《電子應(yīng)用技術(shù)》授課計(jì)劃教案5項(xiàng)目2-2 穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓器

廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案副頁P(yáng)AGE3-廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁2022/2023學(xué)年第二學(xué)期順序號：（5）主講教師職稱教授系、部教學(xué)團(tuán)隊(duì)智能制造學(xué)院電子教學(xué)團(tuán)隊(duì)課程名稱電子應(yīng)用技術(shù)本教案授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)本次課標(biāo)題項(xiàng)目名稱項(xiàng)目2直流穩(wěn)壓電源的制作知識鏈接穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓器授課班級及時(shí)間機(jī)電22312023年3月30日機(jī)電22322023年3月30日教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)能正確使用穩(wěn)壓管。2.會(huì)分析穩(wěn)壓電路的組成及工作原理。知識目標(biāo)1．了解穩(wěn)壓管的特性及參數(shù)。2．熟悉穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。3．掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、組織協(xié)調(diào)能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力。教學(xué)主要內(nèi)容1．穩(wěn)壓管的特性及參數(shù)。2．穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。3.穩(wěn)壓電路的應(yīng)用。4.集成穩(wěn)壓器的基本知識。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握集成穩(wěn)壓器的正確使用難點(diǎn)：穩(wěn)壓電路的工作原理作業(yè)P57題2.17【新課導(dǎo)入】（師生互動(dòng)5分鐘）討論問題：直流穩(wěn)壓電源中輸入端的交流電經(jīng)過整流、濾波電路之后，還需要穩(wěn)壓嗎？為什么？通過前面的學(xué)習(xí)我們知道，交流電經(jīng)過整流濾波能得到平滑的直流電壓，但當(dāng)輸入電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載變化時(shí)輸出電壓也隨之改變。因此，需要一種穩(wěn)壓電路，使輸出電壓在電網(wǎng)波動(dòng)，負(fù)載變化時(shí)基本穩(wěn)定在某一數(shù)值?！窘虒W(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)】一、穩(wěn)壓二極管（教師講授10分鐘）穩(wěn)壓二極管的作用是能穩(wěn)定電壓，它是以特殊工藝制造的二極管。它利用PN結(jié)擊穿時(shí)反向電壓幾乎不隨電流變化的特點(diǎn)來達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的，在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子電路中經(jīng)常使用。穩(wěn)壓管的符號圖形如圖所示。文字符號用VD表示。由于硅管的熱穩(wěn)定性良好，所以穩(wěn)壓二極管以硅材料為基礎(chǔ)制成，稱為硅穩(wěn)壓二極管。1．穩(wěn)壓管的特性2．主要參數(shù)①穩(wěn)壓電壓：指穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓。②穩(wěn)定電流（工作電流）：指穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓下的正常工作電流。其范圍在～之間。若＜時(shí)，穩(wěn)壓管將失去穩(wěn)壓作用；若＞時(shí)，穩(wěn)壓管將因熱擊穿而損壞。所以穩(wěn)壓管正常工作時(shí)，必須與限流電阻R串聯(lián)使用，以限制流過穩(wěn)壓管的電流，使其工作在～之間。③耗散功率④動(dòng)態(tài)電阻二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路（教師講授10分鐘）1．電路結(jié)構(gòu)2．工作原理硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，利用硅穩(wěn)壓管的反向擊穿特性，使穩(wěn)壓管在我作電流范圍內(nèi)保持兩端電壓基本不變。其穩(wěn)壓過程如下：當(dāng)輸入電壓增大時(shí)，輸出有增大的趨勢，輸出增大也就是穩(wěn)壓管兩端的電壓增大。所以穩(wěn)壓管的電流也增大，進(jìn)而使流過電阻的電流增大，電阻兩端的電壓增大，而輸出電壓==，所以輸出電壓減小，進(jìn)而使流過電阻的電流增大，電阻兩端的電壓增大，而輸出電壓保持基本穩(wěn)定。由以上分析可見：限流電阻除了限制穩(wěn)壓管的電流以外，還起著電壓調(diào)整作用。如果沒有限流電阻，則此電壓沒有穩(wěn)壓作用。3.特點(diǎn)并聯(lián)型穩(wěn)壓電路可以使輸出電壓穩(wěn)定，但穩(wěn)壓值不能隨意調(diào)節(jié)，而且輸出電流很小。下面介紹串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（教師講授30分鐘）1.電路結(jié)構(gòu)2.穩(wěn)壓原理分析并聯(lián)型穩(wěn)壓電路可以使輸出電壓穩(wěn)定，但穩(wěn)壓值不能隨意調(diào)節(jié)，而且輸出電流很小，為了加大輸出電流使輸出電壓可調(diào)節(jié)，常用串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路，如圖1.27所示。是具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，電路中V1為調(diào)整管，它與負(fù)載串聯(lián)，起電壓調(diào)整作用；V2為比較放大管，R4是它的集電極電阻，V2的作用是將電路輸出電壓的取樣值和基準(zhǔn)電壓比較后進(jìn)行放大，然后再送到調(diào)整管進(jìn)行輸出電壓的調(diào)整。這樣，只要輸出電壓有一點(diǎn)微小的變化，就能引起調(diào)整管的UCE發(fā)生較大的變化，從而提高了穩(wěn)壓電路的靈敏度，改善了穩(wěn)壓效果。工作過程：當(dāng)輸入ui升高或負(fù)荷減少使輸出uO升高時(shí)，取樣電壓增大，由于基準(zhǔn)電壓比較穩(wěn)定，因此，三極管V2的發(fā)射結(jié)電壓也升高，于是V2的集電極電流IC2增大，從而使三極管V2的集電極電位UC2降低，繼而使調(diào)整管V的基極電位UB1降低，則V1的集電極電流IC1隨之減小，三極管V1的壓降UCE1增大，使輸出電壓UO降低，從而維持了輸出電壓UO基本不變。實(shí)質(zhì)上，穩(wěn)壓的過程就是電路通過負(fù)反饋使輸出電壓維持穩(wěn)定的過程。在此電路中只要改變?nèi)与娢黄鱎P滑動(dòng)端的位置，即可實(shí)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行輸出電壓的調(diào)節(jié)。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓可由Rp進(jìn)行調(diào)節(jié)。式中，R=R1+Rp+R2，RP′是及RP的下半部分阻值。如果將圖1.27中的比較放大元件改成集成運(yùn)放，不但可以提高放大倍數(shù)，而且能提高靈敏度，這樣就構(gòu)成了由運(yùn)算放大器組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。3.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路特點(diǎn)串聯(lián)型穩(wěn)壓電源工作電流較大，輸出電壓一般可連續(xù)調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓性能優(yōu)越。目前這種穩(wěn)壓電源已經(jīng)制成單片集成電路，廣泛應(yīng)用在各種電子儀器和電子電路之中。串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是損耗較大、效率低。四、集成穩(wěn)壓器（講授知識點(diǎn)）（教師講授20分鐘）隨著集成電路的發(fā)展，在穩(wěn)壓電源中已廣泛的使用集成穩(wěn)壓電路，它具有體積小，重量輕，接線簡單方便，成本低，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸代替分立元器件組成的穩(wěn)壓電路。目前生產(chǎn)的集成穩(wěn)壓器種類很多，有三端集成穩(wěn)壓器，五端集成穩(wěn)壓器，以及多端集成穩(wěn)壓器，目前廣泛使用的是三端集成穩(wěn)壓器。1．固定式三端集成穩(wěn)壓器CW78××CW79××CW—表示集成穩(wěn)壓器78—表示正電源79—表示負(fù)電源××——最后兩位數(shù)表示輸出電壓值此外，若在78與××之間加有字母，則表示最大輸出電流。如：CW78L12表示最大輸出電流只有CW78M12表示最大輸出電流只有CW7812表示最大輸出電流只有2．主要性能參數(shù)（1）最大輸入電壓是保證穩(wěn)壓器安全工作時(shí)所允許的最大輸入電壓。注意穩(wěn)壓器在實(shí)際工作中：＜（2）輸出電壓穩(wěn)壓器正常工作時(shí)，能輸出的額定電壓。（3）最小輸入輸出電壓差值通常應(yīng)為2～，若此值太小，穩(wěn)壓器不能正常工作?！窘虒W(xué)小結(jié)