实验九 集成稳压电源设计

实验十集成稳压电源设计一、实验目的1.熟悉集成稳压电源的工作原理。2.掌握集成稳压电源的工程设计方法。3.掌握直流稳压电源的主要性能指标和测试方法。二、实验原理半导体直流稳压电源，一般由变压、整流、滤波、稳压四部分组成，如图9-1所示。电网交流电压u1经电源变压器降压后，得到需要的交流电压u2，然后由整流电路变换成脉动电压u3，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UI。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变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。图10-1直流稳压电源组成框图单相半波整流电路：U0=0.45U2单相全波桥式整流电路：无滤波时：U0=0.9U2电容滤波带负载：U0=（1.0~1.4）U2电容滤波空载：U0=U2m并联稳压管稳压电路:输出直流电压就是稳压管的端电压UZ，即U0=UZ。图10-2全波及稳压管稳压电路其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路，稳压部分分两种情况分析：R1DZ9VD2D4D1D3IL+_稳压电源的主要性能指标:（1）输出电阻r0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r0=△U0/△I0（2）稳压系数S（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S=(△U0/U0)/(△UI/UI)由于工程上常把电网电压波动±10％作为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化△U0／U0作为衡量指标，称为电压调整率。（3）纹波系数输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所含交流分量的有效值与输出直流电压的比值。γ=Ua/U0图10-3三端集成稳压电路7805L78057905三、实验仪器及设备1.示波器1台2.电子技术实验台1台3.数字万用表1台4.整流二极管4只5．集成稳压器78L05、LM317各1只6．470uF、10uF、0.33uF、0.1uF电容各1个7．电阻若干四、设计内容试用78L05设计一个直流稳压电源，其负载电阻RL为370Ω。主要技术指标如下：输入交流电压220V，50HZ输出直流电压U0=5V输出直流IOmax≤15mA电压纹波系数Sr≤0.01输出电阻R0≤0.1Ω选做：直流可调电源，输出直流电压U0=1.3V~10V五、设计具体步骤1．选择电路形式（桥式或全波整流）；2．元器件的选择主要是变压器、整流二极管、电阻、电容、稳压管的选择，写出选择依据。3．选择好器件，再进行工程核算。4．上机仿真，进行性能指标调试。5．进行实际安装调试。六、实验内容及参考步骤1.全波桥式整流电路按图9-4分别连接整流电路，测量变压器副边交流电压有效值U2及整流输出直流平均值U01，并用示波器观察记录U2及U01波形，数据记录于表9-1中。(RL接1K)表10–1桥式整流电路数据图10-4全波桥式整流实验电路R1150U20.5AU0D3D4D2D1RP3309VU21KU012.电容滤波电路（1）按图9-5接线，输出端空载，接入滤波电容C2=470μF，测量电容滤波的输出电压直流平均值U02。（2）分别接入负载RL=1K和RL=370Ω（220Ω电位器右旋至最大,串联150Ω电阻），重复上述步骤，用示波器并观察记录U02的波形，测量结果记录于表9–2中。1K(370)图10-5电容滤波实验电路表10–2电容滤波电路数据负载情况电容U02（V）U02波形空载C=470μRL=1KC=470μRL=370ΩC=470μu02t3.集成稳压电路按图9-6连接集成稳压电路电路，调节电位器RP，分别测量不同负载时稳压电路的输出电压U03及纹波电压Ua（约0.1~0.5mV），输出电阻R0，观察记录输出电压波形，并计算纹波系数γ=Ua/U0,并将数据记录于表9–3中。RL(Ω)U03(V)Ua(mV)γ=Ua/U0输出波形∞370150表10–3集成稳压电路数据u03tU03图10-6集成稳压电路9VI0RL(Ω)U03(V)I0(mA)R0=△U0/△I0∞0370表10–4集成稳压电源输出电阻测试选做：三端可调试集成稳压电路（步骤略）RL(Ω)UI(V)U03min(V)U03max(V)370150表9–5三端可调稳压电源输出范围测试数据(调节RP)表9–6输出U0=9V时测试数据(调节RP,RL=370)RL(Ω)U0(V)I0(mA)R0=△U0/△U03709150七.注意事项1.实验过程中不得带电连接线路，严禁将负载两端短路,以免烧坏保险丝。2.不要用示波器去观察电源变压器的原边电压波形，因可能造成电源短路。八、实验报告要求1．完整写出电路设计及分析验证过程，并画出电路图，如有仿真结果，请将仿真结果附在报告中。2．说明电路的测试原理，写出调试和测试方法。3．将测试结果与理论值比较，并对其进行分析。4．对实验中发生及发现的问题进行分析。九、思考题1．影响该类型稳压电路稳压系数的主要因素是什么？如何进一步提高稳压系数。2．当设计输出电压是可调节的，稳压电路如何设计。