直流稳压电源的设计、安装、调试

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1、第一章　直流稳压电源的设计、安装、调试直流稳压电源是各种电子产品中不可缺少的一部分，它的质量直接关系到仪器的质量，因此掌握稳压电源的设计与制作，对以后的实际工作是很有意义的。下面介绍小功率稳压电源的设计方法与制作过程。直流稳压电源，顾名思义，即电源的输出为稳定的直流电压。因此直流稳压电源是一种将交流电转换为平滑稳定的直流电的能量变换器。过去常采用分立元件来构成稳压单元，当性能指标要求较高时，电路结构往往比较复杂，给使用和维修带来许多不便。现在，随着集成电路的发展，集成稳压器的种类越来越多，应用也越来越广泛，在许多场合我们

2、都偏爱于用集成稳压器为核心加上一些外围元件来构成稳压单元。用集成稳压器作稳压单元的电源叫做集成稳压电源，它具有一般集成电路体积小、重量轻、安装和调试方便、可靠性高等优点，因此具有良好的发展前景。由于集成稳压器的出现，稳压电源的设计大为简化。通过对本章内容的学习与实践，要求大家学会选择变压器、整流二极管（或整流桥）、滤波电容及集成稳压器等器件来设计直流稳压电源，掌握稳压电源的主要性能参数及测试方法，熟悉从理论设计到制作出成品的全过程。第一节直流稳压电源一直流稳压电源的结构与原理不论用分立元件构成稳压器，还是用集成稳压器，一

3、个完整的直流稳压电源分为变压、整流、滤波和稳压四个部分。其框图及对应的特征波形如图1－1－1所示图1－１－１直流稳压电源结构图和稳压过程变压是利用电源变压器将电网220V的交流电压U1变换成整流滤波电路所需要的交流电压U2。当用1:1的变比来变压时，通常称为信号隔离。17整流是利用二极管的单向导电作用，构成单相半波、全波、桥式或倍压整流电路，或利用其它半导体器件，如SCR可控硅等，将双向的交流电压U2变成单向脉动直流电压。滤波是利用电容、电感等储能元件的平波作用构成滤波电路滤除纹波，输出较平滑的直流电压U4。稳压电路的作

4、用是提高输出直流电压UO的带负载能力和稳定性，分立元件稳压电路和集成电路常采用串联负反馈式。图1－1－2给出了一种较简单的电路。RL是负载电阻，R1、R2是取样电阻，BG1、BG2组成差分式比较放大器，D提供比较放大器的基准电压，BG3是稳压器的调整管，当输出电压UO发生变化时，变化的量由差动放大器与基准电压进行比较，并将变化量送至调整管，此时，调整管的Uce3作相应的变化，从而使输出电压UO达到稳压效果。设RL变动使U0升高，其稳压过程如下：图1－１－２串联负反馈式稳压电路基本框图及应用电路这个稳压原理我们可以通过下面

5、的简单例子加以说明。电路如图1－1－3所示图1－１－３稳压原理示意图此时17RL为负载电阻，当Ui变化时，调RX改变其分压即可保持UO不变。上例中BG3的Uce3变化起到了这个作用，只是它利用的是三极管自身的调整功能。二直流稳压电源的技术指标及测试方法集成直流稳压电源，技术指标如下：直流输出电压UO可调范围（Uomin～Uomax）最大输出电流Iomax输出端纹波电压DUo稳压系数SV输出动态电阻Ro前两个指标是稳压电源的特性指标，它决定了电源的适用范围，同时也决定了稳压器的特性指标及如何选择变压器、整流二极管和滤波电容

6、等。而后三个指标为稳压电源的质量指标（含温度系数）。1最大输出电流最大输出电流是指稳压电源正常工作的情况下能输出的最大电流，用Iomax表示。一般情况下的工作电流Io＜Iomax，稳压电路内部应有保护电路，以防止Io＞Iomax或者输出端与地短路时损坏稳压器。2直流输出电压UO直流输出电压是指稳压电源的输出电压，也即是稳压器的输出电压，用UO表示。采用图1－1－4所示电路可同时测量UO与Iomax。测试过程是：先调节输出端的负载电阻，使、交流输入电压为220v，此时数字电压表的测量值即为UO，再使RL逐渐减小，直到UO的

7、值下降5％，此时负载RL中的电流即为Iomax(记下Iomax后迅速增大RL，以减小稳压器的功耗)。3纹波电压DUO纹波电压是指叠加在输出电压UO上的交流分量。可以采用示波器直接观测其峰－峰值。也可用交流毫伏表测量其有效值DUO。因为DUO不是正弦波，所以用有效值衡量其纹波电压，存在一定误差。DUO的大小主要取决于滤波电容、负载电阻及稳压系数等。17图1－１－４稳压电源性能指标测试电路4稳压系数SVSV是衡量稳压器稳压效果最主要的指标，它是指当负载电流Io和环境温度都保持不变时输入电压Ui的相对变化所引起的输出电压的相对

8、变化，即　SV越小越好。　SV的测量电路仍如上图，其过程为：先调节自耦变压器，例如使Ui＝242V，测量此时对应的输出电压UO1，再调节自耦变压器，使Ui=198V，测量此时对应的输出电压UO2，然后再测出Ui＝220v时对应的输出电压UO，则稳压系数SV为5输出动态电阻RORO是指在环境温度T，输入电压Ui等条件保