模拟电子技术实验讲义(13)

图10－1 直流稳压电源基本组成框图

（l）电源变压器T的作用是将电网220Ⅴ的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为P2/ P2=η，式中η为变压器的效率。

（2）整流滤波电路 整波滤波电路Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路将脉动直流电压的纹波减小或滤除，输出直流电压U1。常用的整流滤波电路由全波整流滤波、桥式整流滤波、倍压整流滤波电路如图10－2(a)、(b)和(c)。各滤波电容C满足：

RL1C?(3~5)T 2式中T为输人交流信号周期；RL1为整流滤波电路的等效负载电阻。

图10－2几种常见整流滤波电路

（3）稳压电路

采用输出电压连续可调的串联型稳压电源，串联反馈式稳压电路由基准电压源、取样电路、比较放大电路和调整电路四部分组成。在分析这种电路时，要抓住调整电路中的调整管和比较放大电路中的放大器件均工作在线性区这一特点来进行。

基本电路如图10－4所示， R36与BG5组成BG6的基准电压，R41，RW10，R42组成了输出电压取样电路，由于D5的存在，所以BG8发射极的电位是恒定的，通过BG7的控制，使输出电压稳定，RW10是一个可变阻器，调整它就可改变取样值，从而使输出电压也将发生变化。这种电路其输出电压灵活可变，所以在各种电路中被广泛应用。

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图10－4串联型稳压电路

2 稳压电源的性能指标

稳压电源的性能指标分为两种：一种是特性指标，一种是质量指标。测试电路如图10－5所示。

图10－5 稳压电源的性能指标测试电路

（1）特性指标

① 输入电压及其变化范围

② 输出电压Uo及其调节范围Uomax~ Uomin。

③ 额定输出电流Iomax（指电源正常工作时的最大输出电流）以及过流保护值。在测量Uo的基础上，逐渐减小负载RL，直到Uo下降5％，此时负载RL中的电流即为Iomax。

（2）质量指标

① 稳压系数Sr和电压调整率Ku

稳压系数：在负载电流、温度系数不变的情况下，输入电压的变化±10％引起输出电压的相对变化，即

Sr??Uo/Uo

?Ui/Ui电压调整率：输入电压的变化10％引起输出电压的相对变化，即

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Ku??Uo Uo稳压系数Sr和电压调整率Ku说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。

②输出电阻Ro和电流调整率Ki 输出电阻：在输入电压不变的情况下，输出电压的变化量与输出电流变化量之比的绝对值，即

Ro??Uo?Io

电流调整率：输出电流从0变到最大值Iomax时所产生的输出电压相对变化值，即

Ki??Uo Uo输出电阻Ro和电流调整率Ki说明负载电流变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。

③纹波电压

纹波电压是指叠加在输出电压Uo上的交流分量。用示波器观测其峰－峰值。一般为毫伏量级。也可以用交流电压表测量其有效值，但因纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量纹波电压存在一定误差。

三、实验仪器及设备

（1）低频信号发生器 1台 （2）晶体管毫伏表 1台 （3）双踪示波器 1台 （4）双路稳压电源 1台 （5）数字式万用表 l块 （6）微型计算机系统 1套

四、实验内容及步骤

1 测量稳压电源的性能指标

按照电路图10－6接好实验板，检查无误后，接通电源

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图10－6 串联型直流电源电路图

（1）测量稳压电源的输出电压及其调节范围

调节变压器，使变压器输出电压UI为220V，选择适当的负载RL，使稳压电路输出电流IL≈Iomax/2左右。调节取样电阻RW10观察输出电压Uo的变化情况，如果Uo的值能跟随RW10线性变化，说明稳压电路正常工作。否则，检查电路，直至正常工作。测量Uo的最大值Uomax和最小值Uomin，并记录。

（2）测量稳压系数

首先将变压器输出电压UI为220V，调节取样电阻RW10使输出电压为规定值，换上适当的输出电阻RL。调节变压器输出电压UI＝242V，测出此时的稳压电源输出电压Uo1，再调节变压器输出电压UI＝198V，测出此时的稳压电源输出电压Uo2。根据Sr的公式计算。

（3）测量纹波电压

用示波器观测其峰－峰值，并记录。也可用毫伏表测量有效值，但不准确。

2 设计一个直流稳压电源

要求：输入交流电压50Hz、220V；输出直流电压为12V；输出电流0～500mA；电压调整率小于10mV；内阻小于0.1Ω；纹波电压峰－峰值小于5mV。通过计算确定电路参数。用软件仿真，测试其性能参数，并加以改进。

五、思考题

1 采用串联型稳压电路能否使负载电流发生变化时输出电压绝对不变。

2稳压电源输出电压不正常或输出电压不随取样电位器而变，应如何检查才能找出原因。

实验十一 集成稳压电源设计

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—、实验目的

1选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。 2掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

二、实验原理

直流稳压电源的基本原理和直流稳压电源性能指标的测试方法在实验十中已经介绍，集成直流稳压电源与串联型直流稳压电源的稳压电路部分不同，这里选用可调式三端集成稳压器CW317，其参数特性为：Uo＝1.2～37V，Iomax＝1.5A，最小输入输出压差(Ui－Uo）min＝3V，最大输出压差(Ui－Uo）max＝40V。

CW317的外部封装和内部电路框图如图11－1

图11－1 CW317的外部封装和内部电路框图

参考电路如图11－2所示

图11－2用CW317设计直流稳压电源的参考电路】

三、实验仪器及设备

（1）低频信号发生器 1台 （2）晶体管毫伏表 1台

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