直流稳压电源01.doc

直流稳压电源实验 实验目的 熟悉三端式集成稳压器的主要性能。 掌握小功率直流稳压电源的设计方法。 学会稳压电源的调试及测量方法。 实验原理 单相220V/50Hz交流电经过电源变压器、整流、滤波和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框图及各级电路的输出电压波形如图 1所示。 Ui U1 U2 U3 UO 图1 直流稳压电源方框图 电源变压器是将电网220V的交流电压降低到适合大小后送入整流电路，整流电路再将交流脉动的直流电压的纹波加以滤除，得到平滑的直流电压。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，能维持输出直流电压的稳定。 桥式整流电路 利用二极管的单向导电特性，将交流电压变换成单向脉动直流电的电路，称为整流电路。如图所示。 图2桥式整流电路 图3桥式整流电路输出波形 图2中T为电源变压器，变压器的作用是将220V交流电压降低为后级电路所需的工作电压U2。 D1~D4为整流器件。整流电路的作用是将交流电V2变换成脉动的直流VD，他主要有半波整流、全波整流方式，可以由整流二极管构成整流桥堆来执行，常见的整流二极管有1N4007、1N5148等，桥堆有RS210等。RL为整流电路的负载电阻，其两端的电压为整流输出电压。 该电路在V2的正负半周都有整流电流流过负载。因此，该电路又称为全波桥式整流电路。其输出电压的平均值可由下式求出 VO 其中，V2为变压器次边输出电压有效值。 相应地，二极管的平均电流 ID＝=0.45V2/RL 每只二极管或桥堆所承受的最大反向电压 VRM= V2 在选用整流二极管时，其最大整流电流和最高反向电压应分别大于以上两式计算出的ID和VRM值。 如果是选用桥堆进行整流，则应注意最大工作电流和最大反压，反压值的计算同上式，但电流是指能够给负载的最大平均电流，应高于计算值。 滤波电路 一般采用电容滤波电路。电路如图4所示。输出电压波形反映的是电路稳态的结果。 图4电容滤波电路 从图4波形图中可以看出，要保持一定的输出电压或输出纹波小，其放电时间长数应足够大，应满足关系是 RLC(3～5)T/2=(3～5)/2f 式中T和f为电网电压的周期和频率，频率通常为50Hz。输出电压与输入电压一般可取 VO≈1.2V2 集成三端稳压器 集成三端稳压器具有体积小，外围元减少，调整简单，使用方便且性能好，稳定性高，价格便宜等优点，因而获得越来越广泛的应用。 常见的有固定式和可调式两类集成三端稳压器，内部多以串联型稳压电路为主，还有适当的过流、过热等保护电路。一般固定式较便宜，可调式较贵，性能也好些，功率也相对较大。 固定式三端稳压电路 主要有7800系列（输出正电压）和7900系列（输出负电压）。后两位数字通常表示输出电压的大小。图5表示外形图和电路符号。 图5 7800、7900系列外形图及电路符号 基本应用电路 图 6所示为7800系列基本应用电路，具体型号应根据输出电压大小和极性选择。Vi和Vo间的压差，即|Vi-Vo|≈(3～5)V。图中C1用于抑制芯片自激，应尽量靠近稳压器的管脚，C2用于限制芯片高频带宽，减少高频噪声。如果对输出要求高，还应接10μF以上的电解电容做滤波用。 7800 7900 （a） （b） 图 6 固定式三端稳压器基本应用电路 扩展应用电路 图7为正负电压输出稳压电路。 图8是输出电压扩展电路的两种类型。 图7 正负电压输出稳压电路 (a) (b) 图8稳压电路扩展电路 对图8（ a），有 一般选择R1和R2使IR1ID,则VO可近似表示成 通常，ID=5mA,故IR1选50 mA～100 mA即可。V′O是稳压器自身的输出电压。 图8（b）中D为保护二极管，其输出电压为 VO=V′O+VZ 图9输出电压可调试稳压电路 图9为输出电压可调试稳压器，其输出电压为 改变RW，就可以调节VO的大小。 可调试三端稳压电路 可调试三端稳压电路，其中LM117，LM337就是有代表性的产品，国内产品的前缀是W，即W117， W337。后两位数字17表示为正电压输出，37表示负电压输出。可调试三端稳压电路除了带有各种保护电路之外，还把采样放大电路也集成到芯片之中，内部电路的原理框图如图10虚线所示。它有三个引脚，分别接输入端、输出端和调整端。调整端是基准电压电路的公共端。内部用两个三级管构成复合管；基准电压电路为能隙基准电压电路，基准值UREF为1.25V，准确度和稳定度都非常高。R1和R2为外