实训稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求(苏职大)

12通信3实训报告-1-创建时间：2013/6/149:47:00目录第一章绪论.......................................11.电路组成........................................12各环节功能......................................13.直流稳压电源....................................23.1直流稳压电源的结构与原理.......................2第二章元器件介绍.................................41.实训使用的元器件................................42．对集成稳压器（LM317）的具体分析：..............4第三章稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求........71稳压电源的技术指标..............................72稳压电源的要求..................................83本次实训的各项数据..............................9第四章实训总结（心得体会）.......................10参考文献...........................................1112通信3实训报告-1-创建时间：2013/6/149:47:00第一章绪论1.电路组成电源变压器整流电路滤波电路稳压电源2各环节功能2.1电源变压器：可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能2.2整流电路：2.2.1半波整流：利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二管所阻，没有电流。这种电路，变压器中有直流分量流过，降低了变压器的效率；整流电流的脉动成分太大，对滤波电路的要求高。只适用于小电流整流电路。2.2.2桥式整流（本次实训中用的也是桥式整流）：a.工作原理图：四个二极管组成桥式电路，将次级线圈的正、负半周都用起来。附图1.1（a）。设二极管为理想二极管。图1.2（a）桥式整流电路b．输出电压与电流的平均值：Uo(AV)=2√2U2/πIo(AV)=Uo(AV)/RLc．整流二极管的选择：桥式整流电路中,二极管所承受的反压等于交流输入电压的峰值,流过二极管的正向平均整流电流仅仅是负载电流的一半.因此在选二极管的时候只要二极管的耐压大于交流输入电压的峰值,正向平12通信3实训报告-2-创建时间：2013/6/149:47:00均整流电流大于负载电流的一半就行了.考虑到安全因素,把这些参数应在选高20%.2.3滤波电路：滤波电路作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。采用电容滤波电路。由于电容在电路中也有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑。由于本电路后级是稳压电路，因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波。2.4稳压电路2.4.1稳压压电源的分类：按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源。2.4.2稳压电路的功能:使输出电压稳定，不随交流电压和负载的变化而变化,以用7815、7824、LM317（本次实训中使用）等三端稳压管。2.4.3用途:直流稳压电源引可广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、直流电机、充电设备等。（1)可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化(2)适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子元件的老化、测试(3)电解电容器脉冲老练(4)电阻器，继电器，马达等测试老练(5)整机老练；电子元器件性能测试，例行试验3.直流稳压电源3.1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12通信3实训报告-3-创建时间：2013/6/149:47:003.2直流稳压电源的应用与优点直流稳压电源，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。图3.1直流稳压电源结构图和稳压过程12通信3实训报告-4-创建时间：2013/6/149:47:00第二章元器件介绍1.实训使用的元器件名称分类参数数量注意电阻2kΩ、2.2kΩ、120kΩ各1个不同阻值的色环标识电位器2.2kΩ、20kΩ各1个三个引脚的连接二极管IN4001二极管发光二极管6个1只正负极性的判断电解电容3300uF220uF1个2个正负极性的判断陶器电容0.1(104M)uF0.01(103M)uF各1个。大小集成稳压器（LM317）见下面具体介绍1个见下面具体分析其他电烙铁、烙铁架、焊锡、松香、钳子、小起子、包塑铜线导线1个若干使用的安全与细节讲究2．对集成稳压器（LM317）的具体分析：12通信3实训报告-5-创建时间：2013/6/149:47:002.1LM317主要参数:输出电压：1.25-37VDC；输出电流：5mA-1.5A；芯片内部具有过热、过流、短路保护电路；最大输入-输出电压差：40VDC，最小输入-输出电压差：3VDC；使用环境温度：-10-+85℃。存储环境温度：-65-+150℃。图2.1.1（a）引脚的分布1，2脚之间为1.25V电压基准。引脚识别如图2.1引脚识别图2.12.2使用集成稳压器的注意事项集成稳压器电路品种很多，从调整方式上有线性的和开关式的；从输出方式上有固定和可调式的。因三端稳压器优点比较明显，使用操作都比较方便，选用时应优先考虑。在接人电路之前，一定要分清引脚及其作用，避免接错时损坏集成块。输出电压大于6V的三端集成稳压器的输人、输出端需接保护二极管，可防止输入电压突然降低时，输出电容迅速放电引起三端集成稳压器的损坏。为确保输出电压的稳定性，应保证最小输人输出电压差。如三端集成稳压器的最小压差约2V，一般使用时压差应保持在3V以上。同时又要注意最大输人输出电压差范围不超出规定范围。为了扩大输出电流，三端集成稳压器允许并联使用。使用时，要焊接牢固可靠。对要求加散热装置的，必须加装符合要求尺寸的散热装置。2.3LM317在本次实训中的应用LM317系列由于其输出电压可调，同时其有较高的稳压精度、较高的纹波12通信3实训报告-6-创建时间：2013/6/149:47:00抑制比和较好的输出电压温度特性，而得到了广泛的应用。小功率可调直流稳压电源电路原理图如图2.3.a所示。１７V2AC1C2C3C4C5LM317123200K20KIN4001IN4001220uF0.1uF0.1uF1k220uF2.2K120Ω3300uFR1R2R3R4R5220V图2.3.a小功率可调直流稳压电源电路原理图小功率可调直流稳压电源电路布线图如图2.3.b所示uo2.2K220uF220uF0.1uF3300uF0.1uF120Ω200K123LM3171K2Au2IN4007×６图2.3.b小功率可调直流稳压电源电路布线图12通信3实训报告-7-创建时间：2013/6/149:47:00第三章稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求1稳压电源的技术指标1.1额定指标额定指标用以说明电源能提供的功率、电压和电流的范围等，此外，还有额定工作条件，包括环境温度、湿度和气压等。1.2质量指标1.2.1稳定度：用来说明在各种不稳定因素变化时，对输出直流电压的影响，用输出电压变化的百分率来表示。电压稳定度Su，又称电压调整率，它表征当输入电压UI，变化时稳压器输出电压Uo。的稳定程度，指在负载电阻RL不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即在市电电压变动±1O％的情况下测出输出电压的变化量。负载稳定度SI，又称负载调整率，它表征当输入电压不变时，稳压器对由于负载电流（输出电流）变化而引起的输出电压脉动的抑制能力。在规定的负载电流变化值条件下，s，通常以单位输出电压下的输出电压变化值的百分率表示，或以输出电压变化的绝对值表示。电源内阻R。，是指在输入电压不变的情况下，输出电压的变化量ΔU与负载电流的变化量ΔI之比。12通信3实训报告-8-创建时间：2013/6/149:47:00电源内阻越大，当负载电流增大时，在内阻上的压降增大，输出电压就要明显地下降，这样，电源带负载的能力就越弱。因此，要求电源的内阻越小越好。纹波电压，是指叠加在输出电压％上的交流分量，常采用峰－峰值表示，一般为毫伏级，也可以用有效值表示。1.3经济指标经济指标主要有效率和功率因数等。2稳压电源的要求2.1稳定性好当输入电压（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压的变化应该很小一般要求。由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。2.2输出电阻小负载变化时（从空载到满载），输出电压应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。2.3电压温度系数小12通信3实训报告-9-创建时间：2013/6/149:47:00当环境温度变化时，会引起输出电压的漂移。良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数KT来表示。2.4输出电压纹波小所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S。3本次实训的各项数据a)计算值见表3.1.a表3.1.a计算值UomaxUomin纹波电压UBUCUi输出功率失真度maxminmaxmin24.21.2511.20.620.9241.2516b)测量值见表3.2.b表3.2.b测量值UomaxUomin纹波电压UBUCUi输出功率失真度maxminmaxmin20211.50.620.3201.51612通信3实训报告-10-创建时间：2013/6/149:47:00第四章实训总结（心得体会）在本次实训过程中我发现只要合理应用印刷板上的铜膜不仅可以省去很多导线还可以使电路板美观简洁和我们在生活中一样只要我们善于观察,有效利用资源,就可以轻松的解决很多难题。在设计时应熟练地掌握各元器件、集成块及单元电路的作用、功能以及它们之间的关系，还应熟练地掌握焊接和调试的方法及注意事项。在装配焊接时要严格按照电路原理和设计要求进行操作，同时注意避免出现接错、漏接、虚焊等问题，当然在整个过程中也要注意安这实训由于有了上次的经验，做到了布线没有有太多的直角和平行线，这样就不会导致干扰比较。实训中由于准备得比较充足，所以基本没有较大的问题出现。这样可以避免后期板子成型之后才发现问题时的麻烦。实训中和同学发现原理图中有点问题，去问了老师才知道问题所在。所以不懂的要去弄清楚之后再去做，不要急着去做，慢工出细活。焊接的时候也要仔细对照