直流稳压电源电路实验

1、. . 直流稳定电源电路实验1.实验目的:了解直流稳定电源电路的原理构造、性能，掌握直流稳定电源的设计方法。2.实验内容:参见附录实验五、直流稳定电源电路实验5.1 串联式直流可调稳压电源5.1.1实验目的1a LM317内部构造及外部元件bLM317引脚图图5.1 LM317 内部构造及引脚图1. 了解串联式直流电源电路的原理构造、性能。2掌握使用串联式集成稳压器设计直流稳定电源的方法。5.1.2 实验内容1、采用串联式集成稳压器构成可调直流稳定电源电路；2、测量各项性能指标，了解提高性能的方法。5.1.3 实验原理及实验电路说明3端可调式稳压器的典型产品有LM317 (正电压输出)和LM3

2、37(负电压输出)。LM317的内部构造及外部引脚如图5.1所示，它的内部电路包括比较放大器(又称误差放大器)、偏置电路(图中未画)、恒流源电路、带隙基准电压源、保护电路和调整器。它的公共端改接到输出端，器件本身无接地端，所以消耗的电流均从输出端流出。内部的基准电压(典型值1.25V接至误差放大器的同相端和调整端(ADJ)之间，并由一个恒流特性很好的超级恒流源供电，提供50A的恒流，该电流从ADJ端流出。特别情况下，假设将ADJ端接地，LM317就构成输出电压为1.25V的3端固定式稳压器。假设在外部接上调节电阻R1、R2后，输出电压为5.2图5.2所示为LM317的典型应用电路。图中R1、R

3、2构成取样电阻；C2用于滤除R2两端的纹波，使之不能经放大后从输出端输出。 VD2是保护二极管，一旦输入或输出发生短路故障，由VD2给C2提供泄放回路，防止C2经过LM317内部放电而损坏芯片。C1的作用是防止输出端产生自激振荡，VD1起输入端短路保护作用。5.1.4 实验设备及所需元件1. 所需元件与设备：传感器实验主板；3端可调式集成稳压器 LM317 ×1；二极管 1N4002 ×2；电解电容 470F/16V ×1；电解电容 100F/16V ×1；电解电容 10F/25V ×1；3296多圈电位器 2k×1;电阻 120&#

4、215;1；电阻 47/2W×1。跳线假设干，万用表1台。5.1.5 实验步骤1按图5.2接好电路；2接通电源，用万用表测量LM317输入端电压，再测量输出端电压，调整电位器R2，使输出端电压为5V，计算此时R2的数值。3调整电位器R2，使输出端电压为9V，计算R2的数值。4在输出端接入负载电阻47/2W，改变电容C1的数值改为470uF，比较改变前后输出电压的波形。5.1.6 实验报告要求1、整理实验数据，画出实验曲线。2、验证串联式稳压电源的工作原理；分析反响回路电阻与输出直流电压的关系；说明输出滤波电容的作用。5.2 由MC34063构成的直流开关电源稳压电路5.2.1 MC3

5、4063器件介绍图5.3 34063内部构造及管脚排列图MC34063是一种用于DCDC电源变换的集成电路，应用比较广泛，通用廉价易购。可用于电压的升压，降压以及极性的反转。MC34063采用DIP-8封装，内部构造及管脚排列如图5.3所示。1脚为开关管集电极端；2脚为开关管发射极端；3脚是外接振荡电容端；4脚为接地端；5脚为输出电压取样端；6脚为直流电源输入端；7脚为负载峰值电流Ipk取样端；8脚为内部驱动管集电极端。5.2.2直流开关电源降压电路1.实验目的1. 了解开关式直流电源降压电路的原理构造、性能。2掌握使用MC34063设计直流降压稳定电源的方法。2. 实验内容1、采用MC340

6、63构成可调直流降压稳定电源电路；2、测量各项性能指标，了解提高性能的方法。3. 实验原理及实验电路说明由MC34063组成的降压电路原理如图5.4所示。输出电压取样端(脚5)通过外接分压电阻R1、R2监视输出电压 。其中，输出电压Vout=1.25(1+ R2/R1)图5.4 MC34063降压电路图由公式可知输出电压仅与R1、R2数值有关，因1.25V为基准电压，恒定不变。假设R1、R2阻值稳定，Vout亦稳定。脚5电压与内部基准电压1.25V同时送入内部比较器进展电压比较。当脚5的电压值低于内部基准电压(1.25V)时，比较器输出为跳变电压，开启R-S触发器的S脚控制门，R-S触发器在内

7、部振荡器的驱动下，Q端为“1状态(高电平)，驱动管Q2导通，开关管Q1亦导通，使输入电压Uin向输出滤波器电容C2充电以提高Uout；当脚5的电压值高于内部基准电压(1.25V)时，R-S触发器的S脚控制门被封锁，Q端为“0状态(低电平)，Q2截止，Q1亦截止，停顿向输出滤波器电容C2充电，到达自动控制Uout稳定的作用。振荡器的Ipk 输入(脚7)用于监视开关管Q1的峰值电流，以控制振荡器的脉冲输出到R-S触发器的Q端，Ipk=2×Iomax，限流保护电阻RSC=0.33/Ipk。脚3外接振荡器所需要的定时电容Ct电容值的大小决定振荡器频率的上下，亦决定开关管Q1的通断时间，Ct=

8、4.0×10-5×ton。电感L1的取值，参照公式Lmin=(Vimin-Vces-Vout)×ton/Ipk。C2(滤波电容)：决定输出电压波纹系数，参照以下公式C2Io×T/8Vp-p其中，Vp-p为输出电压纹波的峰-峰值。4.所需元件与设备：传感器实验主板；开关集成稳压器 MC34063 ×1；二极管 1N5819 ×1；电解电容 100F/25V ×2；电解电容 470F/25V ×1；电容 470p ×1；电感 220H×1；3296多圈电位器 20k×1;电阻 1.2k/0

9、.25W×1；电阻 0.33/0.25W×1；跳线假设干；万用表、示波器。5. 实验步骤1按图5.4接好电路；2接通电源，用万用表测量输出端电压Vout，调整电位器R2，使输出端电压为5V，计算此时R2的数值3调整电位器R2，使输出端电压为15V，计算R2的数值。4输出电压为5V时，在输出端接入负载电阻47/2W，改变电容C2的数值改为100uF，比较改变前后输出电压的波形。6.实验报告要求1整理实验数据，画出实验曲线。2验证开关式降压稳压电源的工作原理；验证反响回路电阻与输出直流电压的关系；说明输出滤波电容的作用。5.2.3直流开关电源升压电路1.实验目的1. 了解开关式

10、直流电源升压电路的原理构造、性能。2掌握使用MC34063设计直流升压稳定电源的方法。2. 实验内容1、采用MC34063构成可调直流升压稳定电源电路；2、测量各项性能指标，了解提高性能的方法。3. 实验原理及实验电路说明图5.5 34063升压电路图由MC34063组成的升压电路原理如图5.5。当芯片内开关管(Q1)导通时，电源经取样电阻Rsc、电感L1、MC34063的Q1(1脚和2脚)接地，此时电感L1开场存储能量，而由C2对负载提供能量。当Q1断开时，电源和电感同时给负载和电容C2提供能量。电感在释放能量期间，由于其两端的电动势极性与电源极性一样，相当于两个电源串联，因而负载上得到的电

11、压高于电源电压。开关管导通与关断的频率称为芯片的工作频率。只要此频率相对负载的时间常数足够高，负载上便可获得连续的直流电压。输出电压Vout=1.25(1+ R2/R1)振荡器的Ipk 输入(脚7)用于监视开关管Q1的峰值电流，以控制振荡器的脉冲输出到R-S触发器的Q端，Ipk=2×Iomax×T/toff，限流保护电阻RSC=0.33/Ipk。定时电容Ct的取值与降压电路一样。电感L1的取值，参照公式Lmin(ViminVces)×ton/ IpkC2(滤波电容)：决定输出电压波纹系数，参照以下公式C29×Io×ton/Vp-p其中，Vp-p

12、为输出电压纹波的峰-峰值。4.所需元件与设备：传感器实验主板；开关集成稳压器 MC34063；二极管 1N5819 ×1；电解电容 100F/25V×2；电解电容 470F/25V×1；电容 1500pF ×1；电感 220H×1；3296多圈电位器 20k×1;电阻 1k/0.25W×1；电阻 0.33/0.25W×1；跳线假设干；万用表、示波器。5.实验步骤1按图5.5接好电路；2接通电源，用万用表测量输出端电压Vout，调整电位器R2，使输出端电压为18V，计算此时R2的数值3调整电位器R2，使输出端电压为2

13、4V，计算R2的数值.6.实验报告要求1整理实验数据，画出实验曲线。2验证开关式降压稳压电源的工作原理；验证反响回路电阻与输出直流电压的关系；说明输出滤波电容的作用。5.3采用LM2576集成开关电源器件的稳压电路5.3.1实验目的1. 了解LM2576集成开关电源器件的原理构造、性能。2掌握使用LM2576设计直流稳压电源的方法。5.3.2 实验内容1、采用LM2576构成可调直流稳压电源电路；2、测量各项性能指标，了解提高性能的方法。5.3.3 实验原理及实验电路说明M2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件如78*系列端稳压集成电路的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较

14、强的输出电流驱动能力，从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。 LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下：最大输出电流：3A；最高输入电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V； 输出电压：3.3V、5V、12V、15V和ADJ可调等可选； 振动频率：52kHz； 转换效率：75%88%不同电压输出时的效率不同； 控制方式：PWM； 工作温度范围：-40+125工作模式：低功耗/正常两种模式可外部控制； 工作模式控制：TTL电平兼容；所需外部元件：仅四个不可调或六个可调； 图5.6 LM2576 引脚排列器件保护：热关断及电流限制； 封装形式：TO-220或T

15、O-263。LM2576的引脚排列如图5.6所示。(1VIN输入电压端,为减小输入瞬态电压和给调节器提供开关电流，此管脚应接旁路电容CIN；(2OUTPUT稳压输出端,输出高电压为VIN-VSAT，输出低电压为-0.5V；(3GND电路地；(4FEEDBACK反响端；(5ON/OFF控制端,高电平有效,待机静态电流仅为75µA。由LM2576_ADJ构成的根本稳压电路如图5.7所示输出电压VOUT=1.23(1+ R2/R1) 图5.7 LM2576-ADJ构成的可调稳压电源电路5.3.4所需元件与设备：传感器实验主板；开关集成稳压器 LM2576-ADJ；二极管 1N5819 ×1；电解电容 100F/25V×2；电解电容 1000F/25V×1；电容 0.01uf×1；电感 220H×1；3296多圈电位器 20k×1;电阻 1.2k/0.25W×1；跳线假设干；万用表、示波器。5.3.5 实验步骤1按图5.7接好电路；2接通电源，用万用表测量输出端电压Vout，调整电位器R2，使输出端电压为5V，计算此时R2的数值3调整电位器R2，使输出端电压为15V，计算R2的数值。4输出电压为5V时，在输出端接入负载电阻47/2W，改变电容C2的数值改为100uF，比较改变前后输出电压