線性電子電路實驗（第3版） 課件 直流穩(wěn)壓電源的設計與應用

直流穩(wěn)壓電源的設計與應用2學時實驗目的了解單相整流、濾波和穩(wěn)壓電路的工作原理。熟悉直流穩(wěn)壓電源電路的設計與調測方法。掌握集成穩(wěn)壓器的特點，會合理選擇和使用。實驗儀器模擬電路實驗箱數(shù)字萬用表交流毫伏表實驗原理直流穩(wěn)壓電源在廣播、電視、電信、計算機等領域應用十分廣泛。它通常由電源變換電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。電源變換電路電源變換電路通常是將220V的工頻交流電源變換成所需的低壓電源，一般由變壓器或阻容分壓電路來完成。實驗原理整流電路整流電路主要是利用二極管正向導通、反向截止的原理，把交流電整流變換成脈動的直流電。整流電路分為半波整流、全波整流和橋式整流。本實驗采用橋式整流，整流后的電壓波形如圖（b）所示。實驗原理濾波電路濾波電路是利用電容和電感的充放電儲能原理，將波動變化大的脈動直流電壓濾波成較平滑的直流電。濾波電路有電容式、電感式、電容電感式、電容電阻式。最簡單的濾波電路就是把一個電容與負載并聯(lián)后接入整流輸出電路。其整流濾波后的電壓波形如圖（c）中所示。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路是直流穩(wěn)壓電源的核心。經過整流濾波后的直流電壓會隨輸入電網(wǎng)電壓的波動或負載的變化而變化，且紋波系數(shù)也較大，必須加入穩(wěn)壓電路才能輸出穩(wěn)定的直流電壓。穩(wěn)壓電路的輸出波形如圖（d）所示。早期的穩(wěn)壓電路常由穩(wěn)壓管和三極管等組成，由于電路復雜等原因，現(xiàn)已很少使用。集成穩(wěn)壓器因具有體積小、成本低、性能穩(wěn)定、外電路簡單等優(yōu)點，現(xiàn)已得到廣泛應用。實驗原理整流、濾波、穩(wěn)壓電路的輸出波形實驗原理集成穩(wěn)壓器介紹固定正電壓輸出：7800系列；固定負電壓輸出：7900系列；可調正電壓輸出：117／217／317系列；可調負電壓輸出：137／237／337系列；

典型集成穩(wěn)壓器的主要技術指標見書后附錄示。實驗原理TO-220封裝的集成穩(wěn)壓器管腳位置功能圖集成穩(wěn)壓器介紹實驗原理設計任務根據(jù)模擬電路實驗箱中提供的元器件，分別用穩(wěn)壓芯片CW7812和CW317搭建一個直流穩(wěn)壓電源電路。具體要求如下：CW7812組成的直流穩(wěn)壓電源電路輸出電壓為12V；CW317組成的直流穩(wěn)壓電源電路輸出電壓范圍在5-18V之間可調。注意：CW7812和CW317

特性參數(shù)見書后附錄。設計方法由CW7812組成的直流穩(wěn)壓電源參考電路設計方法電路工作過程：由變壓器TD組成電源變換電路，將輸入220V的工頻電源變換成16.5V左右的低壓交流電V2。然后由二極管VD1～VD4組成橋式整流電路將V2的交流電整流為直流電VI，C1-C3組成濾波電路。C1為低頻濾波，C2、C3為高頻濾波，二極管VD5為保護集成穩(wěn)壓器CW7812而加，以防CW7812的輸入與輸出端接錯而燒壞穩(wěn)壓器。CW7812能使整個穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的12V±0.6V直流電壓。RL為負載電阻。設計方法由CW317組成的直流穩(wěn)壓電源參考電路設計方法電路工作過程：由變壓器TD組成電源變換電路，將輸入220V的工頻電源變換成16.5V左右的低壓交流電V2，然后由二極管VD1～VD4組成橋式整流電路將V2的交流電整流為直流電VI，C1-C4組成濾波電路。二極管VD5為保護集成穩(wěn)壓器CW317而加，以防CW317的輸入與輸出端接錯而燒壞穩(wěn)壓器。RL為負載電阻。CW317輸出電壓為VO=1.25[1+(RP+R2)/R1]。實驗內容正確組裝CW7812組成的直流穩(wěn)壓電源電路。測量參數(shù)的記錄。交流電壓直流電壓紋波電壓電流V2VIVOLVOV′IV′′IV′OLV′′OLVI~VOL~IOL根據(jù)測量結果，計算輸出電阻、電流調整率、穩(wěn)壓系數(shù)、紋波系數(shù)和紋波抑制比。實驗內容正確組裝CW317組成的直流穩(wěn)壓電源電路。調節(jié)電位器RP，記錄輸出電壓最大和最小值。調節(jié)輸出電壓10V左右，記錄測量參數(shù)。計算輸出電阻、電流調整率、穩(wěn)壓系數(shù)、紋波系數(shù)和紋波抑制比。交流電壓直流電壓紋波電壓電流V2VIVOLVOV′IV′′IV′OLV′′OLVI~VOL~IOL誤差分析分析兩個電路實測輸出電壓值與理論計算輸出電壓值之間的相對誤差，并記錄在實驗報告中。注意事項要求本實驗輸入電壓為220V的單相交流強電，實驗時必須時刻注意人身和設備安全。接線時必須十分認真、仔細、反復檢查、確認組裝和連接正確無誤后才能通電測試。注意事項要求變壓器的輸出端、整流電路和穩(wěn)壓器的輸出端都絕不允許短路，以免燒壞元器件。不可用萬用表的電流檔和歐姆檔測電壓，當某項內容測試完畢后，必須將萬用表置于交流電壓最大量程。實驗完成后，必須在關掉電源之后才能拆除接線。電解電容有正負極之分，不可接錯。負載電阻

必須用大功率電阻（8W），絕不能用小功率電阻，否則將燒壞負載電阻。穩(wěn)壓器參數(shù)

型號參數(shù)名稱/單位CW7805CW7812CW7912CW317輸入電壓/V+10+19

-19≤40輸出電壓范圍/V+4.75～+5.25+11.4～+12.6

-11.4～-12.6+1.2～+37最小輸入電壓/V+7+14

-14+3≤Vi-Vo≤+40電壓調整率/mV+3+3+30.02%/V最大輸出電流/A加散熱片可達1A1.5實驗報告要求明確實驗目的。列表指明所用儀器名稱、型號以及功能等。簡述二極管導電性能判別的實驗原理。列表整理二極管的測試結果，并對其導電性能好壞（按好、一般、差三種情況）作出判斷。畫出完整、正確、清晰的直流穩(wěn)壓電源實驗電路。簡述直流穩(wěn)壓電源實驗電路組成及工作原理。整理各項實驗數(shù)據(jù)和內容，計算出有關結果。完成思考題。寫出實驗總結體會以及進行必要