实验4-整流滤波和稳压电路

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1、R时课2需学的求教目要12345学点教重学点教难日月年程过学教与容内学教四.实验原理能将交流电变换为稳定的育流电的电路称为育流稳压电源。直流稳压电源W图1()」直流稳斥电源的原理框图的结构框图如图10」所示。1.电源变压器电源变压器将输入的220V(50Hz)交流电压变换为整流电路适用的交流电压。同时还起到了将强、弱电隔离的作用，所以该电源变压器又称隔离变压器。图10.2单相半波整流电路2.整流电路整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变成单向脉动的直流电。常用的单相整流电路有单相半波与单相桥式整流。单相半波整流电路由一只二极管组成，如图10.

2、2(a)所示。该电路输入为变压器副边的正弦交流电压，输出为只保留输入电压止半周的单向脉动直流电压，波形如图10.2(b)所示。若将D看做理想二极管，则图103单相桥式整流电路输出电压的平均值与变压器付边电压有效值的关系是：如0.456O桥式整流单相由四只二极管组成整流桥，如图10.3(a)所示。在输入电压的正半周，D

3、和D3导通，D?和D4截止，输出电压为的正半周；在输入电压的负半周，D2和D-导通，Di和Ds截止，输出电压是将如的负半周反相后加到负载上，输出电压波形如图10.3(b)所示。输出电压的平均值与变压器付边电压有效值的关系是：(丿0二0

4、.9®。3・滤波电路滤波电路是利用电容和电感对直流分量和交流分量呈现不同电抗的特点，可以滤除整流电路输出电压的交流成分，保留其直流成分，使其变成比较平滑的电压波形。常用的滤波电路有：电容滤波、电感滤波和n型滤波。电容滤波电路简单，滤波效果好，是一种应用最多的滤波电路。其电路结构就是在整流电路的输出端与负载电阻并联-个足够大的电容器，当滤波电容的容量越大，电容放电的时间常数越大，输出电压的平均越高。选择合适的电容滤波时(心cn(3〜5)彳),其输出电压平均值与变压器付边电压有效值之间的关系近似为：单相半波整流电容滤波：Uo=U2,单相全波整流电容滤波

5、：S=1.26空载时Uo=yf2U2O桥式整流电容滤波电路如图10.4(a)所示，其输出电压波形如图10.4(b)所示。图10.4桥式整流电容滤波电路电容滤波的外特性较差，因为当容量C一定吋，负载电流增大，即对应负载电阻心减小，空致了时间常数减小，输出电压平均值S随之下降。外特性如图10.4(c)所示。4.稳压电路整流滤波电路的输出电压会随着电源电压波动或负载变化而变化，在整流滤波后接上一稳压电路就可以使负载上的直流电压稳定不变。常用的稳压电路有稳压管稳压电路，串联稳压电路和集成稳压电路。(1)并联稳压电路稳压管组成的并联稳压电路如图10.5所示。

6、负载矶与稳压管D?•并联。负载上的输出电压仏就是稳压管的稳定电压Uz0图10.5稳压管稳压电路(2)集成稳压电路三端集成稳压器使用简单，稳压效果好。如果需要固定输出的直流电压，一般采用W78XX(W79XX)系列固定输出的集成稳压芯片组成稳压电路。如需要输出电压为+5V时，则只需选择W7805组成如图10.6所示的稳压电路即可。该电路输出电压为稳定的+5V。E10.6固定输出的集成稳压电路S10.7输岀电压可调的集成稳压电賂若要用到非标准的稳定电压，(比如模拟电池供电的+9V电压)，这时就不能使用W78XX系列固定输出电压芯片了，用输出电压可调的集

7、成稳压芯片LM317构成的可调式稳压电源如图10.7所示。LM317没有接地管脚，但其输出端与调整端的电压是固定的1.25Vo图10.7所示电路为最简单的使用方法，&上为1.25V的基准电压，由于调整端的电流很小(5()〜100PA),可视&与他为串联，所以输出端电压为：(7。=1.25(1+冬)V。调整◎可调整输出&电压的大小。(3)稳压电路性能指标测试通常，衡量稳压电路性能的主要技术指标有稳压系数S和输出电阻稳压系数定义为负载一定时稳压电路的输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比，即S二55严）Ur_W./U,心_At/,Uo心输出电阻定

8、义为输入电压一定时，稳压电路的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即AlT^i4.直流稳压电源的设计步骤：直流稳压电源的设计是根据要求的负载电压及电流，选择合适的电路结构，并通过分析汁算，选择合适的元件，将输入交流市电变换为稳定的直流电压给负载供电。该电路一定包含变压、整流、滤波、稳压各个环节。现以应用最为广泛的桥式整流、电容滤波、集成稳压器稳压电路为例介绍固定输出的直流稳压电源的设计步骤。设计要求：交流输入电压：5=22W；输出电压：5负载电阻：%设计步骤：（1）选定电路结构：桥式整流、电容滤波、集成稳压器稳压。（2）选择元件：1）根据要求的输出

9、电压“确定集成稳压器型号；2）根据要求的输出电压“确定集成稳压器要求的输入电压即整流滤波电路的输出电压U。一般U至少高于弘