模拟电子技术与应用,常州机电技术学院电气工程系 钱金发,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,模拟电子技术与应用 项目一 电子工艺基础训练 项目二 放大电路的装配与调试 项目三 信号发生器设计与制作 项目四 直流稳压电源装配与调试 附录一 半导体器件命名 附录二 仿真软件的使用,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,项目四 直流稳压电源安装与调试 模块一 单相整流滤波电路安装与调试 模块二 串联直流稳压电源设计与制作 模块三 集成稳压器应用,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,项目四 直流稳压电源安装与调试 一、学习目标 终极目标：能够按电源指标要求完成直流稳压电源的设 计与制作。 促成目标： 1. 了解直流稳压电源的性能指标 2. 能正确识读直流稳压电源原理图，明确其工作原理 3. 学会直流稳压电源的安装与调试 4. 具备直流稳压电源设计能力 5. 了解开关电源的工作原理，会对开关电源进行故障分析与排除,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,二、工作任务 1. 单相整流滤波电路的装配与调试 2. 串联稳压电源的装配与调试 3. 集成稳压器应用 4. 开关稳压电源的装配与调试,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,模块一 单相整流滤波电路安装与调试 一、学习目标 终极目标： 能够完成单相整流滤波电路设计与制作。 促成目标： 1会正确使用变压器、桥堆、电解电容等元件，并能检测相关元器件性能。 2能正确识读整流滤波电路原理图，理解各元件的作用。 3能根据要求设计整流滤波电路，并能进行安装调试。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,二、工作任务 1利万用板装配图4-1-1所示电路。 2接入交流电压（12V），测试并记录输出波形（与输入波形相比较）及输出电压。 3接入滤波电容、负载电阻（自行组合列表），记录输出波形及电压值；并归纳、比较分析。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,图4-1-1 单相整流滤波试验电路,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,三、理论知识 1. 整流电路的组成,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,220 V,单向 脉动电压,合适的 交流电压,滤 波,稳 压,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,2.单相半波整流电路 (1) 单相半波整流电路的工作原理 单相半波整流电路如图4-1-2（a）所示。利用二极管的单向导电性，在变压器副边电压为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。由于二极管的单向导电作用，将变压器副边的交流电压变换成为负载两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图4-1-2（b）。因为这种电路只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载，所以称为单相半波整流电路。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,图4-1-2 半波整流电路,(a) (b),常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,(2)性能参数,1）输出电压平均值U0,瞬时值 平均值,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,2）整流二极管正向平均电流ID,当负载电流平均值已知时，可以根据上式来选定整流二极管的,平均电流,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,3）最大反向电压 URM,整流二极管所承受的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值,缺点 : 半波整流电路的结构简单，输出波形脉动系数大，直流成分低，并且电源变压器有半个周期不导电，利用效率低。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,3.单相桥式整流电路,(1)工作原理,输入正半周,输入负半周,+ uo ,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,(2)波形,t,O,t,O,t,O,t,O,2,3,2,3,Im,2,2,3,3,uO,uD,iD= iO,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,(3) 性能参数 1）输出电压平均值U0,2）整流二极管正向平均电流ID,3）最大反向电压URM,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,(4)桥式整流的优点: 桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全 波整流电路相比，其明显的优点是输出电压较高，纹波电压较小，整流二极管所承受的最大反向电压较低，并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过，所以变压器绕组中流过的是交流，变压器的利用率高。在同样输出直流功率的条件下，桥式整流电路可以使用小的变压器，因此，这种电路在整流电路中得到广泛应用。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,(5) 简化画法,(6) 整流桥,把四只二极管封装 在一起称为整流桥,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,4.电容滤波电路 (1)滤波电路的基本形式,(a) 电容滤波 (b)电感滤波,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,(2)电路和工作原理,V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电；,滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。,电容 充电,电容 放电,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,(3) 波形及输出电压,当 RL = 时：,当 RL 为有限值时：,通常取,RC 越大 UO 越大,为获得良好滤波效果，一般取：,(T 为输入交流电压的周期),UO = 1.2U2,RL = ,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,5.其他形式滤波,1) 电感滤波,整流后的输出电压：,直流分量被电感 L 短路 交流分量主要降在 L 上,电感越大，滤波效果越好,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,2) 型滤波,C1、C2 对交流容抗小,L 对交流感抗很大,负载电流小时,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,四、技能训练,1. 单相整流滤波电路仿真测试,图4-1-9 单相半波整流电路仿真测试,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,1) 观察输出电压波形，解析电路工作过程 2) 改变输入交流电压值，寻找输出与输入的 关系 3) 改变负载电阻阻值，观察输出电压平均值的变化情况 4) 用交流毫伏表测试输出电压（纹波电压）,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,2. 单相桥式整流电路仿真测试,图4-1-10 单相桥式整流电路仿真测试,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,1)观察输出电压波形，解析电路工作过程 2)改变输入交流电压值，寻找输出与输入的关系 3)改变负载电阻阻值，观察输出电压平均值的变化情况 4)用交流毫伏表测试输出电压（纹波电压）,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,3.单相桥式整流滤波电路仿真测试,图4-1-11 单相桥式整流电容滤波电路仿真测试,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,1)观察输出电压波形，解析电路工作过程 2)保存持电容一定，改变负载电阻阻值，观察输出电压波形与平均值的变化情况 3)保存持电阻一定，改变电容量，观察输出电压波形与平均值的变化情况 4)测量上述不同情况下输出的纹波电压,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,2.单相桥式整流电容滤波电路装配与调试 （1）单相桥式整流电路装配与调试,图4-1-12 单相桥式整流电路,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,1)根据原理图（如图4-1-12）进行实际电路装配（二极管采用1N4001，电阻分别采用10、100、1K、10K)。 2)分析电路工作过程。 3)参数测试,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,改变输入电压u2，将数据填入表4-1-1,表4-1-1 单相桥式整流电路调试数据表,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,改变负载电阻，将数据填入表4-1-2,表4-1-2 单相半波整流电路调试数据表2,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,（2）单相桥式整流电容滤波电路测试,1)在图4-1-12中依次接入不同的滤波电容和电阻（表4-1-3）进行测试（调试时输入电压u2始终保持有效值为10V），并将数据填入表4-1-3。 2) 总结单相桥式整流电容滤波的器件参数与输出输入关系的影响。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,表4-1-5 单相桥式整流电容滤波电路测试数据表,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,五 练习 设计一个能输出电压为6V、输出最大电流为2A的整流滤波电源，试确定电路和器件。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,模块二 串联直流稳压电源设计与制作,一、学习目标 终极目标： 能够按参数要求完成串联直流稳压电源的设计与制作。 促成目标： 1、理解串联稳压电源的工作原理和各元件的作用。 2、能根据电路原理图安装调试实际电路。 3、理解稳压电源的性能指标,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,二、工作任务 设计一输出电压为固定12V、输出最大电流大于1A、稳压系数Sv小于0.005、输出电阻小于0.1欧姆,输出纹波电压小于5mV,串联稳压电源，并进行安装调试。,常州机电职业技术学院 模拟电子技术与应用,三、理论知识 1稳压电源的主要性能指标 （1）特性指标 特性指标指稳压电源的输入电压、输出电压、输出电压调节范围、最大输出电流等。,常州机