1,长江大学电工电子实验中心,集成直流稳压电源设计,实验五,电子线路设计.实验.测试,2,性能指标与要求： 1、输出电压VO及最大输出电流IOmax 1路VO =12V对称输出, IOmax=100mA 2路VO =+(36)V连续可调, IOmax=200mA,电子线路设计.实验.测试,2、纹波电压VOP-P5mV 3、稳压系数SV 510,3,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转变为平滑的直流电压u4。,稳压电路: 当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压uo的稳定。,直流稳压电源的组成和功能,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,5,集成稳压电源,特点：体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉 类型：78系列 稳定正电压 7805 输出+5V 7809 输出+9V 7812 输出+12V 7815 输出+15V 79系列 稳定负电压 7905 输出-5V 7909 输出-9V 7912 输出-12V 7915 输出-15V,6,元器件及参数选取,1、选集成稳压器，确定电路形式（1）36V可调选可调式三端稳压器CW317 其特性参数： Vo=1.2V37V，Iomax=1.5A， 最小输入、输出电压差(Vi-Vo)min=3V 最大输入、输出压差(Vi-Vo)max=40V （2）得到12V，选用7812和CW7912,7812 最大输入电压35V，输出电压12V, Iomax=1A 7912最大输入电压35V，输出电压-12V, Iomax=1A,7,选电源变压器,对于LM317： Vomax+(Vi-Vo)minViVomin+(Vi-Vo)max 6V+3VVi3V+40V，9VVi43V 副边电压V2Vimin/1.1=9/1.1V，取V2=9V， 副边电流I2Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2I2V2=9W，查表可得变压器的效率 =0.6 则原边输入功率P1P2/=15W。 对于78、79系列：15+(35)VVi15V+35V 副边电压V2Vimin/1.1=18/1.1V，取V2=17V， 副边电流I2Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2I2*V2=17W，查表可得变压器的效率 =0.7 P1P2/=24W 综上两路考虑，为留有余地，选功率为30W的电源变压器。,8,滤波电容的选择,滤波电容C可由纹波电压VOP-P和稳压系数SV确定 已知VO=15V，Vi=18V， VOP-P=5mV， SV 510， 由式,取C=1000uF t为电容C的放电时间，t=T/2=0.05S 为电容C的放电电流，可取 滤波电容的耐压值应大于,同理对于317，C=1333uF，可取1000uF与470uF并联 耐压值大于,9,选择整流二极管及滤波电容,整流二极管D选1N4001或1N4002 其极限参数为:VRM50V， 满足,如果负载变动频繁，在7815输出也可接-10100的电解容,10,1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端,78系列稳压器外形及接线图,+25V,+12V,注意：输入与输出端 之间的电压不 得低于3V！,11,1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出端,79系列稳压器外形及接线图,-25V,-12V,12,LM317稳压器外形及接线图,1端:可调端 2端:输出端 3端:输入端,13,参考电路1,14,参考电路2,15,LM317中R1和RW的选取,为保证稳压器空载时也能正常工作，要求流过R1 的电流不能太小，一般可取IR1=510mA，故 取R1=240 输出电压 因最大输出电压为6V，所以RW取1K可调即可,16,电路中Ci的作用，抵消线路的电感效应，防止自激 一般为0.1uF0.33uF . CO的作用,滤除输出端的高频信号,改善负载的瞬态响应 一般为0.1uF1uF,17,调试步骤,电源电路由于元件少，线路简单，所以应力求保证连线正确 (1)整流桥，要分清交流输入端和直流输出，否则会引起变压器短路。 (2)三端稳压器要检查三个脚不能接错。78系列和790系列1，2脚连线刚好相反，切忌弄错。 (3)滤波电解电容一定要分清正负极性，否则会产生爆炸。一般是正端接高电位，负载接低电位。,18,2.接通电源后，首先静态几分钟，如无异常，无怪味，方可进入正常测试。否则应断开220V电源，排除故障。 3.电路无故障，测量相应点波形，一般为变压器输出或整流桥输入交流波形及大小，整流滤波输出或稳压器 输入波形及电压大小，最后输出电压大小及纹波电压大小，测量时在额载荷下进行，速度要快。 4.若要观察滤波电容变化对输出影响，可在断开电源后更换. 5. 如果负载变动频繁，在各输出也可接-个10100的电解容,19,测试内容,1、 整流滤波电路测试 按图连接实验电路,并用示波器观察u2和uL波形，,1) 取RL240 ，不加滤波电容，测量直流输出电压UL及纹波电压 L,2) 取RL240 ，C470f ，重复内容1)的要求 3) 取RL120 ，C470f ，重复内容1)的要求,20,注意:每次改接电路时，必须切断电源,21,2. 测量三路稳压电源的输出电压和最大输出电流Iomax,测试方法： 各输出端分别接负载电阻RL，测量各输出电压值VO。 再使RL逐渐减小，直到VO的值下降5，此时流经负载RL的电流即为IOmax (注:记下IOmax后迅速增大RL，以减小稳压电源的功耗)。,22,3. 测量LM317的输出电压可调范围,接入负载RL并调节RL，使输出电流I0200mA。再调节 电位器RW， 测量输出电压可调范围U0minU0max。验证 公式VO1.25(1+Rw/R1),4.测量输出电阻R0 输出电阻R0：当输入电压Ui（指稳压电路输入电压）保持不变，负载电流由空载变化到额定电流时,而引起的输出电压变化，即,23,测量方法:,分别改变三路输出端的负载电阻，测量相应的V0 值,计算出R0 +15v输出 -15V输出 36V输出,24,5. 测量输出纹波电压 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或峰峰值 测量方法: 第一路+15V:取U015V，I0100mA ，用示波器测量输出电压U0纹波的峰峰值及波形 第二路-15V:取U0 -15V， I0 100mA ，用示波器测量输出电压U0纹波的峰峰值及波形 第三路36V:取U0 5V， I0 200mA ，用示波器测量输出电压U0纹波的峰峰值及波形,25,6. 稳压系数Sv的测量 测试过程是：先调节自耦变压器使输入电压增加10，即242V，测量此时对应的输出电压；再调节自耦变压器使输入电压减少10，即198V，测量这时的输出电压，然后再测出=220V时对应的输出电压则稳压系数,26,实验报告要求 任务与要求 设计思路 各单元电路参数选取 整理实验数据，根据实验结果验证相对应的公式。 列表比较实验内容中几种稳压电路的特点及主要性能指标。 总结实验过程中出现的问题及解决办法。 仿真电路图,电子线路设计.实验.测试,27,附:CW7800系列三端集成稳压器部分主要参数,