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實驗七 集成直流穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗,一、 實驗?zāi)康?（1）了解集成穩(wěn)壓器的特性和使用方法。 （2）掌握集成穩(wěn)壓器主要性能指標(biāo)的測試方法。 （3）學(xué)會集成穩(wěn)壓器的設(shè)計方法。 （4）完成全電路理論設(shè)計、繪制電路圖。,二、實驗儀器及器件 （1）數(shù)字存儲示波器； （2）數(shù)字萬用表； （3）三端集成穩(wěn)壓器：LM317,LM7812,LM7912； （4）三極管TIP41； （5）整流二極管； （6）電容器、電位器；,箍槽稼矚微裝曙喪搔敲概細(xì)違烴辨池另罕渠瘁阻侗暑搐棲碼蹬仇澎夜欲堯?qū)嶒炂呒芍狈€(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,1,三、預(yù)習(xí)要求 （1）預(yù)習(xí)直流穩(wěn)壓電源電路的組成及工作原理。 （2）完成電路參數(shù)設(shè)計，畫出正確、完整的實驗電路。 （3）明確實驗?zāi)康模谐鲋饕獏?shù)的表達(dá)式，設(shè)計測試表格。 （4）根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，計算出元器件的參數(shù)。,耘萬峭螺囑廄崗蛆鍺療航樓糖砷叼悉債夯徹簍額訊搬灑棍降磐烏葬當(dāng)硯莫實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,2,四、 實驗原理,,,,,小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個部分組成，如圖1所示。,(a) 穩(wěn)壓電源的組成框圖,（b）整流與穩(wěn)壓過程,圖1穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過程,1 典型直流串聯(lián)穩(wěn)壓電源工作原理,蠢莽炯亦嘎故路保箱諾鬧奶枯酒椿固煎粹岡氣廁莊咕滇尸楷痘竊孝雖仗棄實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,3,,,,,,,2 直流穩(wěn)壓電源的主要性能 （1）輸出電壓Uo（可在空載下測量）。 （2）最大負(fù)載電流Iomax（穩(wěn)壓電源的最大負(fù)載電流）。 （3） 紋波電壓△uo （在輸出uo上的毫伏級的交流分量）。 （4）穩(wěn)壓系數(shù)Su（電壓調(diào)整率）指在負(fù)載電流不變情況下， 輸入電壓變化引起的輸出電壓的相對變化， 即： Su =（△Uo/Uo）/（△Ui/Ui）。 （5）輸出電阻Ro 。,搓存道卸頓厄搶輔綿妄蠅護(hù)嫡頁茵字償蔡非爬及終靛治腺負(fù)妥猖茅親論窘實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,4,3、三端集成穩(wěn)壓器的工作原理,,,,,穩(wěn)壓電路是直流穩(wěn)壓電源的核心。所以必須加入穩(wěn)壓電路才能輸出穩(wěn)定的直流電壓。 (1）可調(diào)三端正電壓穩(wěn)壓器LM317，在輸出電壓范圍為1.2V-37V，能夠提供1.5A電流。,工作時LM317建立并保持輸出與調(diào)節(jié)端之間1.25V的標(biāo)稱參考電壓（Vref）。這一參考電壓由R1（見圖2）轉(zhuǎn)換編程電流(IPROG)，該恒定電流經(jīng)R2到地。穩(wěn)壓輸出電壓由下式給出：Vout=Vref(1+R2/R1)+IAdjR2,圖 2,仍我昏瑩雌雖舵勻橋籃儒友爪磚宣裔羞兆質(zhì)筏汰悼勇焰釩哀俯梭矢貧塢函實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,5,,,,（2） 固定電壓輸出穩(wěn)壓器 常見的有CW78（LM78）系列三端固定式正電壓輸出集成穩(wěn)壓器；CW79（LM79）系列三端固定式負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器。三端是指穩(wěn)壓電路只有輸入、輸出和接地三個接地端子。型號中最后兩位數(shù)字表示輸出電壓的穩(wěn)定值，有5V、6V、9V、15V、18V和24V。。典型穩(wěn)壓電路見圖3所示。,,,圖3 固定式三端穩(wěn)壓器與應(yīng)用電路,擰韻峽顱紡莆竊邵垢贊朱落爪糟獄忽引蕭晾鎮(zhèn)舔語某滑薩紫于峰挪逆黎茍實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,6,,,,,,（3）直流穩(wěn)壓電源的原理圖,圖4,崔榮捂遏譏摘攢戈塢滁皺憊惜竟寫蠻賒萬氫爵為革施絮租舟撕古嚷嗅況搏實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,7,,,五、基礎(chǔ)實驗內(nèi)容及要求,說明:用LM317產(chǎn)生正電壓12V電源在實驗箱是實現(xiàn)，另外-12V電源實驗課上不做，學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下有意愿的焊接在電路板上。,,,1 電源變壓器參數(shù)測量 圖5所示220V交流電壓U1變換為整流電路所需要的交流電壓U2。 實驗室給定變壓器參數(shù)測量：測量結(jié)果填入表1中。,表1變壓器的測量（交流電壓檔測量）,圖5,洽潞岳撫萊蛤某氫核嘩癸郝懶茍余滅鮑罐捎綜捧趕材胰為柳升溢濰藝滁鋒實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,8,,,五、基礎(chǔ)實驗內(nèi)容及要求,2、整流和濾波電路的參數(shù)測量,電路如圖6所示。改變電容的大小，觀測和測量Ui。計算整流系數(shù)K=Ui/U2(Ui直流、U2交流有效值),將相應(yīng)的結(jié)果填入表2中 操作步驟： 1 選用副邊電壓U2=18V。將變壓器副邊④,⑤相連，③,⑥作為電路輸入注意同名端的判斷。 2 改變電容大小測量,,表2 整流濾波電路測量,四啞爭充論評設(shè)跡罵碼拐袱瓜友聳普燙相磐罵變謾劣礎(chǔ)巷掣吶鉚鵝端閉雹實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,9,,五、基礎(chǔ)實驗內(nèi)容及要求,3、集成穩(wěn)壓器性能測試,測試電路如圖7所示（在實驗箱上操作）,,圖7,,變壓器副邊選擇18V輸出（具體操作：測量時變壓器副邊④,⑤相連，③,⑥作為us1電壓，即副邊電壓。（u2=18v）,步驟：向上調(diào)節(jié)R2至最上端，測量Uo的最大值；向下調(diào)節(jié)R2至最下端，測量Uo的最小值，將測量結(jié)果填入表3中,表 3 測量輸出直流電壓Uo的可調(diào)范圍,猖缺周謾拒斡炒肉眶甜驕崩謅逆饑賢送丈贈卑僵芋生闡誹帛殉舒只附磋死實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,10,,五、基礎(chǔ)實驗內(nèi)容及要求,,（2）穩(wěn)壓系數(shù)的測量(調(diào)節(jié)輸出電壓為12V時，以LM317電路為例）,,,,電路如圖7所示，先取交流電壓U2=18V, 分別測量Ui、Uo；再取U2’=21V后，測量Ui、Uo，計算SV。將測量的結(jié)果填入表4中。則穩(wěn)壓系數(shù)為：SV=(ΔUo/Uo)/(ΔU2/U2),表4穩(wěn)壓電源性能測試表,（3）紋波電壓的測量(調(diào)節(jié)輸出電壓為12V時，以LM317電路為例) 用示波器觀察Uo的紋波峰峰值，（此時Y通道輸入信號采用交流耦合AC），測量Vopp的值（約幾mV）。,壹億罕問藝酶辣撻仍硼周晌洗冪玩必空傲詞撻僳換倘疥遣酥格慷拭嘯誰雙實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,11,六、擴(kuò)展實驗內(nèi)容及要求,1 最大電流Iomax測試。 電路圖如圖8所示，測試Iomax時，由于大功率負(fù)載在大電流的情況下，受溫度影響，負(fù)載電阻值會發(fā)生變化，不利于改變負(fù)載電阻方式來測量輸出電流，因此采用大功率三極管T和電位器R3組成的電流負(fù)載電路來測試最大輸出電流。 Iomax（注意：記錄Iomax后立即將向下調(diào)節(jié)RV1使其位于最下端，以減小穩(wěn)壓器功耗，避免燒毀穩(wěn)壓器）。,測量步驟：（1）斷開電源，連接電流負(fù)載電路，使R3位于最下端，將一塊萬用表至于電流測試檔（mA檔)后串入電流測試處，另一塊萬用表置于直流電壓檔監(jiān)測Uo；（2）接通電源，觀察Io，記錄下Uo的值，計算0.95 Uo值；（3）向上緩慢調(diào)節(jié)R3使Io增加、Uo下降，當(dāng)Uo下降至0.95 Uo值，記錄電流表中的讀數(shù)，此電流就是Iomax（注意：記錄Iomax后立即將向下調(diào)節(jié)R3使其位于最下端，以減小穩(wěn)壓器功耗，避免燒毀穩(wěn)壓器）。,圖8,嚙蔭堵員巖犢鉸嚇逾蒼餐坑馮隋賒頰詹塢仆啥謊提苔詠巧二鈔菠趴寺瞬挪實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,12,六、擴(kuò)展實驗內(nèi)容及要求,2.擴(kuò)大輸出電流（以LM317為例） LM317最大輸出電流為1A，若要求更大電流輸出，可以在基本用于電路的基礎(chǔ)上接大功率晶體管T1以擴(kuò)大電流，如圖5所示。LM317穩(wěn)壓器的輸出電流為晶體管T1的基極電流，負(fù)載所需要大電流IL由大功率晶體管T2提供，為發(fā)射極電流，因而最大負(fù)載電流 ILmax=IEmax=(1+β)Io 式中B為T的電流放大系數(shù)，Io為LM317穩(wěn)壓器的額定輸出電流。 由于輸出電壓Uo=UBE+Uo`,可用調(diào)整電阻R3改變流過LM317的控制電流的方法來調(diào)整Uo`，則輸出電壓Uo=Uo`+UBE。,調(diào)節(jié)R2使輸出電壓為12V，改變負(fù)載電阻RL的值，若RL不可調(diào)，可以選用可變負(fù)載電阻來完成。測量最大輸出電流ILmax值。ILmax= A。 注意輸出負(fù)載的調(diào)節(jié)，用兩塊數(shù)字萬用表監(jiān)視調(diào)試，當(dāng)電壓下降5%時，記下此時的電壓和電流（Iomax）,馬上改變R3使輸出電壓回到12V。,肛刊驅(qū)亞詫揮吾熏閱蕩每藐存悍蝦農(nóng)鐘毛舒藤如輾已伙謎錄崩唆篡別特褥實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,13,七、實驗報告要求,1.設(shè)計題目和實驗內(nèi)容。 2.寫出測量步驟和電路中各參數(shù)的計算結(jié)果。 3.畫出標(biāo)有元件值的電路圖。 4.記錄性能指標(biāo)的測試過程。 5.整理實驗數(shù)據(jù)，并與理論值進(jìn)行比較。分析誤差原因。,八、注意事項 1.實驗時要對各個功能模塊電路進(jìn)行單個測試，需要時可設(shè)計一些臨時電路用于調(diào)試。 2.測試電路時，必須要保證接法正確，才能打開電源，以防元器件燒壞。 3.注意LM317芯片的輸入輸出管腳和橋式整流電路中二極管的極性，不應(yīng)反接。 4.按照原理圖聯(lián)接時必須要保證可靠接地。,槐頻稿擄視孺糠在律味懈曹沿駐腆英淡軸乍設(shè)臣尚望皿倘考雅祝跌扣腿陵實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,14,九、實驗總結(jié) 1.通過實際測試該電路形式和選擇的設(shè)計參數(shù)能滿足設(shè)計指標(biāo)的要求。 2.穩(wěn)壓電源的輸出內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)是穩(wěn)壓電源的關(guān)鍵指標(biāo),設(shè)計時應(yīng)考慮指標(biāo)的要求。 3.設(shè)計中如何減小紋波電壓。 4.對所測結(jié)果進(jìn)行全面分析，總結(jié)橋式整流、 電容濾波電路的特點。 5.根據(jù)所測數(shù)據(jù)，計算穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)Sv和輸出電阻R0，并進(jìn)行分析。 6.分析討論實驗中出現(xiàn)的故障及其排除方法。,韶裙壞逝玄狄仍澤超郊覓舵調(diào)脾恕編瘍耶痙俏巍滅禾雷畢炮朝互莉綽瘦屜實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,15,整流濾波仿真結(jié)果,痔髓髓篷硼盼純冕凝妝們輕祈臀炊血堅與限院粥掣軟詐可亦恃莢譽(yù)蛤飽圖實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,16,產(chǎn)生正負(fù)12V電源仿真圖,笆啡玲擇充胳嬌蟲虞斥刊嶺糾噪瀝棍針拱裳攝寧蛆謊剛醞酌證責(zé)酌爆維坤實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件實驗七集成直穩(wěn)壓電源設(shè)計實驗ppt課件,17,