实验十一集成稳压器

1、实验十一 集成稳压器一、 实验目的1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性 2、了解集成三端稳压器的特性和使用方法。 1、 掌握集成稳压器主要性能指标的测试方法。二、实验预习与仿真 实验预习1、复习电子技术基础（模电部分）中集成稳压电路的有关内容。2、了解相关章节的整流、滤波等内容3、了解集成稳压器7812的主要技术参数。4、设计实验思路及自拟实验数据表。实验仿真在multisim10中绘制实验电路图4.11.1，变压器输出16v,用示波器观察桥式整流后的输出波形，用电压表的直流与交流分别测量输出。图4.11.1桥式整流线路 图4.11.2桥式整流波形 图4.11.3输入电压图4.11.3输出

2、直流测量 图4.11.4输出交流测量在multisim10中绘制实验电路图4.11.5，变压器输出16v，观察加入滤波电容后的输出波形与输出交流、直流测量的电压，分别观察滤波电容100和470的情况。图4.11.5桥式整流和电容滤波线路图4.11.6桥式整流和电容滤波输出波形（电容容量100）图4.11.7滤波电容100时 图4.11.8滤波电容100时输出直流 输出交流图4.11.9桥式整流和电容滤波输出波形（电容容量470）图4.11.7滤波电容470时 图4.11.8滤波电容470时输出直流 输出交流在multisim10中绘制实验电路图4.11.9，变压器输出16v，观察加入集成稳压7

3、812后输出波形及交、直流电压。图4.11.9集成稳压电源图4.11.10集成稳压电源输出波形图4.11.11集成稳压电源输出交、直流电压三、实验原理与参考电路 直流稳压电源几乎是所有电子设备不可缺少的。它由变压器、整流器、滤波器和稳器四部分组成。稳压器只是直流稳压电源的一部分 图4.11.12单相桥式整流电路 图4.11.13单相桥式整流波形1、整流单相桥式整流电路是最基本的整流器，在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图4.11.12电路图可知：当正半周时二极管d1、d3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时二极管d2、d4导通，在负载电

4、阻上得到正弦波仍是正半周。流过负载的平均电流为： 图4.11.14 桥堆管脚图2、滤波滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器c对直流开路，对交流阻抗小，所以c应该并联在负载两端。电感器l对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此l 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。电容滤波电路在负载电阻上并联了一个滤波电容c。若电路处于正半周，二极管d1、d3导通，变压器次端电压v2给电容器c 充电。此时c 相当于并联在v2上，所以输出波形同v2 ，是正弦形。在刚过90°时，正弦曲线

5、下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以，在t1到t2时刻，二极管导电，充电，vc=vl 按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，vc=vl按指数曲线下降，放电时间常数为rlc。这就是电容滤波过程。图4.11.15 滤波波形3、稳压常用的稳压线路：典型的串联型稳压电路如图图4.11.16 所示。它由调整管、放大环节、比较环节、基准电压源几个部分组成。图4.11.16串联型稳压电路目前，由分立元件构成的稳压器几乎被淘汰，取而代之的是应用广泛的集成稳压器。集成稳压器具有

6、性能指标高，使用、组装十分方便等特点。其型号较多，如a7800系列是美国仙童公司生产的，lm7800系列是美国国家半导体公司生产的。我国生产的型号为cw7800系列。该系列的后两位数字代表固定稳压输出值，如7812表示稳压输出为+12v；7900系列是负输出稳压器，如7912表示稳压输出为12v。（1）7800系列三端固定正输出稳压器7800系列的集成稳压器广泛应用于各种整机或电路板电源上。其稳定输出电压从+5+24有七个档次；加装散热器后输出额定电流可达1.5a。稳压器内部具有过流、过热和安全工作区保护电路，一般不会因过载而损坏。如果外部接少量元件还可构成可调式稳压器和恒流源。7800系列集

7、成稳压器的外形图及外引线排列见图4.11.17。其典型应用电路见图4.11.18.1231输入端2输出端3接地端1. 输入端2. 接地端3. 输出端123 （a） （b） 图4.11.17 7800系列集成稳压器外形及其外引线排列 （a）塑料直插式 （b）金属菱形封装式 图4.11.18 7800系列稳压器典型应用电路图4.11.2所示电路中，c2用于抑制过压和纹波；c4用于改善负载瞬态响应。为保证稳压器能正常工作，对输入直流电压也有所要求，一般输入直流电压应比输出直流电压高出23v，不宜高出太多，高出太多使稳压器功耗过大，已损坏稳压器。（2）7900系列三端固定负输出稳压器7900系列的稳压

8、器与7800系列基本相同，只是输出的电流较小，加装散热器后，输出额定电流只能达到500ma左右。7900系列集成稳压器的外形及引线排列见图4.11.19.1231接地端2输出端3输入端1 输入端2 接地端3 输出端123 （a） (b)图4.11.193 7900系列集成稳压器外形及外引线排列 (a) 塑封直插 (b) 金属菱形封装2、稳压器的主要参数及测试方法（1）稳压系数直流稳压电源可用图4.11.20所示框图表示。当输出电流不变（且负载为确定值）时，输入电压变化将引起输出电压变化，则输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比，定义为稳定系数，用表示 = 测量时，如选用直流数字电压表，可直

9、接测出当输入电压增加或减少10%时，其相应的输出电压、，求出、，并将其中数值较大的代入表达式中。显然，愈小，稳压效果愈好。uiu0rl稳压源ii图4.11.20 稳压电源框图（2）输出电阻 输入电压不变，当负载变化是输出电流增加或减小，回忆起输出电压发生很小变化，则输出电压变化量与输出电流变化量之比，定义为稳压电源的输出电阻，用表示。 =式中=（为稳定器额定输出电流，=0）.测量时，令=常数，用直接测量法（或差值法）分别测出时的和=0时的，求出，即可算出。（3）纹波电压纹波电压是指输出电压交流分量有效值，一般为毫伏数量级。测量时，保持输出电压和输出电流为额定值，用交流电压表直接测量即可。四、实

10、验内容1、 整流滤波电路测试按图图4.11.21 连接实验电路。取可调工频电源电压为16v， 作为整流电路输入电压u2。图4.11.21 整流滤波电路 1) 取rl240 ，不加滤波电容，测量直流输出电压ul 及纹波电压l，并用示波器观察u2和ul波形，记入表181 。 2) 取rl240 ，c100f ，重复内容1)的要求，记入表4.11.1。3) 取rl120 ，c470f ，重复内容1)的要求，记入表4.11.1。表4.11.1 u216v电 路 形 式ul（v）l（v）ul波形rl=240rl=240c=100µfrl=240c=470µf注意每次改接电路时，必须切

11、断工频电源。在观察输出电压ul波形的过程中，“y 轴灵敏度”旋钮位置调好以后，不要再变动，否则将无法比较各波形的脉动情况。2、 用差值法测试图4.11.21稳压器的稳压系数。具体线路下图，测试交流输入不同时，ui、uo值。表格记录并计算3、 。测试值计算值u2（v）ui（v）uo（v）s6s12s231416173、测试输出电阻。 取u216v ，分别去rl，使i0为空载、50ma和100ma，测量相应的u0值，测试值计算值i0（ma）u0（v）r0（）空载r012r02350100改变负载，得出不同的输出电压与电流，计算输出电阻r0。4、测试纹波电压值。取u216v ，u012v，i0100

12、ma ，测量输出纹波电压u0，记录之。五、实验报告要求1、记录测试条件和测试结果。2、分析、整理实验结果，对集成稳压器的性能给与评价六、注意事项虽然集成稳压器的内部有很好的保护电路，但在实际使用中仍会因为使用不当而损坏。故应特别注意以下几点：1、 输入、输入不能接反，若反接电压超过7v，将会损坏稳压管。2、 输入端不能短路，故应在输入、输出端接一个保护二极管。3、 防止浮地故障。由于三端稳压器的外壳为公共端，当它装在设备底板或外机箱上时，迎接上可靠的公共连接线。七、实验元器件 三端稳压器 cw7815 1片 电阻 300、56、10、1.5各一只 电位器 680 1只；1k 1只 电容 200

13、0f 、200f、100f、0.22f、0.1f各一只；1f 2只feel free to listen to their voices and help the masses solve problems, we were officially opened on may 10 "12345" mayor calls, formulated rules and regulations, equipped with a full-time staff, a 24-hour on-duty system, people to call to receive, reply, a

14、ction, reminders, feedback and so on. by year end, handled the crowd calls 1076, 94.7% feedback rate. by mayor calls active coordination to solve a large number of bears on the immediate interests of the people and issues of great lives, but also for leadership research and decision to collect a lot

15、 of good ideas and suggestions, by all sectors of the community alike. second, start municipal government affairs hall built. on may 11, we built and launched the city-government lobby, were settled in 12 departments, strict implementation of first asking duty system, service system, system of gratu

16、itous, "receiving, internal coordination, head of the window handle, limited time concluded" one-stop service. by the end of today to accept various types of 3,273, originally of up to 100%. running government affairs hall, the convenience of the masses, promoting open government, improve the investment environment and solve their practical problems, and so did a lot of work, masses, serve