电路(EDA)实训 直流稳压电源
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直流稳压电源实验报告1. 实验目的本次实验的目的是学习直流稳压电源的基本原理和操作方法,掌握使用稳压电源进行电子电路和元器件实验的基本技能。
通过实践操作,加深对电源的了解,提高实验操作能力。
2. 实验器材直流稳压电源、万用表、电阻、LED等元器件。
3. 实验原理稳压电源是用于提供稳定、可靠、定量输出电压的电源设备。
其基本原理是利用反馈控制电路,使输出电压保持在恒定的范围内,从而实现稳压。
直流稳压电源的输出电压为直流电压。
稳压电源的电路一般采用集成电路、管路电路和变压器电路等。
其中,集成电路稳压电源具有体积小、重量轻、性能可靠等优点,被大量应用于各种电子电路中。
4. 实验步骤(1) 接线:将稳压电源插头插入插座,连接万用表,接入实验电路。
(2) 调整输出电压:将电源开关调整为ON,调整电压旋钮,使输出电压达到预定值。
(3) 测量输出电压:用万用表测量输出电压,检查输出电压是否稳定。
(4) 调整负载电流:通过连接不同负载电路,调整负载电流,观察输出电压对负载电流的响应情况。
(5) 测量稳压电源的线性调整范围:通过改变电源输出电压,测量稳压电源具有稳定电压范围的最大和最小值。
(6) 实验结束:将电源开关调整为OFF,拔出稳压电源插头,清理实验现场。
5. 实验结果分析在实验过程中,我们可以发现,直流稳压电源在连接不同的负载电路时,输出电压具有一定的变化,但整体上保持稳定。
而当我们调整电源输出电压时,输出电压稳定在预定值范围内,并具有较强的线性调整能力。
此外,在实验操作过程中,我们还需要注意电源参数调整和电路的安全使用。
比如,应尽量避免超负荷使用电源,以及注意电源输出端的极性等。
6. 实验总结通过本次实验,我们深入了解了直流稳压电源的基本原理和操作方法,掌握了使用稳压电源进行电子电路和元器件实验的基本技能。
此外,我们还注意到,在实验操作过程中,电源参数调整和电路的安全使用尤其重要。
通过实践操作,我们加深了对电源的了解,提高实验操作能力,为今后的电子技术学习和应用奠定了基础。
一、引言随着电子技术的飞速发展,直流稳压电路在各类电子设备中扮演着至关重要的角色。
本实训报告旨在通过搭建直流稳压电路,了解其工作原理,掌握电路的组装、调试方法,并分析电路性能。
二、实训目的1. 理解直流稳压电路的工作原理。
2. 掌握直流稳压电路的组装和调试方法。
3. 分析电路性能,提高电路设计能力。
三、实训原理直流稳压电路主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
1. 电源变压器:将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压。
2. 整流电路:利用单向导电元件,将交流电变换成脉动的直流电。
3. 滤波电路:滤除整流电路输出电压中的交流成分,得到平滑的直流电压。
4. 稳压电路:使输出的直流电压稳定,不随交流电压和负载的变化而变化。
四、实训器材1. 电源变压器:220V/12V2. 二极管:4只(1N4007)3. 滤波电容:2200μF/25V4. 电阻:R1(100Ω)、R2(1kΩ)、R3(10kΩ)5. 稳压集成电路:LM78056. 测量仪表:万用表五、实训步骤1. 搭建电路:按照电路图连接电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
2. 调试电路:用万用表测量电路输出电压,调整R2的阻值,使输出电压达到所需值。
3. 性能测试:观察电路输出电压的稳定性,测量输出电压随负载变化的幅度。
六、实训结果与分析1. 电路输出电压:经过调试,电路输出电压稳定在5V左右。
2. 电路稳定性:在负载变化的情况下,输出电压波动较小,说明电路稳定性较好。
3. 电路效率:电路效率较高,损耗较小。
七、总结通过本次实训,我们掌握了直流稳压电路的组装、调试方法,了解了电路的工作原理,提高了电路设计能力。
在实际应用中,我们需要根据具体需求选择合适的电路元件和参数,以满足电路性能要求。
八、展望随着电子技术的不断发展,直流稳压电路在各类电子设备中的应用越来越广泛。
未来,我们可以进一步研究新型稳压电路,提高电路性能,降低能耗,为电子设备提供更稳定的电源。
第1篇一、实验目的1. 了解直流稳压电源的工作原理和设计方法。
2. 掌握直流稳压电源中变压器、整流、滤波和稳压等环节的作用。
3. 学会使用示波器、万用表等实验仪器进行实验测量。
4. 提高电路实验技能和理论联系实际的能力。
二、实验原理直流稳压电源是将交流电源(如市电220V)转换成稳定直流电压的装置。
其基本组成包括变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
1. 变压器:将220V交流电压降压至整流电路所需的电压。
2. 整流电路:利用二极管的单向导电性,将交流电压转换为脉动直流电压。
3. 滤波电路:通过滤波电容将脉动直流电压中的纹波滤除,得到较为平滑的直流电压。
4. 稳压电路:通过稳压器件(如稳压二极管、集成稳压器等)使输出电压稳定。
三、实验仪器与器材1. 变压器:1台2. 整流二极管:4只3. 滤波电容:1只4. 集成稳压器:1块5. 电阻:若干6. 交流电源:1台7. 直流电源:1台8. 示波器:1台9. 万用表:1台四、实验步骤1. 组装电路:根据实验原理图,将变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器等元件连接成直流稳压电源电路。
2. 连接实验仪器:将直流稳压电源电路与示波器、万用表等实验仪器连接。
3. 测量输入电压:用万用表测量变压器次级输出电压,即整流电路输入电压。
4. 测量输出电压:用万用表测量稳压电路输出端的直流电压。
5. 测试滤波效果:观察滤波电容两端电压波形,分析滤波效果。
6. 调整稳压电路:通过调整集成稳压器的输出电压,观察输出电压的变化。
7. 测量输出纹波电压:用示波器测量稳压电路输出端的纹波电压。
8. 改变负载:在稳压电路输出端接入不同阻值的电阻,观察输出电压和纹波电压的变化。
9. 记录实验数据:将实验过程中测量的数据整理成表格。
五、实验数据与分析1. 输入电压:220V2. 输出电压:15V3. 滤波电容两端电压波形:平滑的直流电压4. 输出纹波电压:小于10mV5. 改变负载时,输出电压和纹波电压变化不大,说明稳压效果良好。
模电实验报告直流稳压电源
您好,关于模拟电路实验报告中的直流稳压电源部分,我们可以提供一些参考内容:
1. 实验目的:
掌握直流稳压电源的基本原理,设计并制作一个稳压电源电路,使用万用表测量电压稳定度及负载调节率,并记录实验数据。
2. 实验原理:
直流稳压电源电路由变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分组成。
变压器主要作用是将市电电压(一般为220V)降压为电路需要的低电压,同时也起到隔离交流电源的作用。
整流滤波电路主要作用是将交流电压转换为直流电压,并通过电容滤波去除交流信号中的纹波。
稳压电路主要作用是稳定输出电压,防止由于负载变化等原因导致输出电压波动。
3. 实验步骤:
a. 按照电路图自行设计一份直流稳压电源电路,并将电路图附在报告中;
b. 根据电路图,选好相应的电器件并进行焊接;
c. 将稳压电路的输出接到万用表上,测量输出电压稳定度及负载调节率;
d. 记录实验数据,并进行分析。
4. 实验数据:
在不同负载下,测得的输出电压及电压稳定度数据如下表所示:
负载电流(mA)输出电压(V)电压稳定度
10 5.00 ±0.01V
50 5.02 ±0.02V
100 5.05 ±0.03V
500 5.01 ±0.04V
由上表数据可以看出,随着负载电流增加,电压略有波动,但稳定度很高,波动范围较小。
5. 实验结论:
本次实验,我们成功设计并制作了一份直流稳压电源电路,并通过测量实验验证了输出电压稳定度较高,波动范围很小的结论。
这对于电子电路的实验和应用有很大的参考价值。
可调直流稳压电源实训报告总结可调直流稳压电源实训报告总结一、引言在电子领域中,直流稳压电源是一个非常重要的设备,它可以为各种电子设备提供稳定的直流电压。
本次实训旨在通过设计和制作一个可调直流稳压电源来加深对这一设备的理解和掌握。
二、实训目标1. 理解直流稳压电源的工作原理和基本组成部分;2. 学会使用相关仪器和工具进行电路设计和组装;3. 掌握调试和测试直流稳压电源的方法。
三、实训过程1. 理论学习:我们学习了直流稳压电源的基本原理,包括负载特性、反馈控制原理等。
通过课堂学习,我们对该设备有了初步的认识,并了解了不同类型的可调直流稳压电源。
2. 选材与设计:根据实训要求,我们选择了合适的元器件和材料,并进行了初步的设计。
我们考虑到输出范围、精度要求以及安全性等因素,在设计过程中充分考虑了这些因素。
3. 组装与焊接:在实际操作中,我们根据设计图纸,进行了元器件的组装和焊接。
这一步骤需要非常仔细和耐心,以确保每个元器件的正确连接和固定。
4. 调试与测试:完成组装后,我们对电路进行了调试和测试。
通过使用万用表和示波器等仪器,我们检查了电路的工作状态,并进行了必要的调整和修正。
四、实训成果1. 设计完成:经过几天的努力,我们成功地设计并制作出一个可调直流稳压电源。
该电源具有稳定的输出电压范围,并能够满足预期的精度要求。
2. 良好的负载特性:经过测试,我们发现该电源具有良好的负载特性。
在不同负载条件下,输出电压基本保持稳定,并且在额定负载下也能够提供足够的电流。
3. 安全性能良好:在设计过程中,我们充分考虑了安全性因素,并采取了相应措施。
通过合理选择元器件和进行正确焊接,确保了电路的安全可靠性。
五、实训心得通过这次实训,我深刻认识到直流稳压电源在电子领域中的重要性。
通过亲自设计和制作,我对其工作原理和组成部分有了更深入的理解。
同时,我也学会了使用相关仪器和工具进行电路设计和组装,并掌握了调试和测试的方法。
一、引言直流稳压电源在现代电子技术中扮演着至关重要的角色,它为各种电子设备提供稳定的直流电源,确保设备正常运行。
本实训报告旨在通过实际操作,使学生对直流稳压电源的原理、设计、制作和调试有一个全面的理解。
二、实训任务和目的1. 实训任务:- 理解直流稳压电源的工作原理。
- 学习直流稳压电源的设计方法。
- 实际制作一个简单的直流稳压电源。
- 对所制作的稳压电源进行调试和测试。
2. 实训目的:- 培养学生动手实践能力。
- 增强学生对电子电路的理解。
- 提高学生对电路设计、调试和测试的能力。
三、实验仪器与设备- 直流稳压电源- 万用表- 电烙铁- 电路板- 常用电子元件(电阻、电容、二极管、三极管等)- 螺丝刀- 钳子- 剪线钳四、实训内容1. 理论学习:- 了解直流稳压电源的基本概念和分类。
- 学习电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路的工作原理。
- 熟悉常用电子元件的特性。
2. 安装与调试:- 根据设计图纸,将元件焊接在电路板上。
- 组装电路,连接好各个元件。
- 对电路进行调试,确保电路正常工作。
3. 绘制PCB图:- 使用Protel99se等软件绘制电路原理图和PCB图。
- 将PCB图输出,制作成电路板。
4. 稳压电源测试:- 使用万用表测试稳压电源的输出电压和输出电流。
- 分析测试结果,判断稳压电源的性能。
五、实训步骤1. 准备阶段:- 收集实验所需材料。
- 学习直流稳压电源的相关理论知识。
2. 设计阶段:- 根据实际需求,确定稳压电源的输出电压和输出电流。
- 选择合适的变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
- 绘制电路原理图。
3. 制作阶段:- 将元件焊接在电路板上。
- 组装电路,连接好各个元件。
4. 调试阶段:- 对电路进行调试,确保电路正常工作。
- 调整稳压电路,使输出电压稳定。
5. 测试阶段:- 使用万用表测试稳压电源的输出电压和输出电流。
- 分析测试结果,判断稳压电源的性能。
六、实训总结通过本次实训,我们掌握了直流稳压电源的设计、制作和调试方法。
直流稳压电源实训报告一、实验目的。
本次实训的目的是通过设计和制作直流稳压电源,加深对电路原理和电子元器件的理解,掌握电源电路的设计和调试方法,提高实际操作能力。
二、实验原理。
直流稳压电源是将交流电源转换为稳定的直流电压输出的电路,通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等部分组成。
其中,整流电路将交流电转换为脉动的直流电,滤波电路将脉动的直流电转换为平稳的直流电,稳压电路则能够保持输出电压的稳定性。
三、实验内容。
1. 利用变压器将交流电转换为低压交流电;2. 通过整流电路将低压交流电转换为脉动的直流电;3. 利用滤波电路将脉动的直流电转换为平稳的直流电;4. 使用稳压电路实现对输出电压的稳定控制。
四、实验步骤。
1. 按照电路图连接变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路;2. 调试整流电路,观察波形并调整参数使得输出电压为脉动的直流电;3. 调试滤波电路,观察波形并调整参数使得输出电压为平稳的直流电;4. 调试稳压电路,观察输出电压的稳定性并调整参数使得输出电压保持稳定。
五、实验结果与分析。
经过调试,我们成功设计并制作了一台直流稳压电源。
在实验中,我们发现整流电路的参数对输出波形的影响较大,需要仔细调试以获得理想的输出波形;滤波电路的参数则主要影响输出电压的稳定性,需要根据实际需要进行调整;稳压电路的设计对输出电压的稳定性起到关键作用,需要根据实际需求进行合理设计。
六、实验总结。
通过本次实训,我们深入理解了直流稳压电源的原理和设计方法,掌握了电源电路的调试技巧,提高了实际操作能力。
在今后的学习和工作中,我们将能够更加熟练地设计和制作各种电源电路,为电子技术应用提供更加可靠的支持。
七、参考文献。
1. 《电子技术基础》。
2. 《电路原理与应用》。
3. 《电子电路设计手册》。
以上就是本次直流稳压电源实训的报告内容,谢谢阅读!。
直流稳压电源实训报告一、实训目的本次实训的目的是通过搭建直流稳压电源电路,掌握直流稳压电源的工作原理和调试方法,提高学生的实际动手能力和电路调试能力。
二、实训内容1. 实训所需材料和工具(1)材料:稳压管、电阻、二极管、电解电容、电位器、开关、LED指示灯、电源插座、电源线、PCB板等。
(2)工具:电烙铁、镊子、剪线钳、万用表、示波器等。
2. 实训步骤(1)根据电路原理图,将所需元器件焊接到PCB板上,注意焊接的顺序和方式。
(2)检查焊接是否正确,是否有短路和断路现象。
(3)接通电源,调试电位器和开关,观察LED指示灯的亮灭情况。
(4)使用万用表和示波器检测电路的输出电压波形和稳定性。
三、实训原理直流稳压电源是将交流电转换为稳定的直流电,并且能够在负载变化和输入电压波动时,保持输出电压的稳定性。
其主要原理是通过稳压管和反馈电路来实现。
四、实训总结通过本次实训,我掌握了直流稳压电源的基本原理和调试方法,提高了我的动手能力和电路调试能力。
在实训过程中,我遇到了焊接不牢固、元器件损坏、电路接线错误等问题,但通过认真检查和耐心调试,最终顺利完成了直流稳压电源的搭建和调试。
五、实训感想本次实训让我深刻体会到了理论联系实际的重要性,通过动手操作,我对直流稳压电源的工作原理和调试方法有了更加深入的理解。
同时,实训也锻炼了我的耐心和细心,让我在遇到问题时能够冷静分析并找到解决方法。
希望今后能够继续加强实际操作,不断提高自己的实践能力。
六、实训展望在今后的学习和工作中,我将继续深入学习电子电路原理和调试技术,不断提高自己的实际动手能力和解决问题的能力。
希望通过不断的实践和学习,成为一名优秀的电子工程师,为电子行业的发展贡献自己的力量。
综上所述,本次直流稳压电源实训让我受益匪浅,通过实际动手搭建和调试电路,我对直流稳压电源有了更深入的了解,也提高了自己的实际操作能力和问题解决能力。
希望今后能够继续努力,不断提升自己的专业水平。
一、实训目的通过本次直流稳压电流实训,使学生掌握直流稳压电源的组成、工作原理及调试方法,提高学生对电子电路分析和设计的能力,同时培养学生严谨的实验态度和良好的实验操作技能。
二、实训器材1. 直流稳压电源2. 电压表3. 电流表4. 稳压二极管5. 电阻6. 电容7. 连接线8. 电路板9. 电源适配器三、实训内容1. 直流稳压电源的组成及工作原理2. 直流稳压电源的调试方法3. 直流稳压电源的性能测试四、实训步骤1. 直流稳压电源的组成及工作原理(1)首先,了解直流稳压电源的组成,包括整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路。
(2)然后,学习直流稳压电源的工作原理,即整流电路将交流电转换为直流电,滤波电路去除直流电中的纹波,稳压电路保证输出电压的稳定性,保护电路防止电路过载或短路。
2. 直流稳压电源的调试方法(1)按照电路图连接电路,确保各元件连接正确。
(2)检查电源适配器输出电压是否符合要求。
(3)调整稳压电路中的相关元件,如稳压二极管、电阻等,使输出电压达到设定值。
(4)观察电压表和电流表,确保输出电压和电流稳定。
3. 直流稳压电源的性能测试(1)在输出端接入不同负载,观察电压和电流的变化,验证稳压电源的稳压性能。
(2)测试稳压电源的负载能力,即在不同负载下,输出电压和电流的变化。
(3)测试稳压电源的纹波抑制能力,即输出电压的纹波值。
五、实训结果与分析1. 直流稳压电源的组成及工作原理通过本次实训,我们了解了直流稳压电源的组成和工作原理,掌握了整流、滤波、稳压和保护电路的作用。
2. 直流稳压电源的调试方法在实训过程中,我们按照电路图连接电路,调整稳压电路中的相关元件,使输出电压达到设定值。
通过观察电压表和电流表,我们确保了输出电压和电流的稳定性。
3. 直流稳压电源的性能测试在测试过程中,我们观察到在不同负载下,输出电压和电流基本稳定,纹波值较小。
这表明我们所设计的直流稳压电源具有良好的稳压性能和纹波抑制能力。
模电课程设计直流稳压电源实训报告(一)模电课程设计直流稳压电源实训报告概述本次实训是电子信息工程专业课程“模拟电子技术”设计实践环节之一。
主要目的是让学生通过设计并制作直流稳压电源,加深对模拟电路原理的理解,并掌握电路设计与实际制作的能力。
实验过程设计1.根据要求,确定电源的输出电压、输出电流等参数。
本次实验要求输出电压为5V,输出电流为1A。
2.根据输出电压和电流计算电源的功率。
P = V × I = 5V × 1A= 5W。
3.根据功率选择合适的变压器和二极管,计算所需电容的容量。
在本次实验中,选择5V、2A的变压器和1N4007二极管,计算电容可得:C = I × τ/ΔV = 1A × 0.02s/0.5V = 40uF。
4.根据电容的容量选择合适的电容,并确定前级稳压二极管和后级稳压三端稳压器型号。
本次实验选择4700uF的20V电容,前级稳压二极管选择1N5817,后级稳压三端稳压器选择LM7805。
5.根据所选元器件的参数和数据手册,绘制电路图和PCB布局图。
制作1.根据PCB布局图,在铜板上用喷锡机喷上底部铜皮。
2.根据电路图使用光刻出铜盐膜线路图。
刻蚀后得到铜盐膜PCB板。
3.微风干燥后,在氢氟酸水溶液中脱盐,清洗后得到精美的PCB板。
4.根据电路图逐个安装元器件,注意电解电容、极性电容和稳压二极管等的极性。
5.完成元器件的安装后,进行焊接。
焊接过程中应注意不要使元器件过热,避免烧坏元器件。
6.检查电路连接是否正确,并使用万用表进行电路测试。
实验结论通过本次实验,我们学会了使用电子元器件设计并制作直流稳压电源的方法,并在实际制作上得到了巩固。
同时,我们也加深了对模拟电路原理的理解,为今后的学习和实践奠定了基础。
实验总结本次实际操作中,我们深刻感受到电路设计的重要性。
正确的设计能够避免各种问题的发生,方便后续的制作和测试。
因此,在实际操作中,我们应该注重电路设计的细节,并严格按照电路图进行安装和调试工作。
新疆大学实习(实训)报告实习(实训)名称:电工电子实习(EDA)学院:专业、班级:指导教师:报告人:学号:时间:绪论软件介绍Multisim是加拿大图像交互技术公司(Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
EDA的应用EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。
发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。
一台电子产品的设计过程,从概念的确立,到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计,再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。
EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点,可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。
EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。
美国NI公司(美国国家仪器公司)的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。
而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术(LABVIEW 8)(也是美国NI公司的)可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。
学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。
并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。
极大地提高了学员的学习热情和积极性。
真正的做到了变被动学习为主动学习。
这些在教学活动中已经得到了很好的体现。
还有很重要的一点就是:计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。
1.设计目的1.)通过设计实验,全面掌握电路分析的内容,基本原理和概念2.)掌握元件模型对基本电路进行分析的方法。
3.)通过此实验掌握集成稳压器的基本原理4.)通过集成直流稳压电源的设计,安装和调试,学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源;5.)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
2.所选仪器及设备:1.)计算机一台2.)Multisim2001电路仿真软件3.设计题目1.)根据设计要求确定直流稳压电源的设计方案,计算和选取元件参数。
2.)完成各单元电路和总体电路的设计,并用计算机绘制电路图。
3.)完成电路的安装、调试,使作品能达到预期的技术指标。
4.)给出测试各项技术指标的方法,撰写测试报告。
4.设计内容及步骤4.1 直流稳压电源设计思路(1)电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
(2)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。
(3)脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。
(4)滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。
4.2直流稳压电源原理在电子电路及电子设备中,通常都需要电压稳定的直流电源供电,作为电子电路中必不可少的组成部分,它的作用之一是为各级电路中的三极管提供合适的偏置,其次是作为整个电子电路能量来源。
常见的供电方式有两种,一种是采用干电池、蓄电池或其他形式如光电池等向电路供电,这种供电方式是用化学能或其他形式的能量转化为电能之后,向电路提供能量,其缺陷在于能量的使用要受实际条件(如电池的容量)的限制;另一种是利用电网向电路供电,这种供电方式是把电网的交流电经过降压、整流、滤波和稳压之后,转化为直流电向电路提供能量,其优势在于电网所提供的能量是源源不断的。
小功率稳压电源的组成可以用图1. 1表示,它是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。
图4-2-1 直流稳压电源结构图和稳压过程其中:(1)电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。
(2)整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电压变换成单向脉动电压。
(3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而减小整流电压的脉动程度,以适合负载的需求。
(4)稳压电路:在交流电源电压波动或负载变动时,使输出的直流电压稳定。
在对直流电压的稳定程度要求较低的电路中,稳压环节也可以不要。
4.3 单元模块设计4.3.1变压器模块电源变压器的作用是将电网 220V的交流电压V1变换成整流滤波电路所需要的交流电压V2,变压器副边与原边的功率比P2/ P1= η式中,η为变压器的效率。
一般小型变压器的效率如表4-3-1所示。
表4-3-1 小型变压器的效率通过上表可以算出变压器原边的功率P1。
4.3.2 整流桥模块整流电路的任务是将交流电变换为直流电。
完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用,因此二极管是构成整流电路的关键元件。
管D1~D4接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。
如图4-3-2-1图4-3-2-1 桥式整流电路图4-3-2-2 桥式整流原理在v2的正半周,电流从变压器副边线圈的上端流出,只能经过二极管D1流向R L,再由二极管D3流回变压器,所以D1、D3正向导通,D2、D4反偏截止。
在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。
其电流通路可用图中实线箭头表示。
在v2的负半周,其极性与图示相反,电流从变压器副边线圈的下端流出,只能经过二极管D2流向R L,再由二极管D4流回变压器,所以D1、D3反偏截止,D2、D4正向导通。
电流流过R L时产生的电压极性仍是上正下负,与正半周时相同。
其电流通路如图中虚线箭头所示。
综上所述,桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性,将四个二极管分为两组,根据变压器副边电压的极性分别导通,将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连,负极性端与负载电阻的下端相连,使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
结合上述分析,可得桥式整流电路的工作波形如图4-3-2-24.3.3 滤波电路模块滤波电路及其原理如下图4-3-3-1所示:4-3-3-1 RC滤波电路4-3-3-2 RC滤波电路电容滤波电路中二极管的电流和导通角为了得到平滑的负载电压,一般取R L C>=(3~5)T/2式中T为电源交流电压的周期。
滤波电容的容量可由下式估算:C=I C t/ΔV ip-p式中ΔV ip-p——稳压器输入端纹波电压的峰-峰值;T——电容C放电时间,t=T/2=0.01SI C——电容C放电电流,可取I C=I omax,滤波电容C的耐压值应大于1.4 V24.3.4 稳压管模块随着半导体工艺的发展,稳压电路也制成了集成器件。
由于集成稳压器具有体积小,外接线路简单、工作可靠和通用性等优点,因此在各种电子设备中应用十分普遍,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,应根据设备对直流电源的要求来进行选择。
对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说,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。
常见集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
固定式三端稳压器:常见产品有CW78XX、CW79XX(国产),LM78XX、LM79XX(美国),在使用中不能进行调整。
78XX系列稳压器输出固定的正电压,一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七个档次,输出电流最大可达1.5A(加散热片)。
同类型78M系列稳压器的输出电流为0.5A,78L系列稳压器的输出电流为0.1A。
79XX系列稳压器输出固定的负电压,如7905输出为-5V。
图1为LM7800,LM7900系列的外形和接线图。
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”本实验所用集成稳压器为三端固定正稳压器LM7812,它的主要参数有:输出直流电压U0 =+12V,输出电流 L:0.1A,M:0.5A,电压调整率 10mV/V,输出电阻R0 =0.15Ω,输入电压U I 的范围15~17V。
因为一般U I 要比U0 大3~5V,才能保证集成器工作在线性区。
图1 固定式集成三端稳压器外形及电路符号图2是用三端式稳压器 W7812 构成的单电源电压输出串联型稳压器的实验电路图。
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,在输入端必须接入电容器C3 (数值为0.33μF),以抵消线路的电感效应,防止产生自激振荡。
输出端电容C4 (0.1μF)用以滤除输出端的高频信号,改善电路的暂态响应。
图2 由LM7812构成的串联型稳压电源图3 为正负双输出电路,例如需要U03=+15V ,U04 =-15V ,则可选LM7815和LM7915三端稳压器,这时的U I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 4 是一种简单的输出电压扩展电路。
如LM7812 稳压器的3、2 端间输出电压为12V,因此只要适当选择R的值,使稳压管D Z 工作在稳压区,则输出电压U0 =12+U Z ,可以高于稳压器本身的输出电压。
图 3 正、负双电压输出电路图 4 输出电压扩展电路图5是通过外接晶体管 T 及电阻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U BE 、三端式稳压器的输入电流I1 (近似等于三端稳压器的输出电流I O1)和T的基极电流I B 来决定,即R1 = U BE /I R = U BE /(I1-I B) = U BE /[I O1-(I C/β)]式中:I C 为晶体管 T 的集电极电流,它等于I C = I0 –I O1 ;β为T 的电流放大系数;对于锗管U BE 可按0.3V估算,对于硅管U BE 按0.7V估算。
图 5 输出电流扩展电路可调式三端稳压器:可调式三端稳压器输出连续可调的直流电压。
常见产品有CW317、CW337(国产),LM317、LM337(美国)。