实验十一 集成稳压器

1、实验十一集成稳压器、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ultiMeter. . . X6.767 V图4.11.3输出直流测量图4.11

2、.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 u和470 u的情况。图4.11.5桥式整流和电容滤波线路Iul e r. _ . X图4.11.7滤波电容100U时输出直流图4.11.8滤波电容100U时输出交流图4.11.9桥式整流和电容滤波输出波形（电容容量470 U）ult ie-t er. X图4.11.7滤波电容470U时输出直流图4.11.8滤波电容470 U时输出交流变压器输出16v,观察加入在Multisim10中绘制实验电路图4.11.9, 集成稳压781

3、2后输出波形及交、直流电压。220 Vrms50 Hz 0_LlmtS&ti10024 0LRLINE VREGC3 100nF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

4、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，在负载电阻上得到正弦波仍是正半周。言 言 1 nV = V = 1 % 2V sin td t =0流过负载的平均电流为:/ = 202 = 0.9匕广 nR %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

5、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，C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。

6、它由调整 管、放大环节、比较环节、基准电压源几个部分组成。31X112。一珈FRt.27gAi、颂皿图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。集成稳压器具有性能指标高，使用、组装十分方便等特点。其型号较多， 如UA7800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 出为一12V。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

7、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4.11.18.1 232输出端3接地端(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4.11.187800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

8、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，己 损坏稳压器。7900系列三端固定负输出稳压器o(a)7900系列的稳压器与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4.11.19.1 输入端2接地端3输出端1接地端输出端输入端(b)图4.11.1937900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S V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

9、 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VO 2，求出V O1、V O 2，并将其中数值S 一.V愈小，稳压效果愈好。UiU0图4.11.20稳压电源框图rl，土 小-LVqq,测量时，如选用直流数字电压表，可直接测出当输A电压/增加或减少10%时，其相应的输出电压Vo、Voi、较大的AVO代入SV表达式中。显然，(2)输出电阻Ro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o表示。R I四IO -L1 L式中 L二八

10、L Lmin ( Lmax为稳定器额定输出电流，Lmin =0)-测量时，令VI =常数，用直接测量法(或差值法)分别测出lL max时的VO1 和lL min =0时的匕2，求出O，即可算出R。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lL为额定值，用交流电压表直接测 量即可。四、实验内容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。AIN4007X4图4.11.21整流滤波电路1）取Rl=240Q，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

11、形，记入表18 1。2）取Rl=240Q , C=100uf，重复内容1）的要求，记入表4.11.1。3）取Rl=120Q，C = 470uf，重复内容1）的要求，记入表4.11.1。表 4.11.1 U2=16V电路形式ul (V)U (V)LUL波形R=240 QLo1nR=240 QLC=100pfLjQR=240 QLC=470fQ注意每次改接电路时，必须切断工频电源。在观察输出电压u波形的过程中，“Y轴灵敏度”旋钮位置调好以后， 不要再变动，否则将无秋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S/。具体线路下图，测试交 流输入不同时，UU值。表格记录并计算

12、测试值 计算值U (V) 2U (V)IU (V)OS6S =12S =231416173、测试输出电阻R o。取U=16V，分别去R,使I为空载、50mA和100mA，测量相应的U值，2L00测试值 计算值I (mA)U0 (V)R0(Q)空载R =01250R =100023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U2=16V，U0=12V，I0=100mA，测量输出纹波电压U，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。