直流穩(wěn)壓電路模電實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

1、 理解串聯(lián)穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路的原理。

2、 了解線性穩(wěn)壓芯片7805和LM317的工作原理。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

交流毫伏表 數(shù)字萬(wàn)用表

模擬實(shí)驗(yàn)箱 穩(wěn)壓電源

子板-穩(wěn)壓電源1-串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)板/子板-穩(wěn)壓電源2-集成穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)板

三、實(shí)驗(yàn)電路

圖 12-1 串聯(lián)穩(wěn)壓電路

整流濾波后的電壓是不穩(wěn)定的電壓，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，該電壓都會(huì)產(chǎn)生變化。所以，整流濾波后，還需經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路，才能使輸出電壓在一定的范圍內(nèi)穩(wěn)定不變。在這里我們就用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)壓。由圖12-1可見(jiàn)，該電路采用電壓串聯(lián)反饋穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)整流濾波后的直流電輸入后，經(jīng)過(guò)調(diào)整管T1、T2,由穩(wěn)壓二極管作基準(zhǔn)電壓，R5、R6取樣后經(jīng)T3放大反饋調(diào)整管T1、T2，使輸入電壓波動(dòng)時(shí)輸出電壓能保持穩(wěn)定。

如果將前述的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路全部集成在一塊硅片上，增加過(guò)壓過(guò)流過(guò)熱保護(hù)后加以封裝引出三端引腳，就成了三端集成穩(wěn)壓電源了。正電壓輸出的78××系列，負(fù)電壓輸出的79××系列。其中××表示固定電壓輸出的數(shù)值。如：7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等，指輸出電壓是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。79××系列也與之對(duì)應(yīng)，只不過(guò)是負(fù)電壓輸出。該類(lèi)型的線性穩(wěn)壓芯片外部電路較為簡(jiǎn)單，至少只需兩個(gè)濾波電容電容即可正常工作。

圖 12-3 7805集成穩(wěn)壓電路圖

除固定輸出三端穩(wěn)壓器外，還有一種可調(diào)式三端穩(wěn)壓器，可通過(guò)外接元件使輸出電壓可調(diào)。LM317是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡(jiǎn)單形式，又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。

此外，還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點(diǎn)。LM317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍1.2伏到37伏時(shí)能夠提供超過(guò)1.5安的電流。

圖 12-5 LM317集成穩(wěn)壓電路

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

1、串聯(lián)穩(wěn)壓電路

（1）實(shí)驗(yàn)電路如圖12-1所示，連接實(shí)驗(yàn)箱地線與子板電路地線，并在Vin處輸入+12V 直流電源。

（2）調(diào)整RP2到最小值并逐漸增大，觀察Vo最大值與最小值。

實(shí)驗(yàn)操作- Vin輸入+12V 直流電源調(diào)整RP2使Vo輸出最小值

實(shí)驗(yàn)操作- 調(diào)整RP2使Vo輸出最大值

（3） 關(guān)閉電源 ，斷開(kāi)Vin處的直流電源, 在Vin接入如圖12-6所示經(jīng)過(guò)整流濾波后的直流電源，調(diào)整RP2，觀察Vo最大值與最小值。

圖 12-6 整流濾波電路

實(shí)驗(yàn)操作-關(guān)閉電源 ，連接整流濾波電路

實(shí)驗(yàn)操作- 輸入交流AC14V，打開(kāi)****電源 ，調(diào)整RP2，觀察Vo最小值

實(shí)驗(yàn)操作- 調(diào)整RP2，觀察Vo最大值

2、7805集成穩(wěn)壓電路

（1）實(shí)驗(yàn)電路如圖12-3所示，連接7805的GND腳到子板電路的地線，并連接實(shí)驗(yàn)箱地線與子板電路地線，在Vin處輸入+12V 直流電源，通電后測(cè)量空載電壓。

實(shí)驗(yàn)操作-關(guān)閉電源， GND腳接子板電路的地線

實(shí)驗(yàn)操作-打開(kāi)電源， 測(cè)量空載輸出電壓

（2） 關(guān)閉電源 ，斷開(kāi)7805的GND腳與子板電路地線的連接，把7805的GND連接到二極管D8的正極， 打開(kāi)電源 ，通電后測(cè)量空載電壓。

實(shí)驗(yàn)操作-關(guān)閉電源， GND連接到二極管D8的正極

實(shí)驗(yàn)操作-打開(kāi)電源 ，測(cè)量空載電壓

（3） 關(guān)閉電源 ，斷開(kāi)7805的GND腳與二極管D8的連接，把7805的GND連接到三極管T4的C極， 打開(kāi)電源 ，通電后測(cè)量空載電壓，調(diào)整電位器RP3，觀察Vo最大值與最小值。

實(shí)驗(yàn)操作-關(guān)閉電源， GND連接到三極管T4的C極

實(shí)驗(yàn)操作-打開(kāi)電源 ，測(cè)量空載電壓，調(diào)整電位器RP3，觀察Vo最大值

實(shí)驗(yàn)操作- 調(diào)整電位器RP3，觀察Vo最小值

（4） 關(guān)閉電源 ，接上100R電位器作為負(fù)載， 打開(kāi)電源 ，通電后測(cè)量負(fù)載電壓，調(diào)整電位器RP3，觀察Vo最大值與最小值。

實(shí)驗(yàn)操作-關(guān)閉電源， 接上100R電位器作為負(fù)載，100R電位器調(diào)至最大

實(shí)驗(yàn)操作-打開(kāi)電源 ，測(cè)量負(fù)載電壓，調(diào)整電位器RP3，觀察Vo最小值

實(shí)驗(yàn)操作- 調(diào)整電位器RP3，觀察Vo最大值

3、LM317集成穩(wěn)壓電路

（1）實(shí)驗(yàn)電路如圖12-5所示，連接實(shí)驗(yàn)箱地線與子板電路地線，在Vin處輸入+12V 直流電源，通電后測(cè)量空載電壓，調(diào)整電位器RP4，觀察Vo最大值與最小值。

實(shí)驗(yàn)操作-關(guān)閉電源， 連接實(shí)驗(yàn)箱地線與子板電路地線

實(shí)驗(yàn)操作-打開(kāi)電源 ，測(cè)量空載電壓，調(diào)整電位器RP3，觀察Vo最大值

實(shí)驗(yàn)操作- 整電位器RP4，觀察Vo最小值

五、預(yù)習(xí)要求

1、復(fù)習(xí)教材中“直流電源”工作原理，了解直流穩(wěn)壓電源主要性能參數(shù)的定義。

2、了解集成穩(wěn)壓芯片7805和LM317相關(guān)參數(shù)和使用要求。

3、擬定實(shí)驗(yàn)步驟，記錄數(shù)據(jù)于表格，并選擇確定每一測(cè)試步驟所需使用的測(cè)量?jī)x器。

六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、整理測(cè)量數(shù)據(jù)，說(shuō)明穩(wěn)壓電源各項(xiàng)性能參數(shù)的物理意義。

2、記錄實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，分析問(wèn)題并說(shuō)明具體解決辦法。

3、分析測(cè)量誤差，說(shuō)明誤差產(chǎn)生的各種原因。

七、思考題

1、圖12-3和圖12-5電路中，集成穩(wěn)壓芯片輸出端和輸入端間的二極管有何作用？

2、圖12-3和圖12-5電路中，可調(diào)節(jié)輸出電壓的原理是否相同？

3、圖12-5電路中，怎樣改進(jìn)電路可以使得LM317最小輸出電壓為0V？