，即 例例5.1 有一單相半波整流電路如圖5.4所示，已知負(fù)載電阻RL=750，變壓器副邊交流電壓U2=20V，試求輸出電壓Uo ，并選用二極管。 2FL0.45UIRR22UU模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (二)單相橋式整流電路1. 電路組成 2. 工作原理 U2= 0.9U2模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 3

11、. 二極管的選擇二極管的選擇 (1) 二極管的最大反向工作電壓(額定電壓)必須大于二極管實(shí)際所承受的反向峰值電壓，即 (2) 二極管的最大整流電流(額定整流電流)必須大于實(shí)際流過二極管的平均電流，即 例例5.2 有一額定電壓為24V、阻值為50的直流負(fù)載，采用單相橋式整流電路供電，試選擇合適的整流二極管。 2FL0.45UIRR22UU模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)5-3 濾波電路與測試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)理解濾波電路的作用。掌握電容濾波電路的工作原理和適用場合。測試電容濾波電路的性能。理解電感濾波電路的工作原理和適用場合。了解復(fù)式濾波電路的組成結(jié)構(gòu)。 模擬電子技

12、術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)內(nèi)容任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行電容濾波電路性能的測試。通過測試分析電容濾波的效果和負(fù)載電阻、電容量大小的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)濾波電路的作用。電容濾波電路的組成及工作原理、適用場合。電感濾波電路的組成及工作原理、適用場合。復(fù)式濾波器的結(jié)構(gòu)和分類。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)引導(dǎo) 在整流電路之后還需接濾波電路，將輸出的脈動(dòng)直流電壓中的交流分量濾除，以得到比較平滑的直流電壓。 常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波等。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)實(shí)施(一)任務(wù)名稱(1)電容濾波電路的

13、測試。(2)負(fù)載電阻和電容量的大小與濾波效果的關(guān)系。(二)任務(wù)要求按測試步驟完成所有測試內(nèi)容，并撰寫測試報(bào)告。(三)測試器材(1) 測試儀器儀表：萬用表、示波器、交流毫伏表。(2) 器件：變壓器220V/9V，電阻100k1、10k1、33k1、二極管1N40074、電容470f1、3300f1。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (四)任務(wù)實(shí)施步驟 (1)按圖5.9(a)所示接電容濾波電路。 (2) 用示波器觀察電容濾波電路輸出電壓的波形并記錄波形。 (3) 按表5.1的要求，用交流毫伏表測量并記錄輸出電壓中的交流分量，用萬用表直流電壓擋測量并記錄輸出電壓中的直流成分

14、。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (五)任務(wù)完成結(jié)論(1) 從所觀察到的輸出電壓波形上可看出，濾波后的紋波要比濾波前的紋波_(大得多/小得多)。(2) 通過對(duì)比橋式整流電路的輸出電壓和橋式整流濾波電路的輸出電壓，可知濾波后的直流分量_(大于/等于/小于)濾波前的輸出電壓的直流分量。(3) 通過表5.1的測試結(jié)果，可以看出濾波后將使輸出電壓中的紋波成分_(減少/增加/無變化)，并且電容C越大，輸出電壓紋波_(越大/越小)；負(fù)載RL越大，輸出電壓紋波_(越大/越小)。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 相關(guān)知識(shí)電容濾波電路 1. 電路組成 2.

15、 工作原理 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (1) RLC越大，電容放電速度越慢，輸出電壓越平滑，所包含的紋波成分就越小，輸出電壓的平均值就越高。 對(duì)于單相橋式整流濾波電路，一般?。篟LC(35)T/2，則輸出電壓Uo 1.2U2。 對(duì)于單相半波整流濾波電路，一般?。篟LC(35)T，則輸出電壓UoU2。 (2)若C一定，當(dāng)負(fù)載開路時(shí)，輸出電壓Uo 1.4U2 電容濾波電路適用于負(fù)載電流較小、負(fù)載變化不大的場合。 3. 電容C和負(fù)載電阻RL的變化對(duì)輸出電壓的影響 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 知識(shí)拓展(一)電感濾波電路 L越大，濾波的效

16、果越好 ，電感濾波器主要適用于負(fù)載電壓較低、負(fù)載電流較大以及負(fù)載變化較大的場合。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (二)其他形式的濾波電路 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)5-4 穩(wěn)壓電路與測試任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)掌握穩(wěn)壓電路的作用及分類。理解硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組成及穩(wěn)壓原理。掌握串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的組成及各部分的作用。會(huì)分析在負(fù)載變化或電源電壓波動(dòng)情況下穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓過程。能識(shí)別三端穩(wěn)壓器和測試其應(yīng)用電路。了解開關(guān)電源的組成部分及工作特點(diǎn)。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)內(nèi)容任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路

17、性能的測試。識(shí)別三端穩(wěn)壓器。進(jìn)行固定式三端穩(wěn)壓器應(yīng)用電路的測試。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組成及穩(wěn)壓原理、限流電阻的選擇。串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源電路的組成及各部分的作用。串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源電路的穩(wěn)壓過程。三端穩(wěn)壓器的特性及應(yīng)用電路。開關(guān)電源的組成部分及工作特點(diǎn)。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 任務(wù)引導(dǎo) 線性穩(wěn)壓電路按照調(diào)整元件與負(fù)載連接方式的不同可分為并聯(lián)型穩(wěn)壓電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 (一)并聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (二)串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路(三)三端穩(wěn)壓器電路模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electro

18、nic 任務(wù)實(shí)施(一)任務(wù)名稱(1) 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的測試。(2) 固定式三端穩(wěn)壓器電路的測試。(二)任務(wù)要求按測試步驟完成所有測試內(nèi)容，并撰寫測試報(bào)告。(三)測試器材(1) 測試儀器儀表：萬用表、示波器、交流毫伏表。(2) 器件：運(yùn)放45581，二極管1N40074，穩(wěn)壓管1N47401，三極管S90131，電阻3.3k1(R1)、100k1(RL)、1k2(R和R2)，三端穩(wěn)壓器CW78121。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (四)任務(wù)實(shí)施步驟(1) 按圖5.15所示連接串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路，UI接20V的直流電源。(2)按表5.2的要求，改變UI的值(其他

19、參數(shù)不變)，用萬用表直流電壓檔測量UO。 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (3)按表5.3的要求，改變RL的值(其他參數(shù)不變)，用萬用表直流電壓擋測量UO，并記錄于表中。(4)按圖5.16所示接固定式三端穩(wěn)壓器電路。 (5)按表5.4的要求，改變UI的值(RL=100k)，用萬用表直流電壓擋測量UO，并記錄于表中。圖5.16 固定式三端穩(wěn)壓器電路的測試電路模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (6)按表5.5的要求，改變RL的值(UI=20V)，用萬用表直流電壓擋測量UO，并記錄于表中。1. 當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路_(可以/不可以

20、)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用；當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路_(可以/不可以)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。2. 當(dāng)輸入電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，三端式穩(wěn)壓器_(可以/不可以)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用；當(dāng)負(fù)載電阻變化時(shí)，三端式穩(wěn)壓器_(可以/不可以)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。(五)任務(wù)完成結(jié)論模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (一)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1. 穩(wěn)壓原理相關(guān)知識(shí)設(shè)負(fù)載電阻不變，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)， 設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL增大時(shí)， 2. 限流電阻R的選擇ImaxZIminZLminZmaxZminLmaxUUUURIIII模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (二)串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作

21、原理在深度負(fù)反饋條件下，即滿足1+AuFu1時(shí)，可得REF1OREFu21URUUFR模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic (三)三端穩(wěn)壓器1. 固定式三端穩(wěn)壓器 78XX系列輸出的電壓為正電壓，輸出電壓可以分別為5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V共7擋。79XX系列的輸出電壓為負(fù)電壓。模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 78XX系列的典型直流穩(wěn)壓電路，當(dāng)電路正常工作時(shí)，穩(wěn)壓器的輸入電壓要比輸出電壓高23V 。圖5.19 78XX系列的典型直流穩(wěn)壓電路模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)Analog Electronic 2. 可調(diào)式三端穩(wěn)壓器 CW117/217/317是三端可調(diào)式正電壓輸出穩(wěn)壓器，而CW337/338是三端可調(diào)式負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器，輸出電壓在1.237V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，輸出電流為0.51.5A，最小負(fù)載電流為5mA。O1RP1.25 1UR輸出電壓： 1.25V是集成穩(wěn)壓器輸出端和調(diào)整端之間的固定參考電壓。模擬