項(xiàng)目七直流穩(wěn)壓電源2024年12月校訓(xùn)：志存高遠(yuǎn)

技能報(bào)國(guó)任務(wù)導(dǎo)入

直流穩(wěn)壓電源是各種電子電路常用的直流電源。直流穩(wěn)壓電源是一種把交流電變成直流電的裝置。常用的直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路四部分組成。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握直流穩(wěn)壓電源的組成。（2）掌握整流電路的組成及工作原理。（3）掌握濾波電路的類(lèi)型、組成，理解濾波原理。（4）掌握并聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成與工作原理，了解串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成與工作原理。（5）掌握三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用。（6）理解晶閘管單相整流電路的工作原理。能力目標(biāo)（1）能夠正確分析、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源電路。（2）運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決直流穩(wěn)壓電路相關(guān)的問(wèn)題。素質(zhì)目標(biāo)（1）通過(guò)本項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計(jì)、解決問(wèn)題的能力。（2）通過(guò)本項(xiàng)目學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。思政目標(biāo)

組織學(xué)生進(jìn)行直流穩(wěn)壓電源的制作和調(diào)試實(shí)驗(yàn)，通過(guò)親手操作來(lái)加深對(duì)理論知識(shí)的理解。鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。在完成基本實(shí)驗(yàn)后，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試對(duì)直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行改進(jìn)或創(chuàng)新。例如增加保護(hù)功能、提高轉(zhuǎn)換效率等。通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和探索精神。重難點(diǎn)

（1）整流、濾波、穩(wěn)壓電路的類(lèi)型、組成及工作原理。（2）三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用。

任務(wù)

一

整流電路知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握整流的定義。（2）掌握整流電路的類(lèi)型、組成及工作原理。（3）了解整流電路的參數(shù)。能力目標(biāo)

（1）通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生能夠自主分析電路工作原理的能力。（2）通過(guò)學(xué)習(xí)能熟練掌握相關(guān)儀器儀表使用的能力。素質(zhì)目標(biāo)（1）通過(guò)學(xué)習(xí)整流電路電路相關(guān)知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析、運(yùn)用及解決實(shí)際電路的能力。（2）通過(guò)學(xué)習(xí)整流電路提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。思政目標(biāo)

在整流電路的制作和調(diào)試過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)精益求精、注重細(xì)節(jié)的態(tài)度。要求學(xué)生嚴(yán)格按照電路圖進(jìn)行操作，確保焊接質(zhì)量、元件布局合理等。培養(yǎng)學(xué)生耐心、專(zhuān)注和持之以恒的精神，面對(duì)實(shí)驗(yàn)中的困難和挑戰(zhàn)不退縮，積極尋找解決方案并不斷改進(jìn)。重難點(diǎn)

（1）整流的定義。（2）整流電路的類(lèi)型、組成及工作原理。（3）整流電路的參數(shù)計(jì)算及應(yīng)用。一、單相半波整流電路1.電路的結(jié)構(gòu)

如圖所示，圖中u1為電源變壓器初級(jí)交流電壓，u2為電源變壓器次級(jí)交流電壓，D為整流二極管，ID為整流輸出的直流電流，UO為整流輸出的直流電壓，RL為整流電路的負(fù)載。

單相半波整流電路

2.電路的工作原理

在u2的正半周，二極管D因受正向電壓而導(dǎo)通，有電流通過(guò)二極管D和負(fù)載RL并在負(fù)載兩端產(chǎn)生上正、下負(fù)的脈動(dòng)直流電壓UO

。在u2的負(fù)半周，二極管D因受反向電壓而截止，沒(méi)有電流通過(guò)二極管，負(fù)載兩端無(wú)輸出電壓。3.半波整流電路的基本參數(shù)1）輸出電壓平均值UOUO=0.45U22）輸出電流平均值IOIO=0.45U2/RL3）正向平均電流IFIF=IO4）最大反向峰值電壓URM4.半波整流電路的特點(diǎn)

通過(guò)上述分析可以看出，半波整流電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是它輸出電壓的脈動(dòng)性很大，效率也很低，只適用于電壓要求較高、電流要求較小的一些簡(jiǎn)單的充電電路中。二、單相全波整流電路1.電路的結(jié)構(gòu)

由圖可以看出，全波整流電路是由兩個(gè)半波整流電路組合而成。圖中T為電源變壓器（為保證兩個(gè)半波整流電路對(duì)稱(chēng)，電源變壓器次級(jí)有中心抽頭），u1為電源變壓器的初級(jí)交流電壓，u2為電源變壓器次級(jí)的兩個(gè)交流電壓，D1和D2是兩只參數(shù)相同的整流二極管，IO為整流輸出直流電流，UO為整流輸出直流電壓，RL為整流電路的負(fù)載。2.電路的工作原理

在u2的正半周，二極管D1因受正向電壓而導(dǎo)通，D2因受反向電壓而截止，電流IO通過(guò)二極管D1和負(fù)載，在負(fù)載兩端產(chǎn)生上正、下負(fù)的脈動(dòng)直流電壓；

在u2的負(fù)半周，二極管D2因受正向電壓而導(dǎo)通，D1因受反向電壓而截止，電流IO通過(guò)二極管D2和負(fù)載，在負(fù)載兩端產(chǎn)生上正、下負(fù)的脈動(dòng)直流電壓UO?？梢?jiàn)，u2的正半周與負(fù)半周電壓經(jīng)二極管D1、D2整流后，

在負(fù)載上合成為全波脈動(dòng)直流電壓UO。

3.全波整流電路的基本參數(shù)1）輸出電壓平均值UOUO=0.45×2U2=0.9U2

2）輸出電流平均值IOIo=0.9U2/RL3）平均電流IF4）最大反向峰值電壓URM

4.電路的特點(diǎn)通過(guò)上述分析可以看出,全波整流電路比半波整流電路的效率高，

輸出電壓的脈動(dòng)性小。

但是它的電源變壓器要有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的次級(jí)繞組，二極管所承受的最大反向峰值電壓是半波整流電路的兩倍

。

三、單相橋式整流電路1.電路的結(jié)構(gòu)

電路是由電源變壓器和四只二極管組成。u1為電源變壓器的初級(jí)交流電壓，u2為電源變壓器次級(jí)的交流電壓，D1-D4是四只參數(shù)相同的整流二極管，IO為輸出電流，UO為輸出電壓，RL為電路的負(fù)載。2.電路的工作原理

在u2的正半周，二極管D1和D2因受正向電壓而導(dǎo)通,D3和D4因受反向電壓而截止；電流IO通過(guò)二極管D1和D2，在負(fù)載RL兩端產(chǎn)生上正、下負(fù)的脈動(dòng)直流電壓UO。在u2的負(fù)半周，二極管D3和D4因受正向電壓而導(dǎo)通，D1和D2因受反電壓而截止；電流IO通過(guò)二極管D3和D4，在負(fù)載RL兩端產(chǎn)生上正、下負(fù)的脈動(dòng)直流電壓UO?？梢?jiàn)，u2的正半周與負(fù)半周電壓，經(jīng)二極管D1和D2與D3和D4整流后，在負(fù)載上合成為全波脈動(dòng)直流電壓UO。3.橋式整流電路的基本參數(shù)1）輸出電壓平均值UOUO=0.45×2U2=0.9U22）輸出電流平均值IOIo=0.9U2/RL3）平均電流IF

4）最大反向峰值電壓URM

4.電路的特點(diǎn)

橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓高，脈動(dòng)電壓較小，管子所承受的最大反向電壓較低，同時(shí)因電源變壓器在正負(fù)半周內(nèi)都有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到充分的利用，效率較高。因此，這種電路在半導(dǎo)體整流電路中得到了廣泛的應(yīng)用。電路的缺點(diǎn)是二極管用的較多?！纠?.1】某電氣設(shè)備采用橋式整流電路整流，工作電壓為10V，電流為25mA，試求整流二極管參數(shù)和變壓器初次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)比。解：由所需的電壓和電流，可計(jì)算出負(fù)載電阻為

RL=UO/IO=10v/0.025A=400

變壓器次級(jí)線(xiàn)圈電壓為

U2=Uo/0.9=10/0.9V=11.11V

二極管平均電流為

ID=I0/2=1/2×0.025A=0.0125A=12.5mA

二極管承受反向電壓最大值為

URM=U2=×11.11V=15.7V

可選用反向耐壓25V，正向電流0.1A以上的整流二極管。

變壓器的初次級(jí)匝數(shù)比為n=N1/N2=U1/U2=220/10=22任務(wù)二濾波電路知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握濾波電路的作用。（2）掌握濾波電路的類(lèi)型、組成及工作原理。（3）了解濾波電路的參數(shù)。能力目標(biāo)

（1）通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生能夠自主分析電路的能力。（2）會(huì)根據(jù)需要選擇合適的濾波電路的能力。素質(zhì)目標(biāo)

（1）通過(guò)學(xué)習(xí)濾波電路相關(guān)知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際電路的能力。（2）通過(guò)學(xué)習(xí)濾波電路提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。

思政目標(biāo)

在濾波電路的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生勇于嘗試新方法、新技術(shù)，不斷探索更優(yōu)的濾波解決方案。通過(guò)參與創(chuàng)新競(jìng)賽等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，鼓勵(lì)他們將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題中。

重難點(diǎn)

（1）濾波電路的作用。（2）濾波電路的類(lèi)型、組成。（3）濾波電路的工作原理及參數(shù)計(jì)算。一、電容濾波電路1.電路的工作原理

電容濾波是在整流電路輸出端并聯(lián)電容，利用其充、放電特性使電壓趨于平滑的原理組成的電路。2.電容濾波電路特點(diǎn)（1）接入濾波電容后，二極管的導(dǎo)通時(shí)間變短了，工作電流較大，特別是在接通電源瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電流。（2）經(jīng)電容濾波后，輸出波形變得平滑，輸出電壓的平均值升高。（3）電容放電時(shí)間常數(shù)τ=RLC越大，輸出電壓U越高，濾波效果也越好；反之，則輸出電壓低且濾波效果差。（4）電容濾波電路適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。二、電感濾波電路1.電路的工作原理

電感濾波電路是在整流電路輸出端串聯(lián)電感，利用線(xiàn)圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流變化的特點(diǎn)，從而使負(fù)載電流和負(fù)載電壓的平滑程度得到提高。2.電路特點(diǎn)

整流管的導(dǎo)電角較大（電感L的反電勢(shì)使整流管導(dǎo)電角增大），峰值電流很小，輸出特性比較平坦。其缺點(diǎn)是電感元件體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其自身的電阻也會(huì)引起直流電壓損失和功率損耗，所以一般不采用。它適用于負(fù)載電流要求較大且負(fù)載變化大的場(chǎng)合。三、復(fù)式濾波

（a）LC濾波電路

（b）π型LC濾波電路

（C）π型RC濾波電路（a）LC濾波電路實(shí)質(zhì)上經(jīng)過(guò)了電感、電容兩次濾波，所以其輸出的直流電壓和電流更為平滑。（b）π型LC濾波器。如圖所示，經(jīng)橋式整流電容C1濾波后，已經(jīng)比較平滑的整流電壓，其交流成分大部分都降落在電感L上，再經(jīng)并聯(lián)的濾波電容C2進(jìn)一步濾波，可以使負(fù)載得到更加平滑的直流電。LC濾波器的外特性與電感濾波器相同，但濾波效果更好，適用于負(fù)載電流較大且電壓脈動(dòng)小的場(chǎng)合。（c）π型RC濾波器。如圖所示，由于電容的交流阻抗很小，而脈動(dòng)電壓的交流成分大部分都降落在R上，這樣輸出電壓uL的交流成分大為減小而起到濾波作用。這種濾波器主要適用于負(fù)載電流較小且電壓脈動(dòng)小的場(chǎng)合，如在電子儀器設(shè)備、電視機(jī)、收錄機(jī)中泛采用。

任務(wù)三

穩(wěn)壓電路知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握直流穩(wěn)壓電路的組成和作用。（2）掌握直流穩(wěn)壓電路的類(lèi)型。（3）掌握并聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。（4）理解串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。能力目標(biāo)

通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生自主分析電路工作原理的能力。素質(zhì)目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用穩(wěn)壓電路相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐的能力。

思政目標(biāo)

鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)穩(wěn)壓電路中的現(xiàn)象和問(wèn)題提出科學(xué)假設(shè)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和批判性思維。強(qiáng)調(diào)穩(wěn)壓電路的穩(wěn)定性和可靠性對(duì)于設(shè)備安全、人身安全以及環(huán)境保護(hù)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德觀念。

重難點(diǎn)

（1）直流穩(wěn)壓電路的組成、作用及原理。（2）并聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。（3）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。一、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路

1.電路的結(jié)構(gòu)如圖所示為硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路，它是一種比較簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路。由于穩(wěn)壓二極管DZ

與負(fù)載RL并聯(lián)，所以稱(chēng)為并聯(lián)型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓二極管DZ長(zhǎng)期工作在反向擊穿區(qū)，利用其反向電流可大范圍變化而反向電壓基本不變的特性進(jìn)行穩(wěn)壓。RL為限流電阻，由圖可以得出：UO=UZ而輸出電壓UO就是穩(wěn)壓二極管兩端的電壓UZ

。2.電路的工作原理（1）負(fù)載電阻RL

不變，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，將使輸入電壓Ui增加，輸出電壓UO也隨之增加，UO即為穩(wěn)壓管兩端的反向電壓。由穩(wěn)壓管的特性曲線(xiàn)可知，當(dāng)UO稍有增加時(shí)，穩(wěn)壓管的電流IZ就顯著增加，因此電阻R上的壓降增加，以抵消Ui的增加，從而使輸出電壓UO

基本保持不變。相反地，如果電網(wǎng)電壓降低，輸入電壓Ui下降，UO也隨著降低，因而IZ顯著減小，電阻R上的壓降相應(yīng)減小，同樣使UO

基本保持不變。穩(wěn)壓過(guò)程可表示為Ui

↑→UO

↑→IZ↑→IR

↑→UR

↑→UO

↓（2）輸入電壓Ui保持不變，當(dāng)負(fù)載電流變化引起輸出電壓UO變化時(shí)，穩(wěn)壓電路也能起到穩(wěn)壓作用。例如，當(dāng)負(fù)載電流IL增大時(shí)，電阻R上的壓降增大，UO因而下降。只要UO略降低，穩(wěn)壓管電流IZ就顯著減小，使通過(guò)電阻R的電流基本不變，因而輸出電壓UO也基本上穩(wěn)定不變。當(dāng)負(fù)載電流減小時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程與上述相反，同樣使UO基本不變。穩(wěn)壓過(guò)程可表示為IL

↑→IR↑→UR

↑→UO

↓→IZ

↓→IR

↓→UR

↓→UO

↑3.電路特點(diǎn)

這種穩(wěn)壓電路的優(yōu)點(diǎn)是元件少，電路簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是受穩(wěn)壓管最大穩(wěn)定電流的限制，負(fù)載取用電流不能太大；輸出電壓不可調(diào)節(jié)，并且電壓的穩(wěn)定度也不夠高。因此，它適用于負(fù)載電流較小，穩(wěn)定度要求不高的場(chǎng)合。二、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（一）簡(jiǎn)單串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路的結(jié)構(gòu)由圖可以看出，簡(jiǎn)單串聯(lián)式穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓二極管VZ、調(diào)整管VT及其偏置電阻R組成。它的輸入電壓UI是整流濾波器的輸出電壓，它的輸出電壓UO是穩(wěn)定的直流電壓，負(fù)載是RL

。R既是調(diào)整管的基極偏置電阻，又是穩(wěn)壓二極管的限流保護(hù)電阻。2.電路的工作原理

由圖可以看出，有如下關(guān)系：

UI=UCE+UOUz=UBE+UO式中：UZ是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓；UCE是調(diào)整管的集電極-發(fā)射極電壓。（1）輸入電壓UI變化而負(fù)載不變時(shí)，UO的穩(wěn)定過(guò)程：當(dāng)UI升高時(shí)，UO將有升高的趨勢(shì)。根據(jù)上式可以看出，由于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓已經(jīng)建立，即UZ保持不變，UO的升高將使UBE減小。根據(jù)三極管的工作原理可知，UBE的減小將使IB減小，IB的減小又將使IC減小，IC的減小將使UCE增大，而UCE的增大將使UO下降，從而保持輸出電壓基本不變。輸出電壓的穩(wěn)定過(guò)程可用下式表示：

UI↑→UO↑→（UZ保持不變）UBE↓→IB↓→IC↓→UCE↑→UO↓同理，當(dāng)UI下降時(shí)，輸出電壓也將基本保持不變。（2）負(fù)載RL變化而輸入電壓UI不變時(shí)，UO的穩(wěn)定過(guò)程：當(dāng)RL減小時(shí)，輸出電壓UO也將基本保持不變。其穩(wěn)定過(guò)程也可以用下式表示：

RL↓→UO↓→（UZ保持不變）UBE↑→IB↑→IC↑→UCE↓→UO↑同理，當(dāng)RL增大時(shí)，輸出電壓也將基本保持不變。3.電路的特點(diǎn)（1）簡(jiǎn)單串聯(lián)式穩(wěn)壓電路的輸出電壓受穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓的限制，輸出電壓UO

是固定不變的(UO=Uz-UBE)。（2）由于簡(jiǎn)單串聯(lián)型穩(wěn)壓電路只有一只調(diào)整管，對(duì)輸出電壓的穩(wěn)定能力有限，所以它的輸出電壓穩(wěn)定性較差。

根據(jù)以上特點(diǎn)可知，簡(jiǎn)單串聯(lián)型穩(wěn)壓電路只能用于電壓固定、電流很?。?0mA以下）的小功率負(fù)載，但它的基本工作原理卻是穩(wěn)壓電路的基礎(chǔ)。（二）具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路的結(jié)構(gòu)（1）取樣電路

它是由RP、R2組成的分壓電路，此時(shí)UO與UF的關(guān)系為UF=UO（2）基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)

是由穩(wěn)壓管DZ和限流電阻R1組成的穩(wěn)壓電路，它的作用是提供一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓即穩(wěn)壓管的電壓UZ。（3）比較放大電路

由集成運(yùn)放組成，它將取樣電壓UF和基準(zhǔn)電壓UZ比較產(chǎn)生的差值電壓放大后，加到調(diào)整管VT的基極，控制調(diào)整管VT的壓降UCE。（4）調(diào)整環(huán)節(jié)

它由工作在線(xiàn)性區(qū)的調(diào)整晶體管VT組成，是穩(wěn)壓電路的核心部分。2.電路的工作原理由圖可以看出，調(diào)整管VT與負(fù)載RL是串聯(lián)關(guān)系，所以Ui=UCE+U0（1）當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生變化（例如Ui升高）時(shí)，輸入電壓Ui就會(huì)有相應(yīng)的變化（升高），輸電壓的穩(wěn)定過(guò)程可用下式表示：Ui

↑→UO↑→UF

↑→（UZ-UF

）↓→UB

↓→IB

↓→UCE

↑→UO

↓（自動(dòng)穩(wěn)定輸出電壓）

（2）當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化（例如RL

增大）時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定過(guò)程可用下式表示：RL

↑→UO

↑→UF

↑→（UZ-UF）↓→UB

↓→IB

↓→UCE

↑→UO

↓（自動(dòng)穩(wěn)定輸出電壓）當(dāng)Ui↓或RL↓時(shí)的調(diào)整過(guò)程與上述相反。正因?yàn)殡娐酚猩疃入妷捍?lián)負(fù)反饋，所以才能穩(wěn)定輸出電壓。3.輸出電壓的調(diào)節(jié)具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電壓的高低在一定范圍內(nèi)是可以調(diào)節(jié)的，其調(diào)節(jié)原理可用下式表示：RP向下調(diào)節(jié)→UF

↓→UB

↑→IBE

↑→UCE↓→UO↑同理，當(dāng)需要將輸出電壓調(diào)低時(shí)，只要將輸出電壓調(diào)節(jié)電位器RP的滑動(dòng)端適當(dāng)向上移動(dòng)即可。4.輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍與輸出電壓的最佳值

輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍是：UO的上限是不能使調(diào)整管飽和，否則調(diào)整管將失去放大作用；UO的下限是輸出電壓必須高于穩(wěn)定電壓與取樣管發(fā)射結(jié)電壓之和。

用公式表示為Ui-4>UO>Uz+0.7

輸出電壓UO如果調(diào)節(jié)得不合適，穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓效果將下降。那么，輸出電壓UO的最佳值一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)該滿(mǎn)足以下關(guān)系UO≈2/3UiUO≈2Uz任務(wù)四

集成穩(wěn)壓器知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握三端集成穩(wěn)壓器的類(lèi)型。（2）掌握不同類(lèi)型三端集成穩(wěn)壓器的特點(diǎn)和性能。（3）了解三端集成穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用。能力目標(biāo)

（1）通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生自主分析電路工作原理的能力。（2）通過(guò)三端集成穩(wěn)壓器的類(lèi)型學(xué)習(xí)，會(huì)根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的集成穩(wěn)壓器類(lèi)型。素質(zhì)目標(biāo)

（1）能夠解決集成穩(wěn)壓器在實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題能力。（2）深入理解集成穩(wěn)壓器的原理和特性，提升專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

思政目標(biāo)

通過(guò)引入和分析一些集成電路領(lǐng)域中的反面案例，如美國(guó)對(duì)中興、華為的制裁事件，以及我國(guó)在某些高端芯片領(lǐng)域?qū)M(jìn)口的過(guò)度依賴(lài)。讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到我國(guó)在集成電路技術(shù)上的不足和面臨的挑戰(zhàn)。增強(qiáng)學(xué)生的危機(jī)感和緊迫感，激發(fā)他們的愛(ài)國(guó)情感。

重難點(diǎn)

（1）三端集成穩(wěn)壓器的類(lèi)型與特點(diǎn)。（2）三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用。一、三端集成穩(wěn)壓器的型號(hào)和參數(shù)

1.三端固定集成穩(wěn)壓器W7800、W7900系列穩(wěn)壓器2.三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器

可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器的外形與W7800系列和W7900系列相似，引腳排列及功能不同。

可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器有兩種類(lèi)型：型號(hào)W117／W217／W317為正電壓輸出，三個(gè)引出端分別為調(diào)整端1、輸出端2和輸入端3；型號(hào)W137／W237／W337為負(fù)電壓輸出，三個(gè)引出端分別為調(diào)整端1、輸入端2和輸出端3。正電壓輸出的可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器，其調(diào)整端和輸出端間內(nèi)部電壓恒等于1.25V；負(fù)電壓輸出的可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器，其調(diào)整端和輸出端間的內(nèi)部電壓恒等于－1.25V。二、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用1.基本應(yīng)用電路

2.提高輸出電壓的電路3.擴(kuò)大輸出電流的穩(wěn)壓電路4.同時(shí)輸出正負(fù)電壓的電路三、集成穩(wěn)壓器的選擇及使用注意事項(xiàng)

在要求輸出電壓是固定的標(biāo)準(zhǔn)系列值且技術(shù)性能要求不高的情況下，可選擇三端固定輸出電壓式集成穩(wěn)壓器。在要求穩(wěn)壓精度較高且輸出電壓能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，可選擇三端可調(diào)輸出電壓式集成穩(wěn)壓器。

集成穩(wěn)壓器已在電源得到廣泛使用，為了更好地發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)，使用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

第一，不要接錯(cuò)引腳線(xiàn)。

第二，輸入電壓Ui

不能過(guò)低或過(guò)高。

第三，功耗不要超過(guò)額定值。

第四，為確保安全使用，應(yīng)加接防止瞬時(shí)過(guò)電壓、輸入端短路、負(fù)載短路的保護(hù)電路，大電流穩(wěn)壓器要注意縮短連接線(xiàn)和安裝足夠的散熱設(shè)備。任務(wù)五

晶閘管單相可控整流電路

知識(shí)目標(biāo)

（1）了解可控整流電路的組成及類(lèi)型。（2）理解單相半波可控整流電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。（3）理解單相半控橋式整流電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。能力目標(biāo)

（1）通過(guò)晶閘管單相可控整流電路原理的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生能夠自主分析電路的能力。（2）通過(guò)晶閘管單相可控整流電路的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用電路的能力。素質(zhì)目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

思政目標(biāo)

鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論知識(shí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的精神。通過(guò)反復(fù)調(diào)試和優(yōu)化電路參數(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的耐心、專(zhuān)注和精益求精的工匠精神。

重難點(diǎn)

（1）可控整流電路的組成及類(lèi)型。（2）單相半波可控整流電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。（3）單相半控橋式整流電路的組成、工作原理及電路特點(diǎn)。一、晶閘管單相可控整流電路

（一）、單相半波可控整流電路

1.電路的組成將單相半波整流電路中的二極管換成晶閘管，即構(gòu)成單相半波可控整流電路。其中晶閘管VT和電阻RL組成了主電路；控制極的觸發(fā)脈沖由控制電路提供。2.工作原理u2為正半周（上端為正、下端為負(fù)）時(shí)，在0～α期間，晶閘管無(wú)法導(dǎo)通，處于正向阻狀態(tài)，此時(shí)RL中沒(méi)有電流，UL=0，電源電壓全部降在晶閘管兩端；在α?xí)r刻，門(mén)極加上觸發(fā)脈沖Ug,晶閘管晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，UL=U2，在π時(shí)刻，交流電源u2過(guò)零，使流過(guò)晶閘管的電流降為零，晶閘管被關(guān)斷(IL=0、IL=0)。

u2負(fù)半周（上端為負(fù)、下端為正）晶閘管承受反向電壓，處于反向阻斷狀態(tài)(UL=0)，直至下一個(gè)周期，再重復(fù)上述過(guò)程，這樣就把交流電轉(zhuǎn)換成可變的直流電。3.電路的主要參數(shù)（1）負(fù)載RL上電壓的平均值ULUL=0.45U2×(1+COSα)/2（2)負(fù)載上流過(guò)的電流平均值ILIL=UL/RL

通過(guò)晶閘管陽(yáng)極的電流IAIA=IL（3）晶閘管承受的最大反向電壓UAKMUAKM= U24.電路特點(diǎn)

單相半波可控整流電路只用一只晶閘管，線(xiàn)路簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，但接電阻性負(fù)載時(shí)輸出電壓脈動(dòng)幅度大，且變壓器次級(jí)線(xiàn)圈中的直流電流將造成鐵心的直流磁化，使變壓器的效率降低，變壓器容量不能被充分利用，因而只適用于對(duì)直流電壓要求不高的小功率可控整流設(shè)備。二、單相半控橋式整流電路1.電路的組成單相橋式二極管整流電路的四只整流二極管換成四只晶閘管，就組成單相全控橋式整流電路。2.電路工作原理u2正半周（上端為正，下端為負(fù)），VT2反向阻斷，VD2截止；VT1陽(yáng)極電位最高可能導(dǎo)通，VD1負(fù)極電位最低具有導(dǎo)通條件；但在0～π期間，因未加觸發(fā)脈沖，VT1處于正向阻斷，與VD1無(wú)法構(gòu)成電流回路，此時(shí)無(wú)電壓輸出(U0=0)；在α?xí)r刻，VT1被觸發(fā)導(dǎo)通，電流I0經(jīng)+→VT1→RL→VD1→-構(gòu)成回路，此時(shí)輸出電壓U0=U2，負(fù)載上得到上正下負(fù)的電壓。在ωt=π時(shí)刻，交流電源過(guò)零，使I0=0,VT1關(guān)斷。

在u2的負(fù)半周（上端為正，下端為負(fù)），在π～π+α期間，VT1反向阻斷，VD1截止，VT2正向阻斷，無(wú)法與VD2構(gòu)成電流回路，輸出電壓U0=0；在π+α?xí)r刻，觸發(fā)VT2導(dǎo)通，VD2導(dǎo)通，電流U0經(jīng)-→VT2→RL→VD2→+構(gòu)成回路，輸出電壓U0=U2，負(fù)載上的電壓仍是上正下負(fù)。在π～π+α期間，VT1和VT2均不導(dǎo)通，這樣，一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載上得