《2015秋模电实验6-直流稳压电源的设计1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015秋模电实验6-直流稳压电源的设计1（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验六 直流稳压电源的设计,设计任务,设计一个能输出12V（1A）的直流稳压电源。 提前完成设计报告，要求同预习报告，但要写出具体的实验原理、接线方法、实验步骤、测量方法、测量内容、元器件具体参数等。,直流稳压电源组成,功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压,变压器,变压器的作用: 将正弦工频交流电源电压变换为符合用电设备所需要的正弦工频交流电压。,小型变压器,输入交流220V电压，输出两个15V交流电压,整流电路,整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。,常见的整流电路： 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。,分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻
2、为零，反向电阻为无穷大。,整流原理： 利用二极管的单向导电性,单相桥式整流电路,单相桥式整流电路的几种画法,单相桥式整流电路,工作原理,u 正半周，VaVb，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。,工作波形,uD2uD4,电路结构,单相桥式整流电路,uD2uD4,uD1uD3,u 负半周，VbVa，二极管 D2、 D4 导通， D1、 D3 截止 。,工作原理,工作波形,电路结构,参数计算,(1) 整流电压平均值 Uo,(2) 整流电流平均值 Io,(3) 流过每管电流平均值 ID,(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM,单相桥式整流电路,全桥堆连接方式及电路符号,单相桥式整流
3、电路,滤波器,交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。 滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。 方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。,电容滤波器,工作原理,u uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， uC 增加，uo= uC 。,u uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按指数规律下降， uo= uC 。,= uC,工作波形,二极管承受的最高反向电压为,4. 电容滤波电路的特点,(T 电源电
4、压的周期),(1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。,RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。,近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）,当负载RL 开路时，UO ,为了得到比较平直的输出电压,(2) 外特性曲线,有电容滤波,1.4U,结论,采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。 因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。,(3) 流过二极管的瞬时电流很大,选管时一般取： IOM =2 ID,RLC 越大O 越高，IO 越大整流二极管导通时
5、间越短 iD 的峰值电流越大。,铝电解电容,结构：有极性铝电解电容器是将附有氧化膜的铝箔（正极）和浸有电解液的衬垫纸，与阴极（负极）箔叠片一起卷绕而成。外型封装有管式、立式。并在铝壳外有蓝色或黑色塑料套。 用途： 通常在直流电源电路或中、低频电路中起滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。,电解电容不能用于交流电源电路。在直流电源中作滤波电容使用时极性不能接反。）,注意,电容圆柱体一侧标出负号，其对应的短脚即为负极性，需要接低电位端。,直流稳压电源,稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。 稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理
6、想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。 稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。,集成稳压电源,单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。 最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。,1. 分类,XX两位数字为输出电压值,（1. 25 37 V 连续可调）,2. 外形及引脚功能,W7800系列稳压器外形 输出正电压,W7900系列稳压器外形 输出负电压,塑料封装,3. 性能特点（7800、7900系列）,输出电流超过 1. 5 A（加散热器） 不需要外接元件 内部
7、有过热保护 内部有过流保护 调整管设有安全工作区保护 输出电压容差为 4%,输出电压额定值有: 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。,输出为固定正电压时的接法如图所示。,(1) 输出为固定电压的电路,输入与输出之间的电压不得低于3V！,4. 三端固定输出集成稳压器的应用,0.11F,1F,为了瞬时增减负载电流 时，不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。,用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 即用以改善波形。,能同时输出12V电压的电路,注意共地！,面包板是实验室中用于搭接电路的重要工具，熟练掌握面包板的使用方法是提高实验效
8、率，减少实验故障出现几率的重要基础之一。下面就面包板的结构和使用方法做简单介绍。,面包板的使用,面包板的外观和内部结构如上图所示，常见的最小单元面包板分上、中、下三部分，上面和下面部分一般是由一行或两行的插孔构成的窄条，中间部分是由中间一条隔离凹槽和上下各5 行的插孔构成的条。,窄条上下两行之间电气不连通。每5个插孔为一组（通常称为“孤岛”），通常的面包板上有10 组。这10组“孤岛”一般有3种内部连通结构： 左边5组内部电气连通，右边5组内部电气连通，但左右两边之间不连通，这种结构通常称为5-5结构。 左边3组内部电气连通，中间4组内部电气连通，右边3组内部电气连通，但左边3组、中间4组以及
9、右边3组之间是不连通的，这种结构通常称为3-4-3 结构。 还有一种结构是10组“孤岛”都连通，这种结构最简单。,对上面和下面部分的窄条，外观和结构如下图：,外观,小窄条中间不连通,内部五组孔之间互相连通,中间部分宽条是由中间一条隔离凹槽和上下各5 行的插孔构成。在同一列中的5 个插孔是互相连通的，列和列之间以及凹槽上下部分则是不连通的。外观及结构如下图：,外观,纵向5 个插孔是互相连通的,用于隔离上下两部分的凹槽,在做实验的时候，通常是使用两窄一宽组成的小单元，同学们应在宽条部分搭接电路的主体部分，上面的窄条取一行做电源，下面的窄条取一行做接地。使用时注意窄条的中间部分不通。 在搭接数字电路
10、时，有时由于电路的规模较大，需要多个宽条和窄条组成的较大的面包板，但在使用时同样通常是两窄一宽同时使用，两个窄条的第一行一般和地线连接，第二行和电源相连。由于集成块电源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于将集成块的电源脚和上面第二行窄条相连，接地脚和下面窄条的第一行相连，减少连线长度和跨接线的数量。中间宽条用于连接电路，由于凹槽上下是不连通的，所以集成块一般跨插在凹槽上。,面包板布线的几个基本原则 在面包板上完成电路搭接，不同的人有不同的风格。但是，无论什么风格、习惯，完成的电路搭接，必须注意以下几个基本原则： 1） 连接点越少越好。每增加一个连接点，实际上就人为地增加了故障概率。面包板孔内
11、不通，导线松动，导线内部断裂等都是常见故障。 2） 尽量避免立交桥。所谓的“立交桥”就是元器件或者导线骑跨在别的元器件或者导线上。初学者最容易犯这样的错误。这样做，一方面给后期更换元器件带来麻烦，另一方面，在出现故障时，零乱的导线很容易使人失去信心。,3） 尽量牢靠。有两种现象需要注意：第一、集成电路很容易松动，因此，对于运放等集成电路，需要用力下压，一旦不牢靠，需要更换位置。第二、有些元器件管脚太细，要注意轻轻拨动一下，如果发现不牢靠，需要更换位置。 4） 方便测试。5孔孤岛一般不要占满，至少留出一个孔，用于测试。 5） 布局尽量紧凑。信号流向尽量合理。 6） 布局尽量与原理图近似。这样有助于同学们在查找故障时，尽快找到元器件位置。 7） 电源区使用尽量清晰。在搭接电路之前，首先将电源区划分成正电源、地、负电源3个区域，并用导线完成连接。,
