直流稳压电源的调试

ui
uo
ui
R
uo 不变
R
集成稳压电源
随着半导体工艺的发展， 随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应 用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高， 用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高， 使用灵活，价格低廉等优点。 使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电 源只有输入，输出和公共引出端， 源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集 成稳压器。 成稳压器。 本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳压 系列三端集成稳压 本节主要介绍常用的 系列 其内部也是串联型晶体管稳压电路。 器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。 该组件的外形如下图， 该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普 通功率管的外壳内， 通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护 环节。 环节。
型号后XX两位数字代表输出电压值 注：型号后 两位数字代表输出电压值 输出电压额定电压值有: 输出电压额定电压值有 5V、9V、12V 、18V、 24V等 。 、 、 、 等
应用电路
输出为固定电压的电路
输出为固定正压时的接法如图所示。 1
+
W7800
2 CI Co
3
+
UI
_
Uo
_
W7800系列稳压器 基本接线图 系列稳压器 注意：输入与输出端之间的电压不得低于 ！ 注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！
稳压电源
单极性稳压电路
双极性稳压电路
操作（按书中训练内容要求做） 注意事项： 注意事项： 1、电源线的安全使用。 、电源线的安全使用。 2、顺序连线，避免交叉。 、顺序连线，避免交叉。 3、稳压块接线。 、稳压块接线。 4、负载均为1K 、负载均为 5、示波器的使用 、 1）选DC 2）如何测纹波 3）如何记录数据 ） ） ） 注意： 注意：整流后波形的记录要对应 ui一个完整周期
稳压
作用： 作用 ： 使电网电压和负载在一定范围内发生变 化时，输出电压保持不变。 化时，输出电压保持不变。 原因： 电网电压波动，整流、 原因：1) 电网电压波动，整流、滤波输出的直 流电压是不稳定的。 流电压是不稳定的。 2)负载的变动也会使直流电源的输出电压 负载的变动也会使直流电源的输出电压 变化。 变化。 集成稳压电路： 集成稳压电路：78xx、79xx 、 LM7805
电容滤波电路的特点
有关。 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。 RLC 愈大→ 电容器放电愈慢 → Uo(平均值 愈大 愈大→ 平均值)愈大 平均值
T 一般取τ = RL C ≥ (3 − 5) (T:电源电压的周期 电源电压的周期) 电源电压的周期 d 2 近似估算:U 近似估算 o=1.2U2。
输出正负电压的电路
+ 1 CI UI _ 2 CI 1 W79XX CO 3 _ UO W78XX 2 CO 3 + UO
正负电压同时输出电路
ERL U0 = RS + RL
当RS≤RL时，UO≈E，当RS与RL可比时 ，UO变化较大 ， 即不稳压。 即不稳压。
注意：使用电源时，所接负载不能超过允许值！
2
思考题
• 直流稳压电源的基本原理是什么？每个过 程所用主要元件的特性是什么？ • 比较全波整流与桥式整流的区别。 • 说明滤波电路中滤波电容的选取原则。 • 使用示波器如何观察大直流电平上叠加的 小纹波？ • 桥式整流电路中，如果一只二极管接反， 会造成什么结果？
作业
要求： 写完整的的训练报告 1）训练目的 2）训练器材 3）操作步骤及方法 4）数据记录 5）数据分析 6）思考题 7）建议与意见。
u2<0 时 D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: 电流通路 B → D2→ RL→D4→A
输出是脉动的直流电压！ 输出是脉动的直流电压！
uo
ωt
滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
滤波电路的结构特点: 并联。 滤波电路的结构特点 电容与负载 RL 并联。 原理：利用储能元件电容两端的电压不能突变 原理：利用储能元件电容两端的电压不能突变 电容 的特性, 的特性 滤掉整流电路输出电压中的交流 成份，保留其直流成份， 成份，保留其直流成份，达到平滑输出电 压波形的目的。 压波形的目的。
1. RL未接入时(忽略整流电路内阻 （空载） 忽略整流电路内阻)（ 未接入时 忽略整流电路内阻 空载） u2
设t1时刻接 通电源 整流电路为 电容充电 t1 uo 充电结束
没有电容 D1 D3 b C D2 + – S uo RL
2. RL接入（且RLC较大）（带负载）时 (忽略整流电路内阻 接入（ 较大） 带负载） 忽略整流电路内阻) 较大 忽略整流电路内阻 u2 电容通过R 放电， 电容通过 L放电， 在整流电路电压小 t 于电容电压时， 于电容电压时，二 极管截止， 极管截止，整流电 uo 路不为电容充电， 路不为电容充电， 会逐渐下降。 uo会逐渐下降。 t
uo u o
ωt
b (2) 二极管上承受的最高电压：U RM 二极管上承受的最高电压：
= 2U 2
单相全波整流电路的工作原理
T u1 a u2 u2 b D2 D1 iL uo (2) 二极管上承受的 最高电压： 最高电压： (1) 输出电压波形： 输出电压波形： uo
RL
ωt
U RM = 2 2U2
电源的种类 电源 电压源 电流源 电源 交流：交变电流（交替过零） 直流：稳恒直流 流
U
变化的直
0
t
直流稳压电源的组成和功能(稳压过程 直流稳压电源的组成和功能 稳压过程) 稳压过程
u1 变压 u2 整 流 电 路 滤 u3 波 电 路 u4 稳 压 电 路 uo
• 电源变压器: 将交流电网电压 1变为合适的交流 电源变压器 将交流电网电压u 电压u 电压 2。 • 整流电路 将交流电压 2变为脉动的直流电压 3。 整流电路: 将交流电压u 变为脉动的直流电压u • 滤波电路 将脉动直流电压 3转变为平滑的直流 滤波电路: 将脉动直流电压u 电压u 电压 4。 • 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持 压电路 清除电网波动及负载变化的影响 保持 输出电压u 的稳定。 输出电压 o的稳定。
单相半波整流电路的工作原理
T u1 D a u2 iL RL uo u2 >0 时，二极管导通 忽略二极管正向压降 uo=u2
b T u1 D a u2 iL=0 RL uo u2<0时，二极管 时 截止,输出电流 输出电流为 截止 输出电流为0 uo=0
b
T u1
D a iL u2 RL (1) 输出电压波形： 输出电压波形：
电容滤波电路
滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。 其电路如图所示。 a u1 u1 u2 D4 D1 D3 b C D2 + – S uo RL
桥式整流电容滤波电路
a u1 u1 u2 D4 D1 D3 b C D2 + – S uo RL
训练内容
1． 测整流及滤波电路输出电压 ． Ta 1)半波整流电路 半波整流电路
及滤波(空载、 及滤波 空载、 空载 带负载) 带负载
D
＋
u
1
u
2
RL
u
o
100uf
b
2)全波整流电路 全波整流电路 及滤波(空载 空载、 及滤波 空载、 带负载) 带负载
18 V ~220 V 18V R 1kΩ
＋
100uf
1
2
3
1端: 输入端 端 2端: 公共端 端 3端: 输出端 端
1
2
3
1端: 公共端 端 2端: 输入端 端 3端: 输出端 端
LM7800系列稳压器外形 系列稳压器外形
LM7900系列稳压器外形 系列稳压器外形
集成稳压电源的分类
可调式 三端集成 稳压器 固定式 负稳压W79XX 负稳压 正稳压W78XX 正稳压
全波整流与桥式整流的区别
整流方式 全波整流 桥式整流 变压器制作 复杂 简单 能源利用率 低 高 二极管承受反压 大 小 成本 高 低
滤波电容的选取 1）耐压值 2）容量 C大有利于减小纹波，但C太大
duc i=c 更大，容易烧坏器件 dt 3）RC的选取 τ = R C ≥ (3 − 5) T d L
训练内容
3)桥式整流电路及滤波 空载、带负载 桥式整流电路及滤波(空载 带负载) 桥式整流电路及滤波 空载、
T u1 D4 u2 D3 D2 D1 RL uo
桥堆
训练内容
3．稳压电路 ．
1)单极性稳压电路 单极性稳压电路 按图9－12连接电路。不接负载电阻R，用示波器分别 按图 － 连接电路。不接负载电阻 ， 连接电路 观察并记录C1两端和 两端电压波形， 两端和C2两端电压波形 观察并记录 两端和 两端电压波形，比较稳压前和 稳压后的电压波形。将负载电阻R并接在电容 两端， 并接在电容C2两端 稳压后的电压波形。将负载电阻 并接在电容 两端， 用示波器分别C1两端和 两端电压波形。 两端和C2两端电压波形 用示波器分别 两端和 两端电压波形。 2)双极性稳压电路 双极性稳压电路 按图9－ 连接电路 连接电路， 按图 －13连接电路，用示波器分别观察并记录图中四 个电容两端的电压波形。 个电容两端的电压波形。
单相桥式整流电路的工作原理
T u1
+
D4 u2 D3 D2 D1 RL uo
桥式整流电路
u2正半周时 电流通路
T
u1 D4 u2 D3 D2 D1 RL
u0
+
桥式整流电路
u2负半周时 电流通路
桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
A D4 u2 B
u2
ωt
D1 D3 D2
RL uo
u2>0 时 D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: 电流通路 A → D1→ RL→D3→B
负载：将电能转化为其它形式的能量，或对信号进 行处理 变压器：变压器是一种电磁能量转换装置，变压器 初级电压U1与次级电压U2之比等于初级线圈匝数n1 和次级线圈匝数n2之比。
u1 n1 = u2 n2
是否可以使用电阻分压？为什么？ 是否可以使用电阻分压？为什么？
整流电路
整流电路的任务： 整流电路的任务：利用二极管的单向导电性把交流电 能转变为直流电能的过程， 能转变为直流电能的过程，其输出 是单向的脉动电压 常见的小功率整流电路，有单相半波、 常见的小功率整流电路，有单相半波、全波和桥式 整流等。 整流等。 为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理， 为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
直流稳压电源的调试
训练目的 1．建立对稳压电源的基本认识。 2．进一步掌握常用电子仪器的使用方法。 直流稳压电源是是把交流信号变换为直流信号的设备
U/V
u/v
220 -220
20 t/ms
变换 5
U/V
9
t t
U/V
-5 -5
t
稳压电源作用：供给系统工作电源，其性能影响系统的 作用： 电源， 作用 精度、 精度、稳定性和可靠性