小功率直流可调稳压电源电路实验报告.docx
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小功率直流可调稳压电源电路实验报告
苏州市职业大学
实习（实训）报告
课程名称 模拟电子技术实训
项目名称小功率可调直流稳压电源
2014年6月2日至2014年6月6日共1周
学院（部）电子信息工程学院
班级13电气
（2）
姓名吉宏伟
学号137305117
学院（部）负责人张欣
系主任苏品刚
指导教师朱臻
目录
第1章绪论2
1电路基本知识2
1.1电源变压器2
1.1.1电源变压器的工作原理2
1.2整流电路（桥式）2
1.2.1桥式整流电路的工作原理2
1.3直流稳压电路3
1.3.1直流稳压电路工作原理3
1.3.2直流稳压电源电路原理图4
第2章元器件介绍5
2．1三端集成稳压器LM317的简介5
2.1.1参数性能指标5
2.1.2测试方法6
2.1.3集成稳压器选用时的注意事项8
2.2IN4007二极管8
2.3IN4002二极管8
2.4发光二极管8
第3章稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求10
3对所设计的具体稳压电路图进行分析10
3.1电路分析10
3.2实验调试10
3.2.1实验实物连接图10
3.2.2数据的测量11
第4章实验总结（心得体会）12
参考文献12
第1章绪论
1电路基本知识
在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，小功率的稳压电源是由电源变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路等四部分组成。
1.1电源变压器
过整流电路将交流变为脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。
电源变压器的作用是将交流220V的电压变为所需的电压值，然后同样的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。
1.1.1电源变压器的工作原理
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
1.1.2电源变压器的效率
在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即η=（P2÷P1）x100%，式中η为变压器的效率;P1为输入功率，P2为输出功率。
1.2整流电路（桥式）
1.2.1桥式整流电路的工作原理
在e2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D1流向RL，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。
在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。
其电流通路可用图1（a）中虚线箭头表示。
在e2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管D2流向RL，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。
电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。
其电流通路如图1（b）中虚线箭头所示。
综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
图１
1.3直流稳压电路
1.3.1直流稳压电路工作原理
直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
（1）电源变压器：
是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
（2）整流电路：
利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。
（3）滤波电路：
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
（4）稳压电路：
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
整流电路常采用二极管单相全波整流电路，即整流桥。
u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。
1.3.2直流稳压电源电路原理图
小功率可调直流稳压电源电路原理图
第2章元器件介绍
此课程设计涉及到的元器件有LM317，二极管1N4007、1N4002，发光二极管，电解电容等，其中LM317需重点介绍。
2．1三端集成稳压器LM317的简介
2.1.1参数性能指标
LM317是可调3端正电压稳压器，在输出电压范围为1.2V到37V是能够提供超过1.5A的电流。
此稳压器非常易于使用，只需要两个外部电阻来设置输出电压。
此外还使用内部限流、热关断和安全工作区补偿使之基本能防止烧断保险丝。
且不随温度变化的内部短路电流限制，对高压应用孚空工作，避免置备多种固定电压。
特性
最小值
典型值
最大值
单位
电源调整率
——
0.01
0.04
V
负载调整率
V<5.0
V>5.0
——
5.0
0.1
25
0.5
mV
V
热调整率
——
0.03
0.07
V
调节管脚电流
——
50
100
uA
参考电压
1.2
1.25
1.3
V
温度稳定性
——
0.7
——
V
最小负载电流以保持调整率
——
3.5
10
A
最大输出电流
——
0.15—1.5
0.4—2.2
A
均方根噪音，V的百分比
——
0.003
——
V
纹波抑制
无Cadj
Cadj=10uf
——
66
65
80
——
——
dB
长期稳定性
——
0.3
0.1
1.0k小时
结至外壳热阻，T封装
——
5.0
——
℃/W
2.1.2测试方法
电源调整率和Iadj/电源测试电路
负载调整率（mv）={V（最小负载）-V（最大负载）}/V（最小负载）
负载调整率和Iadj/负载测试电路
标准测试电路
纹波抑制测试电路
利用上述测试电路就可以很好的测试三端集成稳压器LM317的性能和指标。
2.1.3集成稳压器选用时的注意事项
买稳压器要注意的事项。
首先要确定你要把稳压器用在什么设备上，多大功率的。
即负载功率。
那么，购买稳压器是要稳压器的容量余出百分之二十。
这样有助于保护设备。
还有就是输入电压：
每一种稳压器都有输入电压范围。
你的用电环境要适应稳压器的输入电压范围。
其它要看你的要求，和设备的昂贵程度以及对电压稳定的要求了。
目前，稳压器的种类很多，品牌也很多。
其他参数：
输入电压、输出电压、输出电流、相数、耐压、稳压精度、绝缘电阻、波形畸变、工作效率、稳定时间等。
2.2IN4007二极管
最大周期性方向峰值电压为1000V，最大有效值电压为700V，最大直流闭锁电压为1000V,在T=75℃，八分之三引脚长度时，最大正向整流电流为1A，半个正弦波信号为8.3ms时过载电流为50A,在1A交流25℃下最大正向导通电压为1.1V，最大满负荷反向电流，全周期，在75℃下为30uA，25℃下最大直流反向电流：
在75℃下载额定直流闭锁电压下分别为5.0uA，50.0uA，典型结电容为30PF,操作和储存温度范围为-65to+175℃。
2.3IN4002二极管
最大周期性方向峰值电压为100V，最大有效值电压为70V，最大直流闭锁电压为100V,在T=75℃，八分之三引脚长度时，最大正向整流电流为1A，半个正弦波信号为8.3ms时过载电流为50A,在1A交流25℃下最大正向导通电压为1.1V，最大满负荷反向电流，全周期，在75℃下为30uA，25℃下最大直流反向电流：
在75℃下载额定直流闭锁电压下分别为5.0uA，50.0uA，典型结电容为30PF,操作和储存温度范围为-65to+175℃。
2.4发光二极管
发光二极管简称为LED。
由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
第3章稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求
3对所设计的具体稳压电路图进行分析
3.1电路分析
此课程设计中的变压器用来把电交流电压变为所需要的低压交流电。
桥式整流器则把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
在电源出输入220V电压，由变压器将其变为18V电压，进入桥式整流器，由桥式整流器将交流电转换为直流电，但此时的直流电还是不稳定的，所以进入下一级滤波电路，将不稳定的和未被整流的交流电过滤成较稳定的直流电，最后进入稳压器，变成稳定的直流电输出。
3.2实验调试
3.2.1实验实物连接图
3.2.2数据的测量
输出电压（V）
输出电流（I）
输出功率（W）
纹波电压（V）
理论值
测量值
测量值
测量值
测量值
R2max，R5max
22.1
21.6
0.0009730
0.021
0.008
R2max，R5=0
22.1
21.5
0.009780
0.210
0.006
R2=0，R5max
1.25
1.259
0.0000560
0.0000714
0.019
R2=0，R5=0
1.25
1.259
0.0005720
0.0000721
0.018
第4章实验总结（心得体会）
这是我上大学以来的第二次专业课课程设计，可以说心里充满了激动和担心。
经过一周的课程设计，我学到了很多，也知道了自己在很多地方的不足。
当手里拿着电路板听老师讲各注意事项时我心里十分的不自在，因为老师讲的听起来非常难做，有点让人难以下手。
不过很快我就调整好心态了，万事开头难嘛，我想只要按照老师的讲的步骤好好地做，应该不会太糟糕的。
再说了，上学期还有过电子实训，相关方面的东西我还是懂的。
经过了看课程设计说明，查看相关资料，根据接线图画实际布线图等前期工作，我们很快就到了实际操作环节——焊接电路。
由于长时间不动手大家对焊接都有些生疏，尽管上学期也焊过。
像焊锡过多，虚焊，漏焊，焊锡不够光亮等问题都频频发生。
我也是奋战了好几个小时才初步完工。
到了调试的时候，我的电路板上发光二极管怎么也不亮，我郁闷了老半天。
后来经过一位同学的帮忙，终于发现，原来有发光二极管的支路漏焊了，导致与整个电路不导通。
通过我的重焊，修饰之后终于调试成功了。
坎坷的经过让成功变得更加有意义了，因为它让我体验到了发现问题，解决问题的过程，感觉很不错。
这一周的课程设计过去了，但我会把其中学习的经验和教训运用在今后的学习和生活当中去，更好的完成任务，最终实现目标。
参考文献：
《模拟电子技术》（谢宴如高等教育出版社）
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