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实验七 集成直流稳压电源设计实验 一、 实验目的 （1）了解集成稳压器的特性和使用方法。 （2）掌握集成稳压器主要性能指标的测试方法。 （3）学会集成稳压器的设计方法。 （4）完成全电路理论设计、绘制电路图。 二、实验仪器及器件 （1）数字存储示波器； （2）数字万用表； （3）三端集成稳压器：LM317,LM7812,LM7912； （4）三极管TIP41； （5）整流二极管； （6）电容器、电位器； 三、预习要求 （1）预习直流稳压电源电路的组成及工作原理。 （2）完成电路参数设计，画出正确、完整的实验电路。 （3）明确实验目的，列出主要参数的表达式，设计测试表格。 （4）根据设计任务和要求，计算出元器件的参数。 四、 实验原理 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。 (a) 稳压电源的组成框图 u u u u u 0 0 0 0 0 t t t t t （b）整流与稳压过程 图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程 1 典型直流串联稳压电源工作原理 电源 变压器 整流 电路 滤波 电路 稳压 电路 + + - - 220V 50Hz U2 Ui Uo 2 直流稳压电源的主要性能 （1）输出电压Uo（可在空载下测量）。 （2）最大负载电流Iomax（稳压电源的最大负载电流）。 （3） 纹波电压△uo （在输出uo上的毫伏级的交流分量）。 （4）稳压系数Su（电压调整率）指在负载电流不变情况下， 输入电压变化引起的输出电压的相对变化， 即： Su =（△Uo/Uo）/（△Ui/Ui）。 （5）输出电阻Ro 。 3、三端集成稳压器的工作原理 稳压电路是直流稳压电源的核心。所以必须加入稳压电路才能输出稳定的直流电压。 (1）可调三端正电压稳压器LM317，在输出电压范围为1.2V-37V，能够提供1.5A电流。 LM317 Vi Vout Vref IAdj R1 R2 3 2 1 Vref=1.25V典型值 工作时LM317建立并保持输出与调节端之间1.25V的标称参考电压（Vref）。这一参考电压由R1（见图2）转换编程电流(IPROG)，该恒定电流经R2到地。稳压输出电压由下式给出：Vout=Vref(1+R2/R1)+IAdjR2 图 2 （2） 固定电压输出稳压器 　　常见的有CW78（LM78）系列三端固定式正电压输出集成稳压器；CW79（LM79）系列三端固定式负电压输出集成稳压器。三端是指稳压电路只有输入、输出和接地三个接地端子。型号中最后两位数字表示输出电压的稳定值，有5V、6V、9V、15V、18V和24V。。典型稳压电路见图3所示。 图3 固定式三端稳压器与应用电路 （3）直流稳压电源的原理图 图4 五、基础实验内容及要求 说明:用LM317产生正电压12V电源在实验箱是实现，另外-12V电源实验课上不做，学生可以在老师的指导下有意愿的焊接在电路板上。 1 电源变压器参数测量 图5所示220V交流电压U1变换为整流电路所需要的交流电压U2。 实验室给定变压器参数测量：测量结果填入表1中。 表1变压器的测量（交流电压档测量） 原边电压 （V) 副边①-④ (v) 副边②-④ (v) 副边③-④ (v) 副边⑤-⑥ (v) 220V 图5 五、基础实验内容及要求 2、整流和滤波电路的参数测量 电路如图6所示。改变电容的大小，观测和测量Ui。计算整流系数K=Ui/U2(Ui直流、U2交流有效值),将相应的结果填入表2中 操作步骤： 1 选用副边电压U2=18V。将变压器副边④,⑤相连，③,⑥作为电路输入注意同名端的判断。 2 改变电容大小测量 表2 整流滤波电路测量 电容值 470μ 100μ 2200μ 负载值 100Ω 100Ω 100Ω 电压值Ui 电压值U2 整流系数K 波形 五、基础实验内容及要求 3、集成稳压器性能测试 测试电路如图7所示（在实验箱上操作） 图7 变压器副边选择18V输出（具体操作：测量时变压器副边④,⑤相连，③,⑥作为us1电压，即副边电压。（u2=18v） 步骤：向上调节R2至最上端，测量Uo的最大值；向下调节R2至最下端，测量Uo的最小值，将测量结果填入表3中 表 3 测量输出直流电压Uo的可调范围 测量项 U2/ V Ui / V Uomax / V Uomin / V 测量值 18V 计算值 18V 五、基础实验内容及要求 （2）稳压系数的测量(调节输出电压为12V时，以LM317电路为例） 电路如图7所示，先取交流电压U2=18V, 分别测量Ui、Uo；再取U2’=21V后，测量Ui、Uo，