理论引导
将交流220V电源(市电)变为低压直流稳压电源。需要把交流220V(市电)转换为低压交流电源。
然后将低压交流电源变为低压直流电源。选用降压变压器可实现交流220V(市电)转换为低压交流电源,通过整流滤波电路完成交流转变为直流。再通过LM317集成可调稳压芯片实现低压调节的功能。
降压变压器运用电磁感应原理将高压变为低压,其输入与输出电压比等于初级和次级线圈匝数之比。其优点是输出功率大,输出与输入(市电)隔离。因此输出端不会有触电危险。
通常使用二极管构成整流电路。常用的三种基于二极管的整流电路分别为半波整流、全波整流、桥式整流。其电路原理与波形图依次所下所示。
实验电路原理
实验电路如下图所示,降压变压器T1将220V交流电降为交流18V。由D2构成的半波整流电路将交流转换为直流。C1、C2为整流滤波电容。LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,输出稳定的直流电压。
LM317的输出电压范围是1.2V至37V,负载电流最大为1.5A。R2、R1为电压调节电阻,输出电压可Vout=1.25*(1+R2/R1)公式估算。C4为R2在调节过程中产生的纹波滤波电容。D1、D3为LM317的保护二极管,LM317稳压电路正常工作时,ADJ电压是低于输出电压的。
如果负载发生短路故障,电容器C4就会通过LM317向负载短路点形成回路,LM317就有可能烧毁。
有了二极管D3做保护,这个电流就会通过二极管,保护了LM317的安全,当LM317稳压电路的输入端短路(如滤波电解电容短路)时,负载电容C3就会通过LM317稳压电路反向放电、而损坏集成电路。
二极管D1的作用就是提供负载电容C3的放电回路,保护LM317稳压电路不被损坏。C3为输出滤波电容。
元件清单
T1 输入220V 50Hz/输出单18V 30W电源变压器
D1、D2、D3插件(DO-41)二极管1N4007
C2 直插瓷片电容 331K-50V
C1 直插电解电容 2200uF 50V 22*26
C3 直插电解电容 100uF 25V 6.3*7
R1圆柱状直插碳膜电阻 1/4W 470Ω
R2 B型单联3P电位器5.1KΩ
U1 直插(TO-220-3)线性稳压LM317BTG
实验步骤
1)用万用表交流700V档测量市电电压并做好记录(此步骤必须要有专业人士指导,切莫自行操作,以免发生触电危险)。
2)接好变压器和插头,并用绝缘胶做好绝缘措施。通电后用万用表交流200V档测量变压器次级输出电压并做好记录。如果变压器次级输出交流电压小于20V,换用万用表交流20V档继续测量次级输出电压,并记录好数据。
3)将D2与变压器一端连接上,注意D2的极性。使用万用表直流200V档测试变压器另外一端与二极管阴极之间的电压并做好记录。如果此电压小于20V,换用万用表直流20V档继续测试此电压并做好记录。
4)连接电容C2和C1,使用万用表直流200V档测量C1两端的电并做好记录。如果此电压小于20V,换用万用表直流20V档继续测量此电压并做好记录。
5)连接LM317,使用万用表直流200V档测量LM317的vout和c1负极之间的电压并做好记录,如果此电压小于20V,换用万用表直流20V档继续测量此电压并做好记录。
6)连接R2,使用直流200V档测量LM317的vout和c1负极之间的电压并做好记录,如果此电压小于20V,换用直流20V档继续测量此电压并做好记录。
7)连接R1,使用万用表直流200V档测量LM317的vout和c1负极之间的电压并做好记录,如果此电压小于20V,换用万用表直流20V档继续测量此电压并做好记录。
8)连接C3,使用万用表直流200V档测量LM317的vout和c1负极之间的电压并做好记录,如果此电压小于20V,换用万用表直流20V档继续测量此电压并做好记录。
9)连接D1和D3,使用直流200V档测量LM317的vout和c1负极之间的电压并做好记录,如果此电压小于20V,换用直流20V档继续测量此电压并做好记录。
10)调节R2阻值,使用直流200V档测量LM317的vout和c1负极之间的电压并做好记录,如果此电压小于20V,换用直流20V档继续测量此电压并做好记录。
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