实验九直流稳压电源设计

1、 实验九实验九 直流稳压电源设计直流稳压电源设计 实实 验验 原原 理理 设设 计计 任任 务务 设设 计计 要要 求求实实 验验 目目 的的 1 1 研究单相桥式整流、电容滤波电路的研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。特性。2 2 掌握串联型晶体管稳压电源主要技术掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。指标的测试方法。3 3 研究三端集成稳压器的特点和性能指研究三端集成稳压器的特点和性能指标的测试方法。标的测试方法。4 4 了解集成稳压器扩展性能的方法。了解集成稳压器扩展性能的方法。 一一 、实验目的、实验目的 1. 1.串联型晶体管稳压电源串联型晶体管稳压电源 直流稳压电源由电源

2、变压器、整流、滤波和稳直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图压电路四部分组成，其原理框图如图9.1 9.1 所示。所示。 图9.1 直流稳压电源框图二、实验原理二、实验原理 电源变压器电源变压器: 将交流电网电压将交流电网电压u1变为合适的变为合适的 交流电压交流电压u2。整流电路整流电路: 将交流电压将交流电压u2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压u3。滤波电路滤波电路: 将脉动直流电压将脉动直流电压u3转变为平滑的转变为平滑的 直流电压直流电压u4。稳压电路稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响清除电网波动及负载变化的影响, 保持输出电压保持输出电压u

3、o的稳定。的稳定。直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能 图9.2 串联型稳压电源实验电路tdzr+-vi+-vo-+r1rwr“wr2at : 电源调整管r、dz：稳压电路，提供基 准电压a：比较放大r1, r2,rw：取样环节输出电压：输出电压：zwwovrrrrrv221 +=zwwovrrrrrv221min+=zwovrrrrv221max+= 串联反馈式稳压电路工作原理串联反馈式稳压电路工作原理当输入电压vi增加（或io减小）时，导致输出电压vo增加，反馈电压vf随之增加，vf与vref相比较，其差值电压经比较放大后使vb和ib 、 ic减小，调整管t的c-e间电压vce

4、增大，使vo下降，从而维持vo基本稳定。比环有差调整系统tdzr+-vi+-vo-+r1rwr“wr2rliovrefvfa 随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器三端式稳压器应用最为广泛。 2. 集成稳压器 78xx 、79xx 系列三端式集成稳压器的输出电压是固定的，在使

5、用中不能进行调整。78xx 系列三端式稳压器输出正极性电压，一般有5v、6v、9v、12v、15v、18v 、24v 七个档次，输出电流最大可达1.5a（加散热片）。 同类型78m系列稳压器的输出电流为0.5a，78l系列稳压器的输出电流为0.1a。若要求负极性输出电压，则可选用79xx00 系列稳压器 图9.3 为78xx 系列的外形和接线图，有三个引出端： 输入端-1 公共端-2 输出端-3 除固定输出三端稳压器外，尚有可调式三端稳压器，后者可通过外接元件对输出电压进行调整，以适应不同的需要。 本电路所用集成稳压器为三端固定正稳压器7812，它的主要参数有：输出直流电压 u012v，输出电

6、流 l:0.1a，m:0.5a，电压调整率 10mv/v，输出电阻 r00.15，输入电压ui的范围1517v 。因为一般ui要比 u0大35v ，才能保证集成稳压器工作在线性区。图9.3 78xx00系列外形及接线图 图9.4 是用三端式稳压器7812构成的单电源电压输出串联型稳压电源的实验电路图。其中整流部分采用了由四个二极管组成的桥式整流器成品（又称桥堆），内部接线和外部管脚引线如图9.3所示。滤波电容c1、c2一般选取几百几千微法。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器c3（数值为0.33 f ），以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容c4(0.1f)用以

7、滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应 。 图9.3 图9.4 78xx00系列外形及接线图 由7812构成的串联型稳压电源 图9.5 (a)为正、负双电压输出电路，例如需要 u0115v， u0215v，则可选用78xx和79xx三端稳压器，这时的ui 应为单电压输出时的两倍。 当集成稳压器本身的输出电压或输出电流不能满足要求时，可通过外接电路来进行性能扩展。图9.5(b)是一种简单的输出电压扩展电路。 如7812 稳压器的3、2 端间输出电压为12v，因此只要适当选择r 的值，使稳压管dw工作在稳压区，则输出电压u012uz，可以高于稳压器本身的输出电压。 图9.5（a）正、负双电压输出

8、电路 输出电压扩展电路图9.5(b) 3.稳压电源的主要性能指标稳压电源的主要性能指标:（1） .稳压系数稳压系数sv （电压调整率）（电压调整率）lr=ooiiu /usv常数u /u 稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相 对变化量与输入电压相对变化量之比，即 由于工程上常把电网电压波动10做为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化u0u0做为衡量指标，称为电压调整率。 常数=ivoooivr(2) 稳压电路的输出电阻稳压电路的输出电阻输出电阻反映了稳压输出受负载变化的影响输出电阻 r0 定义为：当输入电压ui（指稳压电路输入电压）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即 输出电流从0变化到最大额定输出值时, 输出电压的相对变化量被称为电流调整 率。（3）电流调整率）电流调整率si :%100=0=ooiivvvs 1. 直流稳压电源测试： 三三 实验任务实验任务按照右图连接串联型直流稳压电路，测试并记录电路的 sv、si、r0、vomin、vomax等指标。