资源简介

【课题】
1.3 直流稳压电源
【教学目的】
1．掌握整流电路、滤波电路的组成结构、工作原理。
2．理解直流稳压电源的电路结构、工作原理。
3．学会估算整流、滤波电路的主要参数。
4．掌握三端集成稳压器的应用。
5．了解开关电源的工作特点。
【教学重点】
1．桥式整流电路结构及工作原理。
2．电容滤波电路结构及工作原理。
3．直流稳压电源的组成及功能。
4．三端集成稳压器的类型及应用。
【教学难点】
1．整流、滤波电路及元件的主要参数估算与选用。
2．开关电源的工作特点。
【教学参考学时】
5学时
【教学方法】
讲授法、分组讨论法
【教学过程】
一、引入新课
1．通过对手机充电器输入输出电压的测量，引导学生讨论输入电压的大小、是交流电还是直流电？输出电压的大小、是交流电还是直流电？为什么交流电会变为直流电？大电压会变为小电压？
2．介绍直流稳压电源的组成框图（教材图1.10），使学生了解从交流电变换成直流电的完整过程。
二、讲授新课
1.3.1 整流电路
利用二极管的单向导电性，把交流电变换成脉动直流电的电路称为整流电路。
1．半波整流电路
电路组成：T为电源变压器，用来将220V交流市电电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离；V为整流二极管；为要求直流供电的负载等效电阻。
工作原理：当为正半周时，二极管正向导通，负载上的电压；当为负半周时，二极管反向截止，负载上的电压。
输入、输出电压波形如图1.1所示。由于输出的脉动直流电的波形是输入交流电波形的一半，故称为半波整流电路。
特点：电路结构简单，但电源利用率低，且输出电压中的脉动成分大，只能用在对直流电压波动要求不高的场合，如蓄电池的充电等。
图1.1　教材图1.12半波整流波形图 图1.2　教材图1.15桥式整流波形图
2．桥式整流电路
电路组成：由电源变压器T、四只整流二极管V1～V4 和负载电阻组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流电路。
工作原理：当为正半周时，V1、V3导通，负载上的电压，是一个正向的半波电压；当为负半周时，V2、V4导通，负载上的电压，仍然是一个正向的半波电压，这样，在负载上就得到全波脉动直流电。如图1.2所示。
特点：输出电压高，脉动较小，二极管承受的最大反向电压较低，效率较高，在半导体整流电路中得到了广泛的应用。
3．整流电路及元件的主要参数估算与选用
负载上的直流输出电压：（半波整流）、　（桥式整流）。
负载上的直流输出电流：（半波整流）、　（桥式整流）。　　
整流二极管上的平均整流电流：（半波整流、桥式整流）。
整流二极管所承受的最高反向电压：（半波整流、桥式整流）。
整流二极管的选择可以和为依据，通过查阅器件手册来选出，但要留有一定的余量，以使整流二极管能长期安全工作。
1.3.2 滤波电路
把整流电路输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成稳的直流电的电路称为滤波电路。
1．电容滤波电路
电容滤波电路是将电容器接在整流电路后面，与负载并联。电容C的容量越大，则负载上的电压越平滑。
电容滤波电路结构简单，输出电压高，脉动小，适用于负载电流较小的场合。
2．电感滤波电路
电感滤波电路是将电感元件与负载串联，接在整流电路后面。L越大，滤波效果越好。
电感滤波的峰值电流小，输出特性较平坦，适用于低电压、大电流的场合。
3．复式滤波电路：L 型滤波电路、LC-型滤波电路、RC-型滤波电路。
4．滤波电路及元件的主要参数估算与选用
电容滤波电路的直流输出电压：～（半波整流）、 　　　（桥式整流电容滤波）；
电容滤波电路中滤波电容的选择：负载电阻越小，滤波电容的容量应相对取大。
1.3.3 稳压电路
1．集成稳压电路
固定式三端集成稳压器：常用的固定式三端集成稳压器有W78XX（正电压输出）和W79XX系列（负电压输出）。其主要特点是使用时不需外接元件。
可调式三端集成稳压器：常用的可调式三端集成稳压器有LM117/LM217/LM317系列（正电压输出）和LM137/LM237/LM337系列（负电压输出）。其主要特点是使用时输出电压连续可调。
2．开关稳压电源
开关稳压电源的调整管工作在开关状态，依靠调节其导通时间来实现稳压。了解开关稳压电源的结构框图、稳压过程和应用。
三、课堂小结
1．半波整流电路和桥式整流电路的工作原理。
2．电容滤波电路的工作原理。
3．集成稳压器的常用类型及其特点。
4．开关稳压电源的稳压过程。
四、课堂思考
P16 思考与练习题1、2、3。
P20 思考与练习题1、2。
五、课后练习
P29 一、填空题：4、5、6；二、判断题：2、3；三、选择题：4；四、技能实践题；五、综合题：2、3。
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