1.3 直流稳压电源（教案）- 高一《电子技术基础与技能》同步教学（高教版·第3版）

【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，改造成接近平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。 9 学科网（北京）股份