单片开关式集成稳压器电路设计与调试

1、黄淮学院电子科学与工程系 数字化测量技术课程验证性实验报告 实验名称 单片开关式集成稳压器电路设计 与调试 实验时间 2013年6月7日 学生姓名 王茂胜 实验地点 070306 同组人员 专业班级 电技1001B i 1、实验目的 1. 通过实验，了解开关电源“高效、节能”的显著特点。 2. 掌握单片开关式集成稳压器L4960的电路设计。 3. 掌握L4960的调节原理及方法。 2、实验仪器设备和材料： 1台 1台 1块 1台 1把 1. HY1711 - 2型直流稳压电源 2. SS7802型双踪示波器 3. VC890D型数字万用表 4. RXH A14型滑线变阻器 5. 小螺丝刀 3、

2、实验内容和原理: 2. L4960的工作原理 最大输出电流IOM=2.5A, 电源效率可达90%以上。 L4960采用7引线S-7 （即TO-220） 封装，外型图见课本，使用时需加散热器，输 入电压范围VI=9 V46V，输出电压范围 VO =5.1V40V, 最大输出功率POM=100W，占空比调节范围D =0100%, I CSIJ 十G产4 一一 11 1 _,卒4】基准II I W i T址门 过焼 A* L4960的内部框图如上。主要包括：（一）5.1V基准电压源和误差放大器；（二）锯 齿波振荡器；（三）PWM比较器和功率输出级；（四）软启动电路；（五）输出限流保 护电路；（六）芯

3、片过热保护电路。 图中C1是输入端滤波电容，R1，C3误构成差放大器的频率补偿网络，R2, C2 是锯齿波振荡器的定时电阻和定时电容。振荡频率f0=1/R2C2。现取 R2 = 4.3k Q , C2=2200pF则f0 100kHz。C4是软起动电容，以保证输出电压缓慢的建立， 对芯 片起到保护作用。L是储能电感，C5是储能电容兼滤波电容，D1是续流二极管。 L4960的基本工作过程是：输出电压 VO经过R3、R4取样，送到误差放大器的 反相输入端，与加在同相输入端的5.1V基准电压进行比较，得到误差电压Vr ,在用Vr 的幅度去控制PWM比较器输出的脉冲宽度，最后经过功率放大和输出电路，使

4、VO 保持不变。 3、L4960的应用电路 4 ftp, I 1出（I vri-vp, 1N4OO3X4 打 -：0V:; tow 4 SE 羸于L4960 i（CW49eO）的开业电源的原图 应用电路图如上。R4采用15kQ实芯电位器，R3取2.2kQ。输出电压调整范围为 5.1V40V。由于本实验板的VI取自直流稳压电源，限定为 30V，故输出电压的实际 调整范围约为528V（空载时可达29V）。实际电路将C5与C6并联后作为滤波电容, 以减小等效电感。 设计电路时应将信号地线与功率地线分开布置，最后在输出端汇合。 4、实验方法、步骤: 1. 给直流稳压电源通电，将电源电压（即 L4960

5、的输入电压V1）调整到30V。 2. 接通试验板输入电压 V1的电源。注意！先连线，后打开稳压电源。 3. 用示波器观察L4960第5脚的波形，画出波形图，并根据测出的周期，算出振 荡频率fo值。 4. 空载试验（不接负载） 切断电源，将R4调整到零Q位置（用小螺丝刀将可调电阻 RP逆时针转到头）。 打开电源，利用数字万用表的 20V DC档测V0值。 将R4调整到最大阻值，（用小螺丝刀将可调电阻RP顺时针转到头）。用数字 万用表的200V DC档测VO值。记下VO空载调整范围。 5. 带负载后的实验（R4仍保持在最大阻值）： 关闭电源，接上滑线变阻器作为假负载 RL0 将RL调整到200Q位

6、置（可用数字万用表的2kQ档检测电阻值）。打开电源， 利用数字万用表的200V DC档测VO值。 将RL分别调至100Q , 50Q , 30Q位置，重复步骤的内容。 注意：调RL之前必须先关掉电源，并且 RL不得低于30 Q，更不得短路！为保 证RL值准确，每次调整时要用数字万用表的 200Q档检测RL电阻值，符合实验要求 后才允许通电实验。 6. 在负载RL = 30Q的情况下，维持VI = 30V不变，用螺丝刀调整RP,同时用 数字万用表的200V DC档测VO值，观察VO能否连续变化。同时用示波器观察L4960 第7脚波形，了解占空比的变化规律：D T, VO T; D ；，VO ；0 7. 关机，清理试验台和实验室。 5、实验现象、实验数据记录: 1、整理数据 表1振荡频率fo R2/k Q C2/ pF f。/ kHz 理论计算值 实测值 表2输出电压Vo的调整范围 空载（Rl7处） Rl = 30 Q 表3开关电源输出功率 Po* Rl( Q )