数控直流电压源

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1、数控直流电压源实验指导一、直流稳压电源的基本组成电子设备中所用到的直流电源，可以是干电池，也可以是由电网提供的交流电经过整流、滤波和稳压以后得到的。对于直流电源的主要要求是，输出电压的幅值稳定，即当电网电压或负载电流波动时能基本保持不变；直流输出电压平滑，脉动成分小；交流电变换成直流电时的转换效率高。如下图所示，一般直流电源由四部分组成，电源变压器、整流电路、滤波器和稳压电路。1、直流稳压电源的基本组成电路2、电源变压器匝数比：n=V1效率：η=P2V2P1小型变压器效率表副边功率（W）<1010-3030-8080-200效率0.60.70

2、.80.853、整流滤波二极管具有单向导电性，因此可以利用二极管的这一特性组成整流电路，将交流电压变换为单向脉动电压。在小功率直流电源中，经常采用单相半波、单相全波、单相桥式整流电路。在本实验中，建议使用桥式整流电路。无论哪种整流电路，它们的输出电压都含有较大的脉动成分。除了在一些特殊场合可以直接用作放大器的电源外，通常都要采取一定的措施，一方面尽量降低输出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压，这样的措施就是滤波。电容和电感都是基本的滤波元件，利用它们在二极管导电时储存一部分能量，然后再逐渐释放

3、出来，从而得到比较平滑的波形。或者从另一个角度看，电容和电感对于交流成分和直流成分反映出来的阻抗不同，如果把它们合理地安排在电路中，可以达到降低交流成分，保留直流成分的目的，体现出滤波作用。所以，电容和电感是组成滤波电路的主要元件。常用的滤波电路有电容滤波电路、RC-∏型滤波电路、电感滤波电路、LC滤波电路、LC-∏型36滤波电路等。上图中各元件的取值可按下列公式计算：Vomax+(Vi-Vo)min

4、omax2为使纹波电压足够小，电容C放电回路的时间常数应满足：RC>(3～5)T/2。其中R为整流滤波电路的负载电阻，取R=Vi/Iomax；T为50Hz交流电的周期，即20ms。电容C上的最大电压为：VC=2V24、稳压电路整流滤波电路的输出随电网的波动、负载电流的变化而变化。为了能够提供更加稳定的直流电源，需要在整流滤波电路的后面再加上稳压电路。稳压电路一般由调整元件所组成，可有以下分类：（1）按照调整元件是工作于线性或开关状态可分为线性调整与开关调整；（2）按照调整元件与负载是串联或并联连接可分为串联调整与并联调整；（3）按照输出电压是

5、否可调分为固定式与可调式。常用的稳压电路有硅稳压管稳压电路、串联型直流稳压电路、集成稳压器以及开关型稳压电路等。下面重点介绍一下串联型直流稳压电路。所谓串联型直流稳压电路，就是在输入直流电压和负载之间串入一个三极管，当U1或RL波动引起输出电压UO变化时，UO的变化将反映到三极管的输入电压UBE，然后，UCE也随之变化，从而调整UO，以保持输出电压基本稳定。串联型直流稳压电路的原理图如下图所示，它由四部分组成：VT+++2R1ILR3U24-+1UCUI-2F2UO1AR2RL+331-VDzR3--（1）采样电阻由电阻R1、R2和R3组成。

6、当输出电压发生变化时，采样电阻取其变化量的一部分送到送到放大电路的反相输入端。37（2）放大电路放大电路A的作用是将稳压电路输出电压的变化量进行放大，然后再送到调整管的基极。如果放大电路的放大倍数比较大，则只要输出电压产生一点微小的变化，即能引起调整管的基极电压发生较大的变化，提高了稳压效果。因此，放大倍数愈大，则输出电压的稳定性愈高。（3）基准电压基准电压由稳压管VDZ提供，接到放大电路的同相输入端。采样电压与基准电压进行比较后，再将二者的差值进行放大。电阻R的作用是保证VDZ有一个合适的工作电流。（4）调整管调整管VT接在输入直流电压U1

7、和输出端的负载电阻RL之间，若输出电压UO由于电网电压或负载电流等的变化而发生波动时，其变化量经采样、比较、放大后送到调整管的基极，使调整管的集-射电压也发生相应的变化，最终调整输出电压使之基本保持稳定。在上图中，假设由于U1增大或IL减小而导致输出电压UO增大，则通过采样以后反馈到放大电路反相输入端的电压UF也按比例地增大，但其同相输入端的电压即基准电压UZ保持不变，故放大电路的差模输入电压U1d=UZ-UF将减小，于是放大电路输出电压减小，使调整管的基极输入电压UBE减小，则调整管的集电极电流IC随之减小，同时集电极电压UCE增大，结果使

8、输出电压UO保持基本不变。以上稳压过程可简明表示如下：U1或ILUOUFU1dUBEICUOUCE二、直流稳压电源的性能指标1、性能指标测试电路IoViVoI～22