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串联稳压电源设计性实验一、实验目的（1）研究单相式整流、电容滤波及稳压电路的特性。（2）掌握串联型小功率稳压电源的设计、运算、器件选择、安装和主要技术指标的测试方法。二、设计课题及性能指标设计一个串联稳压电路，设计指标如下：（1）输出电压Uo=9~12V（2）输出电流Imax≤100（3）输出保护电流120~150mA（4）输入电压220V/50Hz（5）输出电阻Ro＜0.5Ω（6）稳压系数S≤0.02三、实验内容及要求（1）按题目要求设计电路，画出电路图。提出电路中元器件的型号、标称值和额定值。（2）组装、调试设计电路，拟定实验步骤，测试设计指标。若测试结果不满足设计指标，重新调整电路参数，使之达到设计指标要求。（3）写出设计、安装、调试、测试指标全过程的设计报告。（4）总结完成该实验题目的体会。四、实验原理与方案选择1、稳压电源的组成原理电子设备一般都需要直流电源提供电。这些直流电除了少数直接利用于电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。图1直流稳压电源框图直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图1所示。电网供给的交流电压U1（220V，50HZ）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压U3。但这样的直流输出电压，还是会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供点要求比较高的场合，还需要使用稳压电路，保证输出直流电压更加稳定。2、方案选择串联型稳压电源有两种方案可供选择：分立元件串联调整稳压电路和集成稳压块稳压电路。（1）分立元件串联型稳压电路典型的串联型稳压电路见下图2所示。是由调整环节，比较放大环节，基准环节和取样环节所组成的电压负反馈闭环系统。取样环节：由R1、R2和RP组成的分压电路。它将输出电压U0的变化取回一部分UF（称取样电压）送刀比较放大器的基极。基准环节：由限流电阻R3和稳压管DZ组成，为比较放大器T2的发射极提供一个稳定的基准电压UZ。比较放大环节：由T2、R4组成，R4为T2的集电极负载电阻。比较放大器对取样电压UF和基准电压UZ的差值进行放大，去控制T1的基极。调整环节：由基极偏置电阻R4及调整管组成。实际它是一个射极输出器调整管T1起电压调节作用，其C，E极间的管压降UCE1受比较放大器误差电压的控制，由于起电压调节作用的调整管T1与负载是串联的，故称为串联型稳压电路。图2分立元件串联型稳压电路（2）集成稳压块稳压电路集成稳压器多采用串联型稳压电路，组成框图如图3所示。除基本稳压电路外，常接有各种保护电路，当集成稳压器过载时，使其免于损坏。图3三端集成稳压器电路框图由于分立串联型稳压电路输出电流较大，稳压精度较高，应用广泛，满足本设计指标要求，故本实验采用分立元件串联调整稳压电源。五、电路设计与参数计算采用分立串联调整稳压电路的稳压电源总体电路如下图4所示。图4分立串联调整式稳压电路工作原理：详见实验教材125页的实验原理。1．桥式整流电路主要参数计算公式：一般来说，对于功率小于10W的稳压电源，整流二极管选用IN4007就能满足要求。2．滤波电路C1取220~470uF，C2常取10~47uF，C3常取100~220uF。3．电阻的取值R1取1KΩ，R2取1.5Ω，R3取1KΩ，R4取24Ω，R5取220Ω，RP取330Ω。1．桥式整流电路六、安装与调试1．元器件检测在将元器件插装到印制电路板上之前，应对所装配的元器件进行检测，保留合格品，更换不合格品。2．元器件的插装和焊接这里可以用实验板上的元件直接连线，也可以用面包板直接插接。3．通电调试与故障排除通电调试前，应将焊好的电路板认真检查，看看各个元器件有无插错，电容的极性是否正确，三极管（或集成块）的管脚是否正确，整流二极管接反了没有，确定无误后再通电调试。通电观察：通电后不要急于测量电气指标，而要观察电路有无异常现象，例如有无冒烟现象，有无异常气味，手摸晶体三极管（或集成电路）外封装，是否发烫等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后再通电。4．直流稳压电源主要技术指标的测试（1）输出电压可调范围的测量按图4所示接线。电路中的RP的大小，使电源其值为最大和最小，测出对应的输出电压UOmin和UOmax。则该稳压电源输出电压的可调范围为UOmin~UOmax。见电工电子实训教程126页→静态测量→③（按指导书上的抄写）（2）稳压系数S的测量见电工电子实训教程126页→动态测量→①（按指导书上的抄写）（3）输出电阻Ro见电工电子实训教程126页→动态测量→②（按指导书上的抄写）（4）最大输出电流和输出保护电流的测量见电工电子实训教程127页→输出保护→①（按指导书上的抄写），记录此时的电流即为最大输出电流。六、总结简单说明设计、焊接、调试中遇到的问题及解决方法，或体会。