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直流稳压电源的设计与制作主要讨论直流稳压电源的基本组成及工作原理,然后介绍串联反馈式稳压电路和开关式直流稳压电路,最后按要求完成直流稳压电源的设计与制作在电子电路和电气设备中,通常都需要电压稳定的直流电源供电,直流电源可分为两大类,一类是化学电源,如各种各样的干电池、蓄电池、充电电池等电源;其优点是体积小、重量轻、携带方便等,缺点是成本高,易污染。另一类是稳压电源,它是把交流电网220V的电压降为所需要的数值,然后通过整流、滤波和稳压电路,得到稳定的直流电压,这是现实生活中应用比较广泛的一类。直流稳压电源第一节直流稳压电源的基本组成及工作原理电源变压器功能电源变压器仿真一:电源变压器的基本特性 1、要求:电源变压器:10:1,200V/50Hz 负载电阻:100欧,示波器 2、仿真电路: 3、回答问题: 变压器初级输出电压幅值约为V 变压器次级输出电压幅值约为V 初级绕组输入电压与次级绕组输出电压之比约为:。 注:理想变压器满足: I1/I2=U2/U1=N2/N1(P1=P2)2、整流部分技术:二极管的单向导电性电路形式:半波整流全波整流桥式整流v2v2仿真二:半波整流电路 1、要求:二极管(理想)1只 2、仿真电路: 3、观察并回答问题: 二极管输入电压是(双极性/单极性) 电路输出电压是(双极性/单极性) 输出电压的波形是(全波/半波) 输出电压与输入电压的幅值相比(基本相等/相差很大) 5、二极管的选择: (1)D管的最大整流电流IF必须大于 实际流过二极管的平均电流IDO: IF>IDO=ULO/RL=0.45U2/RL (2)D管的最大反向工作电压UR必须 大于二极管实际所承受的最大反 向峰值电压URM UR>URM=SQR(2)U21、电路图:如图所示,二极管D1、D2分别在V2的正、负半周导通,在RL上得到如图所示电压波形。2、电路特点:是输出电压波动小,变压需中心抽头,绕制复杂,成本高,笨重 仿真三:单相全波整流电路 1、要求:二极管(理想)2只 2、仿真电路: 3、观察并回答问题: 全波整流电路的输出电压波形并记录。 输出电压是(双极性/单极性) 输出电压是(全波/半波) 输出电压与输入电压的幅值相比是 (基本相等/相差很大)4、参数计算:5、二极管的选择: (1)D管的最大整流电流IF必须大于 实际流过二极管的平均电流IDO: IF>IDO=ULO/RL=0.45U2/RL (2)D管的最大反向工作电压UR必须 大于二极管实际所承受的最大反 向峰值电压URM UR>URM=2SQR(2)U2 1、电路图:如图所示,二极管D1、D2、D3、D4四只二极管接成电桥的形式,名称由此而来。2、工作原理: 在V2的正半周,D1、D3导通,D2、D4截止,通过D1、D3给RL提供电流,方向由上向下(图中虚线); 在V2的负半周,D2、D4导通,D1、D3截止,通过D2、D4给RL提供电流,方向仍然是由上向下(图中虚线)由此得到图示的整流波形3、波形图仿真四:桥式整流电路 1、要求:整流桥(理想)1只。 2、仿真电路: 3、观察并回答问题: 桥式整流电路的输出电压波形并记录。 输出电压是(双极性/单极性) 输出电压是(全波/半波) 输出电压与输入电压的幅值相比是 (基本相等/相差很大) 如何用次级带中心抽头变压器输出正、负两种极性的电压? 5、整流二极管的选择: (1)D管的最大整流电流IF必须大于 实际流过二极管的平均电流IDO: IF>IDO=ULO/RL=0.45U2/RL (2)D管的最大反向工作电压UR必须 大于二极管实际所承受的最大反 向峰值电压URM UR>URM=SQR(2)U2 3、滤波电路电路形式:(1)电容滤波电路电容滤波电路(1)负载未接入(开关S断开)时:设电容两端初始电压为零,接入交流电源后,当V2为正半周时,V2通过D1、D3向电容C充电;V2为负半周时,经D2、D4向电容C充电。充电时间常数为:C=RintC(1)其中Rint包括变压器副绕组的直流电阻和二极管的正向电阻。由于Rint一般很小,电容器很快就充电到交流电压V2的最大值V2,由于电容无放电回路,故输出电压(电容C两端的电压)保持在V2不变。tt(2).3当V2又降至V2<VC时,二极管又截止,电容C又向RL放电,如图中c、d段所示.电容如此周而复始充放电,就得到了一个如图所示的锯齿波电压Vo=VC,由此可见输出电压的波动大大减小。(2).4为了得到平滑的负载电压,一般取 d=RLC≥(35)T/2(T为交流电周期20ms)此时:Vo=(1.11.2)V2t仿真五:电容滤波 1、要求:电容1000µF1只 2、仿真电路: 3、观察并回答问题: 观察电容滤波电路的输出电压波形并记录。 输出电压直流分量为V,