集成稳压电源的设计.

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1、 实验九 直流稳压电源设计 实 验 原 理 设 计 任 务 设 计 要 求 实 验 目 的 1 研究单相桥式整流、电容滤波电路 的特性。 2 掌握串联型晶体管稳压电源主要技 术指标的测试方法。 3 研究三端集成稳压器的特点和性能 指标的测试方法。 4 了解集成稳压器扩展性能的方法。 一 、实验目的 1.串联型晶体管稳压电源 直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和 稳压电路四部分组成，其原理框图如图9.1 所示。 图9.1 直流稳压电源框图 二、实验原理 电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的 交流电压u2。 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路: 将脉动直流电压u3

2、转变为平滑的 直流电压u4。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响, 保持输出电压uo的稳定。 直流稳压电源的组成和功能 串联反馈式稳压电路工作原理 当输入电压VI增加（或 IO减小）时，导致输出 电压VO增加，反馈电压 VF随之增加，VF与VREF 相比较，其差值电压经 比较放大后使VB和IB 、 IC减小，调整管T的c-e 间电压vCE增大，使VO 下降，从而维持VO基本 稳定。 比环有差调整系统 T DZ R + - Vi + - VO - + R1 Rw R“w R2 RL IO VREF VF A 图9.2 串联型稳压电源实验电路 T DZ R + - VI + - VO - +

3、 R1 Rw R“w R2 A T : 电源调整管 R、DZ：稳压电路，提供基 准电压 A：比较放大 R1, R2,RW：取样环节 输出电压： Z W W O V RR RRR V 2 21 + + = Z W W O V RR RRR V 2 21 min + + =Z W O V R RRR V 2 21 max + = 随着半导体工艺的发展，稳压电路 也制成了集成器件。由于集成稳压器具 有体积小，外接线路简单、使用方便、 工作可靠和通用性等优点，因此在各种 电子设备中应用十分普遍，基本上取代 了由分立元件构成的稳压电路。集成稳 压器的种类很多，应根据设备对直流电 源的要求来进行选择。对于

4、大多数电子 仪器、设备和电子电路来说，通常是选 用串联线性集成稳压器。而在这种类型 的器件中，又以三端式稳压器应用最为 广泛。 2. 集成稳压器 78XX 、79XX 系列三端式集 成稳压器的输出电压是固定的，在 使用中不能进行调整。78XX 系列 三端式稳压器输出正极性电压，一 般有5V、6V、9V、12V、15V、 18V 、24V 七个档次，输出电流最 大可达1.5A（加散热片）。 同类型 78M系列稳压器的输出电流为0.5A ，78L系列稳压器的输出电流为 0.1A。若要求负极性输出电压，则 可选用79XX00 系列稳压器 图9.3 为78XX 系列的外形和接线图，有三个引出端 ： 输

5、入端-1 公共端-2 输出端-3 除固定输出三端稳压器外，尚有可调式三端稳压器 ，后者可通过外接元件对输出电压进行调整，以适应不 同的需要。 本电路所用集成稳压器为三端固定正稳压器7812 ，它的主要参数有：输出直流电压 U012V，输出电 流 L:0.1A，M:0.5A，电压调整率 10mV/V，输出电阻 R0 0.15，输入电压UI的范围1517V 。因为一般UI要 比 U0大35V ，才能保证集成稳压器工作在线性区。 图9.3 78XX00系列外形及接线图 图9.4 是用三端式稳压器7812构成的单电源电压输出串联型稳 压电源的实验电路图。其中整流部分采用了由四个二极管组成的桥 式整流器

6、成品（又称桥堆），内部接线和外部管脚引线如图9.3所 示。滤波电容C1、C2一般选取几百几千微法。当稳压器距离整流 滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器C3（数值为0.33 F ），以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容 C4(0.1F)用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应 。 图9.3 图9.4 78XX00系列外形及接线图 由7812构成的串联型稳压电源 图9.5 (a)为正、负双电压输出电路，例如需要 U0115V， U0215V，则可选用78xx和79xx三端 稳压器，这时的UI 应为单电压输出时的两倍。 当集成稳压器本身的输出电压或输出电流不能满足 要求时，可

7、通过外接电路来进行性能扩展。图9.5(b)是一 种简单的输出电压扩展电路。 如7812 稳压器的3、2 端 间输出电压为12V，因此只要适当选择R 的值，使稳压 管DW工作在稳压区，则输出电压U012Uz，可以高 于稳压器本身的输出电压。 图9.5（a） 正、负双电压输出电路 输出电压扩展电路 图9.5(b) 3.稳压电源的主要性能指标: （1） 稳压系数Sv （电压调整率） 稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相 对变化量与输入电压相对变化量之比，即 由于工程上常把电网电压波动10做为极 限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化 U0U0做为衡量指标，称为电压调整率。 (2) 稳压电路的

8、输出电阻 输出电阻反映了稳压输出受负载变化的影响 输出电阻 R0 定义为：当输入电压UI（指稳压电路输入 电压）保持不变，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，即 输出电流从0变化到最大额定输出值时, 输出电压 的相对变化量被称为电流调整 率。 （3）电流调整率SI : 1. 直流稳压电源测试： 三 实验任务 按照右图连接串联 型直流稳压电路， 测试并记录电路的 Sv、Si、R0、 Vomin、Vomax等 指标。（注：Dz可 以使用两只 1N4148二极管正 向串联，等效 Vz=1.3V） 四 设计要求 1.电源变压器只做理论设计； 2.合理选择电路形式； 3.完成全电路理论设计、计算机辅助分析与 仿 真、安装调试、绘制电路图，自制印刷板 ； 4.撰写设计报告、调试总结报告及使用说明 书。