實驗十一集成穩(wěn)壓器

1、實驗十一 集成穩(wěn)壓器一、 實驗?zāi)康?、研究單相橋式整流、電容濾波電路的特性 2、了解集成三端穩(wěn)壓器的特性和使用方法。 1、 掌握集成穩(wěn)壓器主要性能指標(biāo)的測試方法。二、實驗預(yù)習(xí)與仿真 實驗預(yù)習(xí)1、復(fù)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)（模電部分）中集成穩(wěn)壓電路的有關(guān)內(nèi)容。2、了解相關(guān)章節(jié)的整流、濾波等內(nèi)容3、了解集成穩(wěn)壓器7812的主要技術(shù)參數(shù)。4、設(shè)計實驗思路及自擬實驗數(shù)據(jù)表。實驗仿真在multisim10中繪制實驗電路圖4.11.1，變壓器輸出16v,用示波器觀察橋式整流后的輸出波形，用電壓表的直流與交流分別測量輸出。圖4.11.1橋式整流線路 圖4.11.2橋式整流波形 圖4.11.3輸入電壓圖4.11.3輸出

2、直流測量 圖4.11.4輸出交流測量在multisim10中繪制實驗電路圖4.11.5，變壓器輸出16v，觀察加入濾波電容后的輸出波形與輸出交流、直流測量的電壓，分別觀察濾波電容100和470的情況。圖4.11.5橋式整流和電容濾波線路圖4.11.6橋式整流和電容濾波輸出波形（電容容量100）圖4.11.7濾波電容100時 圖4.11.8濾波電容100時輸出直流 輸出交流圖4.11.9橋式整流和電容濾波輸出波形（電容容量470）圖4.11.7濾波電容470時 圖4.11.8濾波電容470時輸出直流 輸出交流在multisim10中繪制實驗電路圖4.11.9，變壓器輸出16v，觀察加入集成穩(wěn)壓7

3、812后輸出波形及交、直流電壓。圖4.11.9集成穩(wěn)壓電源圖4.11.10集成穩(wěn)壓電源輸出波形圖4.11.11集成穩(wěn)壓電源輸出交、直流電壓三、實驗原理與參考電路 直流穩(wěn)壓電源幾乎是所有電子設(shè)備不可缺少的。它由變壓器、整流器、濾波器和穩(wěn)器四部分組成。穩(wěn)壓器只是直流穩(wěn)壓電源的一部分 圖4.11.12單相橋式整流電路 圖4.11.13單相橋式整流波形1、整流單相橋式整流電路是最基本的整流器，在分析整流電路工作原理時，整流電路中的二極管是作為開關(guān)運用，具有單向?qū)щ娦?。根?jù)圖4.11.12電路圖可知：當(dāng)正半周時二極管d1、d3導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。當(dāng)負(fù)半周時二極管d2、d4導(dǎo)通，在負(fù)載電

4、阻上得到正弦波仍是正半周。流過負(fù)載的平均電流為： 圖4.11.14 橋堆管腳圖2、濾波濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現(xiàn)濾波。電容器c對直流開路，對交流阻抗小，所以c應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。電感器l對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此l 應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。電容濾波電路在負(fù)載電阻上并聯(lián)了一個濾波電容c。若電路處于正半周，二極管d1、d3導(dǎo)通，變壓器次端電壓v2給電容器c 充電。此時c 相當(dāng)于并聯(lián)在v2上，所以輸出波形同v2 ，是正弦形。在剛過90°時，正弦曲線

5、下降的速率很慢。所以剛過90°時二極管仍然導(dǎo)通。在超過90°后的某個點，正弦曲線下降的速率越來越快，當(dāng)剛超過指數(shù)曲線起始放電速率時，二極管關(guān)斷。所以，在t1到t2時刻，二極管導(dǎo)電，充電，vc=vl 按正弦規(guī)律變化；t2到t3時刻二極管關(guān)斷，vc=vl按指數(shù)曲線下降，放電時間常數(shù)為rlc。這就是電容濾波過程。圖4.11.15 濾波波形3、穩(wěn)壓常用的穩(wěn)壓線路：典型的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖圖4.11.16 所示。它由調(diào)整管、放大環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、基準(zhǔn)電壓源幾個部分組成。圖4.11.16串聯(lián)型穩(wěn)壓電路目前，由分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓器幾乎被淘汰，取而代之的是應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓器。集成穩(wěn)壓器具有

6、性能指標(biāo)高，使用、組裝十分方便等特點。其型號較多，如a7800系列是美國仙童公司生產(chǎn)的，lm7800系列是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的。我國生產(chǎn)的型號為cw7800系列。該系列的后兩位數(shù)字代表固定穩(wěn)壓輸出值，如7812表示穩(wěn)壓輸出為+12v；7900系列是負(fù)輸出穩(wěn)壓器，如7912表示穩(wěn)壓輸出為12v。（1）7800系列三端固定正輸出穩(wěn)壓器7800系列的集成穩(wěn)壓器廣泛應(yīng)用于各種整機或電路板電源上。其穩(wěn)定輸出電壓從+5+24有七個檔次；加裝散熱器后輸出額定電流可達(dá)1.5a。穩(wěn)壓器內(nèi)部具有過流、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)電路，一般不會因過載而損壞。如果外部接少量元件還可構(gòu)成可調(diào)式穩(wěn)壓器和恒流源。7800系列集

7、成穩(wěn)壓器的外形圖及外引線排列見圖4.11.17。其典型應(yīng)用電路見圖4.11.18.1231輸入端2輸出端3接地端1. 輸入端2. 接地端3. 輸出端123 （a） （b） 圖4.11.17 7800系列集成穩(wěn)壓器外形及其外引線排列 （a）塑料直插式 （b）金屬菱形封裝式 圖4.11.18 7800系列穩(wěn)壓器典型應(yīng)用電路圖4.11.2所示電路中，c2用于抑制過壓和紋波；c4用于改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。為保證穩(wěn)壓器能正常工作，對輸入直流電壓也有所要求，一般輸入直流電壓應(yīng)比輸出直流電壓高出23v，不宜高出太多，高出太多使穩(wěn)壓器功耗過大，已損壞穩(wěn)壓器。（2）7900系列三端固定負(fù)輸出穩(wěn)壓器7900系列的穩(wěn)壓

8、器與7800系列基本相同，只是輸出的電流較小，加裝散熱器后，輸出額定電流只能達(dá)到500ma左右。7900系列集成穩(wěn)壓器的外形及引線排列見圖4.11.19.1231接地端2輸出端3輸入端1 輸入端2 接地端3 輸出端123 （a） (b)圖4.11.193 7900系列集成穩(wěn)壓器外形及外引線排列 (a) 塑封直插 (b) 金屬菱形封裝2、穩(wěn)壓器的主要參數(shù)及測試方法（1）穩(wěn)壓系數(shù)直流穩(wěn)壓電源可用圖4.11.20所示框圖表示。當(dāng)輸出電流不變（且負(fù)載為確定值）時，輸入電壓變化將引起輸出電壓變化，則輸出電壓相對變化量與輸入電壓相對變化量之比，定義為穩(wěn)定系數(shù)，用表示 = 測量時，如選用直流數(shù)字電壓表，可直

9、接測出當(dāng)輸入電壓增加或減少10%時，其相應(yīng)的輸出電壓、，求出、，并將其中數(shù)值較大的代入表達(dá)式中。顯然，愈小，穩(wěn)壓效果愈好。uiu0rl穩(wěn)壓源ii圖4.11.20 穩(wěn)壓電源框圖（2）輸出電阻 輸入電壓不變，當(dāng)負(fù)載變化是輸出電流增加或減小，回憶起輸出電壓發(fā)生很小變化，則輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比，定義為穩(wěn)壓電源的輸出電阻，用表示。 =式中=（為穩(wěn)定器額定輸出電流，=0）.測量時，令=常數(shù)，用直接測量法（或差值法）分別測出時的和=0時的，求出，即可算出。（3）紋波電壓紋波電壓是指輸出電壓交流分量有效值，一般為毫伏數(shù)量級。測量時，保持輸出電壓和輸出電流為額定值，用交流電壓表直接測量即可。四、實

10、驗內(nèi)容1、 整流濾波電路測試按圖圖4.11.21 連接實驗電路。取可調(diào)工頻電源電壓為16v， 作為整流電路輸入電壓u2。圖4.11.21 整流濾波電路 1) 取rl240 ，不加濾波電容，測量直流輸出電壓ul 及紋波電壓l，并用示波器觀察u2和ul波形，記入表181 。 2) 取rl240 ，c100f ，重復(fù)內(nèi)容1)的要求，記入表4.11.1。3) 取rl120 ，c470f ，重復(fù)內(nèi)容1)的要求，記入表4.11.1。表4.11.1 u216v電 路 形 式ul（v）l（v）ul波形rl=240rl=240c=100µfrl=240c=470µf注意每次改接電路時，必須切

11、斷工頻電源。在觀察輸出電壓ul波形的過程中，“y 軸靈敏度”旋鈕位置調(diào)好以后，不要再變動，否則將無法比較各波形的脈動情況。2、 用差值法測試圖4.11.21穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓系數(shù)。具體線路下圖，測試交流輸入不同時，ui、uo值。表格記錄并計算3、 。測試值計算值u2（v）ui（v）uo（v）s6s12s231416173、測試輸出電阻。 取u216v ，分別去rl，使i0為空載、50ma和100ma，測量相應(yīng)的u0值，測試值計算值i0（ma）u0（v）r0（）空載r012r02350100改變負(fù)載，得出不同的輸出電壓與電流，計算輸出電阻r0。4、測試紋波電壓值。取u216v ，u012v，i0100

12、ma ，測量輸出紋波電壓u0，記錄之。五、實驗報告要求1、記錄測試條件和測試結(jié)果。2、分析、整理實驗結(jié)果，對集成穩(wěn)壓器的性能給與評價六、注意事項雖然集成穩(wěn)壓器的內(nèi)部有很好的保護(hù)電路，但在實際使用中仍會因為使用不當(dāng)而損壞。故應(yīng)特別注意以下幾點：1、 輸入、輸入不能接反，若反接電壓超過7v，將會損壞穩(wěn)壓管。2、 輸入端不能短路，故應(yīng)在輸入、輸出端接一個保護(hù)二極管。3、 防止浮地故障。由于三端穩(wěn)壓器的外殼為公共端，當(dāng)它裝在設(shè)備底板或外機箱上時，迎接上可靠的公共連接線。七、實驗元器件 三端穩(wěn)壓器 cw7815 1片 電阻 300、56、10、1.5各一只 電位器 680 1只；1k 1只 電容 200

13、0f 、200f、100f、0.22f、0.1f各一只；1f 2只feel free to listen to their voices and help the masses solve problems, we were officially opened on may 10 "12345" mayor calls, formulated rules and regulations, equipped with a full-time staff, a 24-hour on-duty system, people to call to receive, reply, a

14、ction, reminders, feedback and so on. by year end, handled the crowd calls 1076, 94.7% feedback rate. by mayor calls active coordination to solve a large number of bears on the immediate interests of the people and issues of great lives, but also for leadership research and decision to collect a lot

15、 of good ideas and suggestions, by all sectors of the community alike. second, start municipal government affairs hall built. on may 11, we built and launched the city-government lobby, were settled in 12 departments, strict implementation of first asking duty system, service system, system of gratu

16、itous, "receiving, internal coordination, head of the window handle, limited time concluded" one-stop service. by the end of today to accept various types of 3,273, originally of up to 100%. running government affairs hall, the convenience of the masses, promoting open government, improve the investment environment and solve their practical problems, and so did a lot of work, masses, serve