XI’AN JIAOTONG
UNIVERSITY
工业系统的测量
陈永森
工程训练中心
2004年 12月
,工程训练, 之一
讲义 V 1.1
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-2
第三讲 直流稳压电源调试
本讲内容（ 2课时）
? 直流电源
? 实现直流稳压的过程
? 训练内容
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-3
电流源直流电源
电压源
直流：稳恒直流
变化的直流
交流：交变电流（交替过零）
t
U
0
作用,供给工作电源
影响系统的精度、稳定性和可靠性
§ 3.1 直流稳压电源
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-4
直流稳压电源调试：交流电变成直流电
t
u
0 t
u
0
电源
电压 整流 滤波变压
直流
电压稳压
t
U
0 t
U
0
t
u
0
t
u
0
t
u
0
u
t0
t
u
0
§ 3.1 直流稳压电源
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-5
变压器,是一种电磁能量转换装置，变压
器初级电压 U1与次级电压 U2之比等于初级
线圈匝数 n1和次级线圈匝数 n2之比。
在直流稳压电源中，根据整流电路的需要，
利用变压器初、次级的匝数比与电压比的
关系将电网电压 升压或降压,并使负载与
电网 隔离 。
11
22
un
un
?
§ 3.2 变压
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-6
整流, 把交流电能转变为直流电能的过程
整流元件,整流二极管
整流输出的电压是 单向的脉动电压
半波整流
~220V ~9V 1kΩ
D
t
U
0
t
u
0
+
-
-
+
§ 3.3 整流
半波整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-7
-
+
D1
~18V
~18V~220V
+
- 1kΩ
D2
t
U
0 t
U
0
1i
2i
§ 3.3 整流
全波整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-8
D1
D2D3
D4
~220V ~9V
1kΩ
t
U
0 t
U
0
+
-
-
+
1i
2i
§ 3.3 整流
桥式整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-9
?作用,将脉动电压的脉动幅度减小。
?原理,利用 电容 充放电使电压变化减小。
? 脉动电压上升时，电容充电，脉动电压下
降时，电容通过负载电阻放电，放电过程要经
过一定时间，所以电容两端电压下降需要一定
的时间，电容值或电阻值越大，放电过程时间
越长，电容两端电压下降越慢。电容放电过程
远未结束时，下一周期的上升脉动电压又到来
了。电容再次被充电，如此往复循环，输出电
压的脉动幅度大大减小，成为直流电压上叠加
的幅度很小的纹波。
§ 3.4 滤波
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-10
集成稳压电路,78xx,79xx
LM7805
iu ou
R
§ 3.5 稳压
?作用,使电网电压和负载在一定范围内发生变化时，输出电压保持不变。
?原因,1)电网电压波动，整流、滤波输出的直
流电压是不稳定的。
? 2)负载的变动也会使直流电源的输出电压
变化。
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-11
LM7815
1 2 3
输入 接地 输出
LM7815
1 2 3
接地 输入 输出
§ 3.5 稳压
? 78和 79系列集成稳压电路的命名如下：
? △△ □□ □□ △△ 是制造商的标识。
? 78表示输出正电压,79表示输出负电压；
? 05表示输出电压值为 5V,15表示输出电压值为 15V。
? 例,7805表示输出电压为＋ 5V输出，
? 7815表示输出电压为＋ 15V，
? 7915表示输出电压为－ 15V。
? 78系列和 79系列集成稳压电路芯片的引脚不同
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-12
? 1)半波整流电路 按图 3－ 2所示连接半波整流电路，用
万用表或示波器测量变压器次级输出电压，用示波器观
察半波整流输出波形，并记录在表 3－ 1中。
? 2)全波整流电路 按图 3－ 3所示连接全波整流电路，用
万用表或示波器测量变压器次级输出电压，用示波器观
察全波整流输出波形，并记录在表 3－ 1中。
? 3)桥式整流电路 按图 3－ 4所示连接桥式整流电路，用
万用表或示波器测量变压器次级输出电压，用示波器观
察桥式整流输出波形，并记录在表 3－ 1中。
训练内容 1：整流电路
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-13
训练内容 2：滤波电路
?1)半波整流电路的滤波
?按图 3－ 5连接电路。断开 R，用示波器观察输出
电压的波形，记录在表 3－ 2中。将负载电阻 R接
入电路，用示波器观察输出电压的波形，记录
在表 3－ 2中。
?2)桥式整流电路的滤波
?按图 3－ 6连接电路。断开 R，用示波器观察输出
电压的波形，记录在表 3－ 2中。将负载电阻 R接
入电路，用示波器观察输出电压的波形，记录
在表 3－ 2中
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-14
训练内容 3：稳压电路
?1)单极性稳压电路
?按图 3－ 9连接电路。不接负载电阻 R，用示波器
分别观察并记录 C1两端和 C2两端电压波形，比
较稳压前和稳压后的电压波形。将负载电阻 R并
接在电容 C2两端，用示波器分别 C1两端和 C2两
端电压波形。
?2)双极性稳压电路
?按图 3－ 10连接电路，用示波器分别观察并记录
图中四个电容的电压波形。
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-15
3-2半波整流
~220V ~9V 1kΩ
D
1kΩ
~18V
~18V
D1
~220V D23-3全波整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-16
~220V ~9V
1kΩ
D1
D2
D3
D43- 4桥式整流
~220V ~9V
1kΩ
D1 D2
D3D4
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-17
3-6半波整流
滤波电路
3-7桥式整流
滤波电路
~220V ~9V 1kΩ
D
100μF
~220V ~9V
1kΩ
D1 D2
D3D4
100μF
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工业系统的测量
陈永森
工程训练中心
2004年 12月
,工程训练, 之一
讲义 V 1.1
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-2
第三讲 直流稳压电源调试
本讲内容（ 2课时）
? 直流电源
? 实现直流稳压的过程
? 训练内容
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-3
电流源直流电源
电压源
直流：稳恒直流
变化的直流
交流：交变电流（交替过零）
t
U
0
作用,供给工作电源
影响系统的精度、稳定性和可靠性
§ 3.1 直流稳压电源
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-4
直流稳压电源调试：交流电变成直流电
t
u
0 t
u
0
电源
电压 整流 滤波变压
直流
电压稳压
t
U
0 t
U
0
t
u
0
t
u
0
t
u
0
u
t0
t
u
0
§ 3.1 直流稳压电源
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-5
变压器,是一种电磁能量转换装置，变压
器初级电压 U1与次级电压 U2之比等于初级
线圈匝数 n1和次级线圈匝数 n2之比。
在直流稳压电源中，根据整流电路的需要，
利用变压器初、次级的匝数比与电压比的
关系将电网电压 升压或降压,并使负载与
电网 隔离 。
11
22
un
un
?
§ 3.2 变压
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-6
整流, 把交流电能转变为直流电能的过程
整流元件,整流二极管
整流输出的电压是 单向的脉动电压
半波整流
~220V ~9V 1kΩ
D
t
U
0
t
u
0
+
-
-
+
§ 3.3 整流
半波整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-7
-
+
D1
~18V
~18V~220V
+
- 1kΩ
D2
t
U
0 t
U
0
1i
2i
§ 3.3 整流
全波整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-8
D1
D2D3
D4
~220V ~9V
1kΩ
t
U
0 t
U
0
+
-
-
+
1i
2i
§ 3.3 整流
桥式整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-9
?作用,将脉动电压的脉动幅度减小。
?原理,利用 电容 充放电使电压变化减小。
? 脉动电压上升时，电容充电，脉动电压下
降时，电容通过负载电阻放电，放电过程要经
过一定时间，所以电容两端电压下降需要一定
的时间，电容值或电阻值越大，放电过程时间
越长，电容两端电压下降越慢。电容放电过程
远未结束时，下一周期的上升脉动电压又到来
了。电容再次被充电，如此往复循环，输出电
压的脉动幅度大大减小，成为直流电压上叠加
的幅度很小的纹波。
§ 3.4 滤波
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-10
集成稳压电路,78xx,79xx
LM7805
iu ou
R
§ 3.5 稳压
?作用,使电网电压和负载在一定范围内发生变化时，输出电压保持不变。
?原因,1)电网电压波动，整流、滤波输出的直
流电压是不稳定的。
? 2)负载的变动也会使直流电源的输出电压
变化。
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-11
LM7815
1 2 3
输入 接地 输出
LM7815
1 2 3
接地 输入 输出
§ 3.5 稳压
? 78和 79系列集成稳压电路的命名如下：
? △△ □□ □□ △△ 是制造商的标识。
? 78表示输出正电压,79表示输出负电压；
? 05表示输出电压值为 5V,15表示输出电压值为 15V。
? 例,7805表示输出电压为＋ 5V输出，
? 7815表示输出电压为＋ 15V，
? 7915表示输出电压为－ 15V。
? 78系列和 79系列集成稳压电路芯片的引脚不同
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-12
? 1)半波整流电路 按图 3－ 2所示连接半波整流电路，用
万用表或示波器测量变压器次级输出电压，用示波器观
察半波整流输出波形，并记录在表 3－ 1中。
? 2)全波整流电路 按图 3－ 3所示连接全波整流电路，用
万用表或示波器测量变压器次级输出电压，用示波器观
察全波整流输出波形，并记录在表 3－ 1中。
? 3)桥式整流电路 按图 3－ 4所示连接桥式整流电路，用
万用表或示波器测量变压器次级输出电压，用示波器观
察桥式整流输出波形，并记录在表 3－ 1中。
训练内容 1：整流电路
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-13
训练内容 2：滤波电路
?1)半波整流电路的滤波
?按图 3－ 5连接电路。断开 R，用示波器观察输出
电压的波形，记录在表 3－ 2中。将负载电阻 R接
入电路，用示波器观察输出电压的波形，记录
在表 3－ 2中。
?2)桥式整流电路的滤波
?按图 3－ 6连接电路。断开 R，用示波器观察输出
电压的波形，记录在表 3－ 2中。将负载电阻 R接
入电路，用示波器观察输出电压的波形，记录
在表 3－ 2中
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-14
训练内容 3：稳压电路
?1)单极性稳压电路
?按图 3－ 9连接电路。不接负载电阻 R，用示波器
分别观察并记录 C1两端和 C2两端电压波形，比
较稳压前和稳压后的电压波形。将负载电阻 R并
接在电容 C2两端，用示波器分别 C1两端和 C2两
端电压波形。
?2)双极性稳压电路
?按图 3－ 10连接电路，用示波器分别观察并记录
图中四个电容的电压波形。
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-15
3-2半波整流
~220V ~9V 1kΩ
D
1kΩ
~18V
~18V
D1
~220V D23-3全波整流
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-16
~220V ~9V
1kΩ
D1
D2
D3
D43- 4桥式整流
~220V ~9V
1kΩ
D1 D2
D3D4
Industry Training Center, 工程训练, —— 直流稳压电源调试 3-17
3-6半波整流
滤波电路
3-7桥式整流
滤波电路
~220V ~9V 1kΩ
D
100μF
~220V ~9V
1kΩ
D1 D2
D3D4
100μF
