一、实验目的
1、 理解串联稳压电路、集成稳压电路的原理。
二、实验设备
交流毫伏表 数字万用表
子板-稳压电源1-串联晶体管稳压电路实验板/子板-稳压电源2-集成稳压电路实验板
三、实验电路
图 12-1 串联稳压电路
整流滤波后的电压是不稳定的电压,在电网电压波动或负载变化时,该电压都会产生变化。所以,整流滤波后,还需经过稳压电路,才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。在这里我们就用串联型稳压电路对其进行稳压。由图12-1可见,该电路采用电压串联反馈稳压电路结构。经过整流滤波后的直流电输入后,经过调整管T1、T2,由稳压二极管作基准电压,R5、R6取样后经T3放大反馈调整管T1、T2,使输入电压波动时输出电压能保持稳定。
如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上,增加过压过流过热保护后加以封装引出三端引脚,就成了三端集成稳压电源了。正电压输出的78××系列,负电压输出的79××系列。其中××表示固定电压输出的数值。如:7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等,指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。79××系列也与之对应,只不过是负电压输出。该类型的线性稳压芯片外部电路较为简单,至少只需两个滤波电容电容即可正常工作。
图 12-3 7805集成稳压电路图
除固定输出三端稳压器外,还有一种可调式三端稳压器,可通过外接元件使输出电压可调。LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一,它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式,又具备输出电压可调的特点。
此外,还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。LM317是可调节3端正电压稳压器,在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流。
图 12-5 LM317集成稳压电路
四、实验内容及步骤
1、串联稳压电路
(1)实验电路如图12-1所示,连接实验箱地线与子板电路地线,并在Vin处输入+12V 直流电源。
(2)调整RP2到最小值并逐渐增大,观察Vo最大值与最小值。
实验操作- Vin输入+12V 直流电源调整RP2使Vo输出最小值
实验操作- 调整RP2使Vo输出最大值
(3) 关闭电源 ,断开Vin处的直流电源, 在Vin接入如图12-6所示经过整流滤波后的直流电源,调整RP2,观察Vo最大值与最小值。
图 12-6 整流滤波电路
实验操作-关闭电源 ,连接整流滤波电路
实验操作- 输入交流AC14V,打开****电源 ,调整RP2,观察Vo最小值
实验操作- 调整RP2,观察Vo最大值
2、7805集成稳压电路
(1)实验电路如图12-3所示,连接7805的GND脚到子板电路的地线,并连接实验箱地线与子板电路地线,在Vin处输入+12V 直流电源,通电后测量空载电压。
实验操作-关闭电源, GND脚接子板电路的地线
实验操作-打开电源, 测量空载输出电压
(2) 关闭电源 ,断开7805的GND脚与子板电路地线的连接,把7805的GND连接到二极管D8的正极, 打开电源 ,通电后测量空载电压。
实验操作-关闭电源, GND连接到二极管D8的正极
实验操作-打开电源 ,测量空载电压
(3) 关闭电源 ,断开7805的GND脚与二极管D8的连接,把7805的GND连接到三极管T4的C极, 打开电源 ,通电后测量空载电压,调整电位器RP3,观察Vo最大值与最小值。
实验操作-关闭电源, GND连接到三极管T4的C极
实验操作-打开电源 ,测量空载电压,调整电位器RP3,观察Vo最大值
实验操作- 调整电位器RP3,观察Vo最小值
(4) 关闭电源 ,接上100R电位器作为负载, 打开电源 ,通电后测量负载电压,调整电位器RP3,观察Vo最大值与最小值。
实验操作-关闭电源, 接上100R电位器作为负载,100R电位器调至最大
实验操作-打开电源 ,测量负载电压,调整电位器RP3,观察Vo最小值
实验操作- 调整电位器RP3,观察Vo最大值
3、LM317集成稳压电路
(1)实验电路如图12-5所示,连接实验箱地线与子板电路地线,在Vin处输入+12V 直流电源,通电后测量空载电压,调整电位器RP4,观察Vo最大值与最小值。
实验操作-关闭电源, 连接实验箱地线与子板电路地线
实验操作-打开电源 ,测量空载电压,调整电位器RP3,观察Vo最大值
实验操作- 整电位器RP4,观察Vo最小值
五、预习要求
1、复习教材中“直流电源”工作原理,了解直流稳压电源主要性能参数的定义。
2、了解集成稳压芯片7805和LM317相关参数和使用要求。
3、拟定实验步骤,记录数据于表格,并选择确定每一测试步骤所需使用的测量仪器。
六、实验报告
1、整理测量数据,说明稳压电源各项性能参数的物理意义。
2、记录实验中出现的问题,分析问题并说明具体解决办法。
3、分析测量误差,说明误差产生的各种原因。
七、思考题
1、图12-3和图12-5电路中,集成稳压芯片输出端和输入端间的二极管有何作用?
2、图12-3和图12-5电路中,可调节输出电压的原理是否相同?
3、图12-5电路中,怎样改进电路可以使得LM317最小输出电压为0V?
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