试验十整流与稳压.docVIP

3.10 整流与稳压 实验目的 熟悉三端式集成稳压器的主要性能； 掌握变压器变压，桥式整流，电容滤波，三端式集成稳压器稳压的小功率直流稳压源的设计； 学会稳压电源的调试与测量方法。 实验原理 直流稳压电源一般由电源变压器，整流，滤波和稳压电路等四部分组成。 电压变压器是将电网220V的交流电压变为所需要的电压值送入整流电路，整流电路再将交流电压变成脉动的直流电压。滤波电路是将脉动的直流电压的纹波加以滤除，得到平滑的直流电压。稳压电路的作用是当电网电压波动，负载和温度变化时，能维持输出直流电压的稳定。 桥式整流电路 利用二极管的单向导电特性，将交流电压变换为单向脉动直流电的电路，称为整流电路。如图3-10-1所示。 图中，Tr为电源变压器，它将电网交流电压V1变成整流所需的交流电压V2。接成电桥形式的二极管D1~D4为整流元件，也可用整流桥堆代替，原理相同。RL为整流电路的负载电阻，其两端的电压Vo为整流输出电压。 由原理可知，V2的正，负半周都有整流电流流过负载。因此，该电路常又称作全波桥式整流电路。 其整流输出电压的平均值，我们可求出，即 3-10-1 相应地，二极管的平均电流 3-10-2 二极管在截止时所承受的最大反向电压 3-10-3 我们在选用整流二极管时，其最大整流电流和最高反向电压应分别大于以上两式计算出的ID和VRM值。 如果是选择桥堆，我们则应关心最大工作电流和最大反压，反压值计算同上式，但电流是指能提供给负载的最大电流，应高于计算值。 滤波电路 一般较常采用的是电容滤波电路，电路如图3-10-2所示，输出电压波形图反映的是电路稳态时的结果。 从波形图上可以看出，要保持一定的输出电压，或输出纹波较小，其放电时间常数应足够大，要满足关系式 3-10-4 式中T和f为电网电压的周期和频率，频率通常为50Hz。输出电压与输入电压之间一般可取 Vo≈1.2V2 3.集成三端稳压器 集成三端稳压器具有体积小，外围元件少，调整简单，使用、方便且性能好，稳定性高，价格便宜等优点，因而获得越来越广泛的应用。 常见的有固定式和可调式两类集成三端稳压器，内部多以串联型稳压电路为主，加上适当的过流，过热等保护电路。一般固定式较便宜，可调式较贵些，性能也好些，功率相对也较大。 ⑴固定式三端稳压器 主要以7800系列(输出正电压)和7900系列（输出负电压）为多。型号中数字前一般都有字母数位，代表生产厂家或某中标准，后两位通常表示输出电压大小，详细说明可见附录部分。图3-10-3是外形图和电路中表示符号。如散热片后允许功耗7.5w，普通最大输出电流1.5A。 基本应用电路 图3-10-4所示为基本应用电路。具体型号应根据输出电压大小和极性选择。VI和Vo间的压差，即|VI-Vo|≈3~5V。图中C1用于抑制芯片自激，应尽量靠近稳压器管脚；C2用于限制芯片高频带宽，减小高频噪声。 如果对输出要求高，还应接10μ以上的电解电容作滤波用。 扩展应用电路 图3-10-5是正负电压输出型稳压电路。 图3-10-6(a),(b)输出电压扩展电路的两种类型。 对图3-10-6(a)，有 3-10-5 一般选择R1和R2使IR1ID，则Vo可近似表示成 3-10-6 一般ID=5mA,故IR1选50~100mA即可。是稳压器本身输出电压。 图3-10-6(b)中D为保护二极管，其输出电压为 Vo=+Vz 3-10-7 图3-10-7为输出电压可调式稳压电路，其输出电压为 3-10-8 改变Rw，就可调节Vo。 ⑵可调式三端稳压电路 常见产品有LM317,LM337等，国产型号CW317,CW337。后二位数字为17，则为正电压输出，若是37，则为负电压输出。其特点是输出电压可连续可调，调节范围较宽，其电压调整率，负载调整率等指标均优于固定式三端稳压器。图3-10-8为其外形图和电路符号。 图3-10-9为其典型应用电路，可调范围1.2~3.7V，最大输出Io=1.5A(普通型)。