模拟电路实验-集成电流稳压电源的设计

1、1. 掌握集成掌握集成直流直流稳压电源的实验方法。稳压电源的实验方法。2. 掌握用变压器、整流二极管、滤波电掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源容和集成稳压器来设计直流稳压电源的方法。的方法。3. 掌握直流稳压电源的主要性能指标及掌握直流稳压电源的主要性能指标及参数的测试方法。参数的测试方法。 4. 为下一个综合实验为下一个综合实验语音放大电路语音放大电路提供电源。提供电源。1. 设计一个双路直流稳压电源。设计一个双路直流稳压电源。 2. 输出电压输出电压 U Uo o = = 12V 12V ， 最大输出电流最大输出电流 I Iomax omax = 1A = 1

2、A 。3. 输出纹波电压输出纹波电压 U Uop-p op-p 5mV , 5mV , 稳压系数稳压系数 S SU U 5 51010-3 -3 。4. 选作选作：加输出限流保护电路加输出限流保护电路。整流整流电路电路0tU0tU0tUUiUo滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路电源电源变压器变压器0tU直流稳压电源的原理框图和波形变换直流稳压电源的原理框图和波形变换U2220V50HzUoRLDU2220V50HzUoRLD1D2D3D40t2U2 2 3 4 Uo0t2U2 2 3 4 Uo0tU2 2 3 4 2U2U2 0.9 U222输出电压平均值：输出电压平均值： UO(AV) = 0

3、.9RLUO(AV)输出电流平均值：输出电流平均值： IO(AV) =RLU2平均整流电流：平均整流电流： ID(AV) = = 0.452RLUO(AV)RLU22IO(AV)最大反向电压：最大反向电压： URM =2 U2IF 0.45RL1.1U2UR 1.12 U2整流二极管的选择：整流二极管的选择：（考虑电网考虑电网10% 波动波动）U2220V50HzRLUoC 滤波电容的选择：滤波电容的选择： RL C = （35）一般选几十至几千微法的电解电容一般选几十至几千微法的电解电容，耐压，耐压 1.12U2T20tUo 2 3 4 电感滤波电路电感滤波电路RLUoL电感电容滤波电路电感

4、电容滤波电路CRLUoL 型滤波电路型滤波电路C2RLUoLC1C2RLUoRC1常用稳压电路：常用稳压电路：l 稳压管稳压电路稳压管稳压电路l 三端集成稳压器和电压可调式三三端集成稳压器和电压可调式三端集成稳压器端集成稳压器l 开关式稳压电路（电源效率可提开关式稳压电路（电源效率可提高）高）三端集成稳压器：三端集成稳压器： W78XX系列系列 输出稳定正电压输出稳定正电压 W79XX系列系列 输出稳定负电压输出稳定负电压 XX两位数字代表输出电压值两位数字代表输出电压值使用时需注意：使用时需注意： 1. 防止输入端，输出端接反；防止输入端，输出端接反； 2. 防止稳压器浮地；防止稳压器浮地；

5、 3. 防止稳压器输入端短路；防止稳压器输入端短路； 4. 电流大时需加散热片。电流大时需加散热片。l三端集成稳压器输三端集成稳压器输入、输出电压差为入、输出电压差为23V。lC1、C2用来实现频用来实现频率补偿，防止稳压率补偿，防止稳压器产生高频自激和器产生高频自激和抑制电路引入的高抑制电路引入的高频干扰。取频干扰。取 1FlCo是电解电容，用是电解电容，用来减小稳压电源输来减小稳压电源输出端由输入电源引出端由输入电源引入的低频干扰。入的低频干扰。输出正电压电路输出正电压电路RLUoC1C2W78XX123UiCo输出负电压电路输出负电压电路C1C2W79XX213UiRLUoCo1. 根据

6、要求选择三端稳压器。根据要求选择三端稳压器。2. 根据三端稳压器对输入电压的要求和桥式根据三端稳压器对输入电压的要求和桥式整流滤波电路的电压关系，计算出电源变整流滤波电路的电压关系，计算出电源变压器副边电压压器副边电压U2的值，再根据输出电流的的值，再根据输出电流的要求选择电源变压器。要求选择电源变压器。3. 根据桥式整流电路和电网变化情况，计算根据桥式整流电路和电网变化情况，计算出二极管的最出二极管的最大大反向电压反向电压URM和最大和最大平均整平均整流流电流电流IDmax，查手册确定整流二极管或整，查手册确定整流二极管或整流桥的型号。流桥的型号。4. 根据电路要求和电网变化情况，计算出电根

7、据电路要求和电网变化情况，计算出电容量和耐压值，查手册选定滤波电容的标容量和耐压值，查手册选定滤波电容的标称值和耐压值。称值和耐压值。 1. .测量稳压电源输出的稳压值及稳压范围测量稳压电源输出的稳压值及稳压范围 首先使调压器的输出为首先使调压器的输出为0V0V，通过示波，通过示波器或万用表观测稳压电路的输出，然后调器或万用表观测稳压电路的输出，然后调节调压器的输出，使输入到变压器的交流节调压器的输出，使输入到变压器的交流电压逐渐增加，当稳压电路输出的直流电电压逐渐增加，当稳压电路输出的直流电压值不再随着调压器输出电压的增加而改压值不再随着调压器输出电压的增加而改变时，此时电路输出的直流电压值

8、即为稳变时，此时电路输出的直流电压值即为稳压电源的稳压值。压电源的稳压值。 使稳压器输出在稳压值上的输入电压使稳压器输出在稳压值上的输入电压范围为稳压电路的稳压范围。范围为稳压电路的稳压范围。 2. 测量稳压电源的稳压系数测量稳压电源的稳压系数S SU U 稳压系数定义为：当负载保持不变时，稳压系数定义为：当负载保持不变时，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。稳压系数反映电网电压波动时对稳压之比。稳压系数反映电网电压波动时对稳压电路的影响电路的影响，越小越好。越小越好。 调节调压器的输出，使输入到变压器的调节调压器的输出，使输入到变压器的交流电压分

9、别为交流电压分别为220V+10%220V+10%和和220V-10% 220V-10% ，测，测量稳压电源的输出电压，根据公式计算稳压量稳压电源的输出电压，根据公式计算稳压电源的稳压系数电源的稳压系数SU=UI UIUo UoSURL=常数常数3. 测量稳压电路的输出电阻测量稳压电路的输出电阻Ro 输出电阻输出电阻 Ro 定义为：当稳压电路输入定义为：当稳压电路输入电压保持不变时，由于负载变化而引起的电压保持不变时，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。输出电压变化量与输出电流变化量之比。输出电阻反映稳压电路受负载变化的影响，输出电阻反映稳压电路受负载变化的影响，越小越好。

10、越小越好。 可用输出换算法测量可用输出换算法测量输出电阻输出电阻 Ro 。=IoUo RoUi=0 , T=0 4. 测量稳压电测量稳压电源源的纹波电压和纹波因数的纹波电压和纹波因数 纹波电压是指在额定负载条件纹波电压是指在额定负载条件下，稳压下，稳压电源输出直流电压中所含的交流分量电源输出直流电压中所含的交流分量。 在交流电压为在交流电压为220V，负载电流最大（额负载电流最大（额定输出电流）的条件下，用示波器分别测量定输出电流）的条件下，用示波器分别测量稳压电源的输入纹波电压和输出纹波电压稳压电源的输入纹波电压和输出纹波电压， 纹波因数是负载上交流分量与直流分量纹波因数是负载上交流分量与直

11、流分量之比。之比。= 100%Uo-Uo 1. 设计一个输出电压可调的直流稳压电源设计一个输出电压可调的直流稳压电源 技术要求：技术要求： 1）输出电压为输出电压为：+5V+12V连续可调连续可调。 2）输出电流为：输出电流为： 1A。 3）纹波纹波电压电压 5mV， 4）电压调整率电压调整率 3%2.数控直流稳压电源数控直流稳压电源 性能与技术指标：性能与技术指标： 1）输出电压：）输出电压：09.9V步进可调，调整步距步进可调，调整步距0.1V。 2）输出电流：）输出电流： 500mA。 3）精度：静态误差）精度：静态误差 1% FSR ( Full Scale Range )，纹波，纹波

12、 1 0mV。 4）显示：输出电压用）显示：输出电压用LED数码管显示。数码管显示。 5）电压调整：由）电压调整：由“+”、“-”两键分别控制输出电两键分别控制输出电压压 步进增减。步进增减。 6）输出电压预置：输出电压可在）输出电压预置：输出电压可在 09.9V 之间之间任意设置。任意设置。1. . 桥式整流电容滤波电路的输出电压桥式整流电容滤波电路的输出电压Ui是否随负是否随负载的变化而变化？为什么？载的变化而变化？为什么？ 2 2在测在测Uo时，是否可以用指针式万用表进行测时，是否可以用指针式万用表进行测量？为什么？量？为什么？3 3在整流滤波电路中若有一个二极管损坏，将在整流滤波电路中

13、若有一个二极管损坏，将会出现什么现象？会出现什么现象？4 4在桥式整流电路中，是否可以用双踪示波器在桥式整流电路中，是否可以用双踪示波器同时观察同时观察Ui与与Uo？5 5在本实验中如果输出最大电流扩展到在本实验中如果输出最大电流扩展到2A2A如何如何改进电路？改进电路？6 6纹波电压的定义是什么？可否用万用表的交纹波电压的定义是什么？可否用万用表的交流挡测量纹波电压？流挡测量纹波电压？1. 设计题目设计题目，设计人员，完成日期。设计人员，完成日期。2. 设计目的及要求。设计目的及要求。3. 电路框图及原理图。电路框图及原理图。4. 设计思想及基本原理分析。设计思想及基本原理分析。5. 元件介

14、绍和元件参数计算。元件介绍和元件参数计算。6. 测试结果分析，调试过程中所遇故障的分析。测试结果分析，调试过程中所遇故障的分析。7. 设计过程的体会与创新点，建议。设计过程的体会与创新点，建议。8. 元件清单。元件清单。9. 附仿真报告。附仿真报告。10. 参考文献。参考文献。1. . 电子电路实验及仿真电子电路实验及仿真 路勇路勇 北京交通大学出版社北京交通大学出版社 清华大学出版社清华大学出版社 2. . 电子技术基础实验与课程设计电子技术基础实验与课程设计 高吉祥高吉祥 电子工业出版社电子工业出版社3. . 电子技术课程设计指导电子技术课程设计指导 彭介华彭介华 高等教育出版社高等教育出版社4. . 电子技术实验与课程设计