直流稳压电源设计实验稳压管

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1、2.10直流稳压电源设计实验稳压管一、实验目的1.研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。2.研究集成稳压器的特点和性能指标的测试方法。3.了解集成稳压器扩展性能的方法。4.学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。熟悉单结晶体管触发电路（阻容移相桥触发电路）的工作原理及调试方法。5.熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。二、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压四部分组成，其原理框图如图2-14-1所示。电网供给的交流电压220V经电源

2、变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。还需要稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。图2-14-1直流稳压电源框图随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件，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，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。78、79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

3、调整。７８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1.5mA（加散热片）。若要求负极性输出电压，则可选用79系列稳压器。图2-14-2系列的外形和接线图。它有三个引出端输入端（不稳定电压输入端）标以“１”输出端（稳定电压输出端）标以“２”公共端标以“３”除固定输出三端负压器外，还有可调式三端稳压器LM317，通过外接元件对其输出电压进行调整，以适应不同的需要。本实验所用集成稳压器为三端固定正稳压7812，它的主要参数有：输出电压U0输出电流L（M）电压调整率输出电阻R0输

4、出电压Ui范围±12V0.1A（0.5A）10mV/V0.15Ω15～17V只有输出电压Ui比输出电压U0大3～5V，才能保证集成稳压器工作在线性区。图2-14-278系列外形及接线图图2-14-3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。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，在输入消必须接入电容器C3，以抵图2-14-3由７８１２构成的串联型稳压电源消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容C4（0.1uF）用以滤除输出端

5、的高频信号，改善电路的暂态响应。图2-14-4为正、负双电压输出电路，例如某电路需要U0＝±15V，则可选用7815和7915三端稳压器，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，可通过外接电路来进行性能扩展。图2-14-5是一种简单的输出电压扩展电路。如7812稳压器的3、2端之间输出电压为＋12V，因此只要选择适当R的值，使Ｄw工作在稳压区，则输出电压U0＝12＋Uz，可以高于稳压器本身的输出电压。图2-14-4正、负双电压输出电路图2-14-5输出电压扩展电路图2-14-6是通过外接晶体管Ｔ及

6、电阻R1来进行电流扩展的电路。电阻R1的阻值由外接晶体管的发射结导通电压UBE、三端式稳压器的输入电流Ii（近似等于三端稳压器的输出电流I01）和Ｔ的基极电流IB来决定。即式中：IC为晶体管T的集电极电流，它应等于IC＝Io－Io1；β为Ｔ的电流放大系数；对于锗管UBE可按0.3V估算，对于硅管UBE按0.7V估算。图2-14-6输出电流扩展电路附：（１）图2-14-7为７９系列（输出负电压）外形及接线图图2-14-7７９系列外形及接线图（２）图2-14-8为可调输出正三端稳压器３１７外形及接线图图2-14-8LM317外形及接线图图2-14

7、-9所示为单相半控桥式整流电路。可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。主电路由负载RL（电灯）和晶闸管T1组成，触发电路为单结晶体管T2及一些阻容元件构成的阻容移相桥触发电路。改变晶闸管T1的导通角，便可调节主电路的可控输出整流电压（或电流）的数值，这点可由电灯负载的亮度变化看出。图2-14-9单相半控桥式整流实验电路晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频率f。由公式：可知，当单结晶体管的分压比η（一般在0.5—0.8之间）及电容Ｃ值固定时，则频率ｆ大小由Ｒ决定，因此，通过调节电位器Rw，便可以改变触发脉冲频率，主电路的输出

8、电压也随之改变，从而达到可控调压的目的。用万用表的电阻挡可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。图2-14-10单结晶体管BT33管脚排列、结构图及元件符号图2-14