4.2 直流稳压电源的设计
一、实验目的
(1)学习用变压器,整流二极管,滤波电容及集成稳压器设计直流稳压电源。
(2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。 (3)利用仿真软件实验,深入理解整流滤波的原理。
二、实验原理及参考电路
直流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分,它的基本任务是
将电力网交流电压变换为电子设备所需要的稳定的直流电源电压。 1.直流稳压电源的基本原理
直流电源一般由电源变压器,整流,滤波电路及稳压电路组成。基本原理如下图所示
Vi a b c Vo
电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 (1) 电源变压器。电源变压器的作用是将交流电网220V电压变为整流滤波所需的交流电压,变压器副边和原边的功率比为P2/p1=η。式中η为变压器的效率
(2) 整流,滤波电路。整流电路是利用二极管的单向导通性能将变压器次级交流电压Va变为脉动的直流电压Vb再经过滤波电路将脉动直流电压的波纹减小或滤除,使之转变为平滑的直流电压Vc。常用
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的整流滤波电路有半波整流电容滤波电路、全波整流电容滤波电路、桥式整流电容滤波电路、倍压整流电容滤波电路。本次实验采用桥式整流电容滤波电路。
(3) 稳压电路。稳压电路的作用主要是清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压的稳定。稳压电路有晶体管实现的,也有用集成的稳压电路芯片。本实验采用稳压芯片实现电路的设计。常用的稳压集成器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器(均属于电压串联型)。稳压器只有三个引出端子:输入端,输出端和公共端,故称三端式稳压器。 2.稳压电源的性能指标及测试方法
稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入
电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数等。
(1) 最大输出电流:指稳压电源正常工作时能输出的最大电流,用
Iomax表示。一般情况下的工作电流Io?Iomax。稳压电路内部应有
保护电路,以防止Io?Iomax时损坏稳压器。 (2) 输出电压:指稳压电源的输出电压,用Vo表示。
(3) 纹波电压:指叠加在输出电压Vo上的交流分量,一般为mV级,
可将其放大后,用示波器观测其峰峰值ΔVop-p 。也可以用交流电压表测量其有效值ΔV。由于纹波电压不是正弦波,所以用有
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效值衡量存在一定的误差。
(4) 稳压系数:指在负载电流Io、环境温度T不变的情况下,输入
电压的相对变化,即稳压系数为SU??Vo/Vo(Io,T为常数) ?Vo/Vi三、设计步骤
1.半波整流电路 仿真电路图如下:
实验记录如下:
半波整流次级电压有效值 主级输入电压参数 精品文档
半波整流的次级整流前波形