直流稳压电源设计(模拟电路课程设计).docVIP

实验八 集成直流稳压电源电路设计实验 实验类别：专业 实验类型：设计 实验要求：必修 实验目的：掌握常用的直流稳压电路的设计； 熟悉稳压电路的有关的参数与测试。 实验主要内容： （1）设计、组装和调试直流稳压电源。 已知条件：集成稳压器CW7812、CW7912及CW317，带中心抽头的±15V对称输出变压器。 性能指标要求：输出电压VO及最大输出电流IOmax（I档：VO=±12V对称输出，IOmax=500mA；发挥：II档： VO=（+1.25~+15）V连续可调，IOmax=200mA）；纹波电压?VOP-P≤5mV，稳压系数SV≤5×10-3。 （2）测试直流稳压电源的性能指标。 测试I档及II档的最大输出电流、纹波电压。 实验提示与思考 整流电路可共用一个电桥。具体如何接？请想一想。 先装变压器，再装整流滤波电路，最后装集成稳压器，安装一级测试一级。 应在变压器的副边接入保险丝FU，以防电路短路损坏变压器或其它器件，其额定电流要略大于Iomax，选FU的熔断电流为1A，（想一想可否接在变压器的原边，为什么？） 78XX、79XX和317要加适当大小的散热片。 再接通电源，输出电压V为规定值，说明各级电路均正常工作，可以进行稳压器的输入电压（有效值）、输出电压、纹波电压等的测量。测量纹波电压时要加负载（如l8Ω滑线变阻器）到78XX或79XX的输出端（想一想为什么？）。 6、用示波器分别测变压器的副边输出电压、二极管桥式整流的输出电压VD（断开滤波电容）、整流滤波电路的输出电压Vi及稳压器输出电压Vo的波形，并测量其电压值，画出它们的波形关系图。 7、集成稳压器的输入、输出端接电容Ci及Co有何作用？ 8、当7812输出端接18Ω负载时，则三端稳压器7812本身的功耗是多大？ 实验主要仪器：示波器、万用表、毫伏表 实验主要元件：7805、7812、7912、LM317，1N4001,或1N4007,高频旁路电容等 实验报告要求 根据设计要求，计算并选择元件 画出电路原理图 列出元件清单 写出测试所需的仪器名称及型号 写出测试步骤并记录每步的数据及观察到的现象 分析实验数据与实验现象，谈谈实验的收获与体会。 理论基础 直流电源的组成及各部分的作用 图1 直流稳压电路的方框图 整流电路 A. 整流的概念 整流电路是将交流电流转变为方向单一的直流电流，主要通过单向导通元件：如二极管及其集成的桥堆，单向可控硅，IGBT等实现。电子电路中常用的是二极管与桥堆，在大功率电路中则常用可控硅或IGBT. 整流电路分为半波整流和全波整流，分析整流电路要弄清电路的工作原理，求出主要参数，确定二极管的极限参数。 B. 单相半波整流电路 图2　单相半波整流电路 设变压器的副边输出电压有效值为U2,则其瞬时值为： 输出电压的平均值为UO(AV)： 负载电流的平均值IO(AV)为： 输出电压的脉动系数S为整流输出电压的基波峰值UO1M与输出电压平均值UO(AV)之比。由于半波整流电路输出电压uo的周期与U2相同，uo的基波角频率与u2相同，通过谐波分析可得,故： 二极管的选择：最大反向电压URmax和最大平均整流电流IF 交流电网电压允许有±10%的波动，变压器原边电压为198-242V,因此两个参数至少应留有10%的余地。 C.　单相全波整流电路 图3 桥式全波整流电路 输出电流的平均值： 　　根据谐波分析，桥式整流电路的基波UO1M的角频率是U2的二倍，即100Hz,则UO1M为： , 故脉动系数为： 滤波电路 滤波电路 图4　π型滤波电路 　使用电容滤波以后： 脉动系数：　　T为交流电的周期0.02S. 稳压电路 ,输出电压的变化表示为： 　　 因此： 输入调整因数： 反映输入电压波动对输出电压的影响 电压调整率：, 输入电压变化时引起输出电压的相对变化。 稳压系数：，在温度和负载恒定的条件下，输入电压变化10%,输出电压的变化，单位mV. 输出电阻：, 反映负载电流变化IO对VO的影响 温度系数： 纹波电压：是稳压电路输出端交流分量的有效值，它表示输出电源的微小波动。 上述指标愈小，输出电源愈稳定。 B. 稳压管整流电路 图5　稳压二极管稳压电路 设计要求： , , , , , 对于电阻R的选择：（理论书P533）: 　得R的最大值：，下限值：　 C．串联型稳压电路 图6 具有放大环节的串联型稳压电路 D．三端集成稳压电源 图7 TI公司uA78L00系列内部电路原理图 E. 集成稳压电源电路设计 图8　常用的三端稳压电源电路设计 图9 输出可调的三端稳压电路 实验电路图：见实验教材P177 1