电子基础与传感 2

项目六：认识电源电路《电子传感技术》主讲人：XXX任务一：了解整流电路了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流

当前，我们从市电到家用电的传输多为220V的交流电，而电子电路的基本用电多为36V以下的直流电。整流就是指将交流电变为直流电的过程，具有该功能的电路被称为整流电路，常见的有半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路等。电子传感了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流

半波整流利用二极管的单向导电性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。这种除去半周、留下半周的整流方法，叫半波整流。

图6-1为半波整流电路图，由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻Rfz组成。变压器把市电电压变换为所需要的交变电压E2，D再把交流电变换为脉动直流电。电子传感一、半波整流图6-1半波整流电路图变压器次级电压E2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图6-2（a）所示。了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流

电子传感

注：经过半波整流后，负载电压Usc以及负载电流的大小还随时间而变化。因此，通常称它为脉动直流。图6-2半波整流波形图了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流

简单的全波整流电路需2个整流二极管，但电源变压器却需要有带中心抽头的两组相同电压的绕组，如图6-3所示。利用带中心抽头的变压器，使它们在交流电的正半周和负半周分别向Rfz供给同一方向的电流，从而构成全波整流电路。电子传感二、全波整流图6-3全波整流电路了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流

电子传感

设交流电在正半周时，变压器输出电压极性为上正下负，上半绕组电源经D1、Rfz、中心抽头形成回路，而下半绕组不通，此时D1导通D2不导通，电流ID1经Rfz成回路；在负半周时，电压极性与前相反，可知D2导通而D1不导通，ID2以相同方向经Rfz成回路，由此在负载上得到的是正负两个半周都有整流输出的波形，故称为全波整流。这时经整流的直流（平均值）电压为半波整流的两倍，但这种整流电路的缺点是每组线圈只有一半的时间通过电流，所以变压器的利用率不高。图6-4全波整流波形图了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流

桥式整流，即桥式整流器，也叫做整流桥堆，属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器，而是用四个二极管接成电桥形式，使交流电的正负半周均有电流流过负载，在负载形成单方向的全波脉动电压。电子传感三、桥式整流图6-5桥式整流电路了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流

电子传感

桥式整流电路图如图6-5所示。当电路中的E2为正半周时，对D1、D3加正向电压，D1、D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成E2、D1、Rfz、D3通电回路，在Rfz上形成上正下负的半波整流电压，E2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成E2、D2、Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。

如此重复下去，结果在Rfz上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图中可以看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。桥式整流的优点：

1.桥式整流对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。

2.桥式整流不需要带中心抽头的变压器，变压器价格低且效率高。了解半波、全波、桥式整流任务一了解半波、全波、桥式整流1．画电路图。

分别画出半波、全波、桥式整流的电路图。2．用面包板搭接电路。电子传感实训任务：序号项目时长连接导线数量学生自评组长评价1半波整流电路

2全波整流电路

3桥式整流电路

表6-1搭接效果表姓名：

组名：

组长签名：任务二：认识滤波电路认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感一、电感器

电感器（英语：Inductor，又称：扼流器、电抗器）常用英文符号L表示，会因为通过的电流的改变而产生电动势，从而抵抗电流的改变。最原始的电感器是1831年英国法拉第发现电磁感应现象的铁芯线圈。

如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。图6-6常见电感器认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感

电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组，一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。图6-7电感器的电路符号

电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母“H”表示。常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们之间的关系是：1H=103mH=106μH认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感二、变压器

变压器（Transformer）常用英文符号T表示，是指利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。图6-8各种变压器的实物图认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感

一个变压器通常包括：两组或以上的线圈：以输入交流电电流与输出感应电流。一圈金属芯：它把互感的磁场与线圈耦合在一起。图6-9变压器的原理和电路符号

变压器一般运行在低频、导线围绕铁芯缠绕成绕组。虽然铁芯会造成一部分能量的损失，但这有助于将磁场限定在变压器内部，并提高效率。认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感三、滤波电路

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。图6-10常见的三种滤波电路认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感

电容滤波的作用：因为电容储能特性，当单向脉动直流电压处于高峰值时电容就充电，而当处于低峰值电压时就放电，这样把高峰值电压存储起来到低峰值电压处再释放。把高低不平的单向脉动性直流电压转换成比较平滑的直流电压。滤波电容的容量通常比较大，并且往往是整机电路中容量最大的一只电容器。滤波电容的容量大，滤波效果好。

电感滤波的作用：当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感四、整流滤波电路

一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路，没有这些电路对市电的前期处理，稳压电路将无法正常工作。下图为常见的变压整流滤波电路。图6-11常见的变压、整流、滤波电路认识滤波电路第*页任务二认识滤波电路电子传感【实训任务】1．画电路图。

分别画出变压整流滤波的电路图。2．用面包板搭接电路。序号项目时长连接导线数量学生自评组长评价1桥式整流部分

2滤波电路

表6-2搭接效果表姓名：

组名：

组长签名：

任务三：认识三端集成稳压电路认识三端集成稳压电路任务三认识三端集成稳压电路电子传感

三端集成稳压器具有体积小、外围元件小、性能稳定可靠、使用调整方便和廉价等优点，近年来得到广泛的应用，尤其在中小功率的稳压电源应用最为广泛。一、集成稳压器分类

一般分为线性集成稳压器和开关集成稳压器两关，线性集成稳压器又分为低压差集成稳压器和一般压差集成稳压器，开关集成压器分为低压型集成稳压器、升压型集成稳压器和输入与输出极性相反集成稳压器。

电路中常用的集成稳压器主要有78XX系列、79XX系列、可调集成稳压器、精密电压基准集成稳压器等。认识三端集成稳压电路任务三认识三端集成稳压电路电子传感二、三端集成稳压器

常见的三端集成稳压器有三段固定输出式稳压器和可调试三端稳压器。

1．三段固定输出式稳压器

集成稳压器只有三个接线端，即输入端，输出端及公共端。三端稳定式稳压器分为正电压输出和负电压输出两类。

(a)CW78××系列引脚排列图（b）CW79××系列引脚排列图图6-12三端固定式稳压器引脚排列图认识三端集成稳压电路任务三认识三端集成稳压电路电子传感 CW78××系列是正电压输出，外形如图6-12（a）所示，①脚为输入端，②脚为公共端，③脚为输出端，通常是在整流滤波电路之后接上三端稳压器，电路接法见图6-13（a）。输入电压接1、2端，3、2端输出稳定电压。在输入端并联一个电容器C1以旁路高频干扰信号，输出端的电容器C2用来改善暂态响应，并具有消振作用。

三端稳压器输出的电压有5V、6V、8V、12V、15V、18V和24V等系列，输出电压值由型号中的后两位表示，如CW7805表示输出电压为+5V，CW7812表示输出电压为+12V，使用时根据输出电压的要求选择相应的稳压器。认识三端集成稳压电路任务三认识三端集成稳压电路电子传感

而CW79××系列是负电压输出，外形同CW78××系列相同，但引脚的排列不同，如图6-13（b）所示②脚为输入端，①脚为公共端，③脚为输出端。输出电压值由型号中的后两位表示，如CW7905表示输出电压为-5V，CW7912表示输出电压为-12V，电路接法如图6-13（b）所示。图6-13三端固定式稳压器接线图认识三端集成稳压电路任务三认识三端集成稳压电路电子传感2．可调式三端稳压器

该集成稳压器不仅输出电压可调，且稳压性能优于固定式，被称为第二代三端集成稳压器。同样也分为正电压输出和负电压输出两类。 CW117××/CW217××/CW317××系列是正电压输出，外形如图6-14（a）所示，①脚为公共端，②脚为输出端，③脚为输入端，电路接法如图6-15（a）所示，电位器Rp和电阻R1组成取样电阻分压器，接稳压器的调整端①脚，改变RP可调节器输出电压U0的大小，输出电压在1.2~37V范围内连接可调。输入电压接③脚，②脚输出稳定电压。在输入端并联电容器C1以旁路整流电路输出的高频干扰信号，电容器C2可消除上的纹波电压，使取样电压稳定，电容器C3起消振作用。认识三端集成稳压电路任务三认识三端集成稳压电路电子传感（a）CW317××系列引脚排列图

（b）CW337××系列引脚排列图图6-14可调式三端稳压器引脚排列图CW137××/CW237××/CW337××系列是负电压输出，外形如图6-14（b）所示，①脚为公共端，②脚为输入端，③脚为输出端，电路接法如图6-15（b）所示。（a）正电压输出

（b）负电压输出图6-15三端可调式稳压器接线图认识三端集成稳压电路任务三认识三端集成稳压电路电子传感【实训任务】1．画电路图

分别画出正电压输出的三端固定稳压器、三端可调式稳压器的接线图。2．用面包板搭接电路

序号项目时长连接导线数量学生自评组长评价1固定稳压器接线图

2可调式稳压器接线图

表6-3搭接效果表姓名：

组名：

组长签名：任务四：电源电路焊接与调试电源电路焊接与调试第*页任务四电源电路焊接与调试电子传感

任何一个电子电路都离不开电源，而电子电路中使用的一般都是直流电源。直流电源的获得，一种是使用干电池或蓄电池供电，另一种是将220伏市电经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。一、电路工作原理

图6-16所示为三端稳压电源电路原理图。图6-16三端稳压电源电路电源电路焊接与调试第*页任务四电源电路焊接与调试电子传感二、电子元件表

具体使用元件如下表：编号名称规格功能D14个二极管1N4002桥式整流C1电解电容2200μF（25V）前段滤波C2瓷片电容104前段滤波U1三端固定稳压器CW7805稳压C3瓷片电容104后段滤波C4电解电容100μF（25V）后段滤波接头接线端子5.08mm螺钉式PCB接线端子2P连接变压器输出电压表6-4三端稳压电源电路的元件表电源电路焊接与调试第*页任务四电源电路焊接与调试电子传感【实训任务一】1．用万用板焊接电路。（1）按6-16电路图在图6-17单孔万能板的图中绘制电路元件排列的布局图。图6-17单孔万能板电源电路焊接与调试第*页任务四电源电路焊接与调试电子传感【实训任务一】

调试并检查效果，并填写好下表。序号项目数据调试结果学生自评组长评价1焊接时间

2损坏万能板铜箔数

3焊接工艺评价

表6-5焊接效果表姓名：

组名：

组长签名：电源电路焊接与调试第*页任务四电源电路焊接与调试电子传感三、电路工作原理

根据三端可调稳压器的原理，可以制作如6-18的电源电路。

如图所示为1.25～37V可调电源电路。它是可调式三端稳压器的典型应用电路，特点是性能好、工作稳定、体积小、制作安装简单方便，最大输出电流为l.5A，输出电压在1.25～37V之间连续可调。它最适合做实验用电源。图6-18可调电源电路图

改变电位器Rp的阻值，可改变输出电压的大小，输出电压约1.25~21V左右。C3、C4为滤波电容器，VD5、VD6为保护二极管。电源电路焊接与调试第*