实验十六

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上海科学技术职业学院. 实验十六. 直流稳压电源. 1. 实验目的 2. 实验原理 3. 实验仪器 4. 实验内容 5. 思考题. 上海科学技术职业学院. 返回. 实验目的. 1. 学习并掌握三端稳压器的使用方法。 2. 了解直流稳压电源的原理、技术参数及其测试方法. 上海科学技术职业学院. 返回. 实验原理. 本实验是利用三端稳压器来组建直流稳压电源。 1. 三端稳压器简介

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上海科学技术职业学院 实验十六 直流稳压电源 1.实验目的 2.实验原理 3.实验仪器 4.实验内容 5.思考题 上海科学技术职业学院 返回 实验目的 1.学习并掌握三端稳压器的使用方法。 2.了解直流稳压电源的原理、技术参数及其测试方法 上海科学技术职业学院 返回 实验原理 本实验是利用三端稳压器来组建直流稳压电源。 1.三端稳压器简介 三端稳压器是将普通的稳压电路以集成的方法制成的功能快,向外引线共三端(即输入端、公共端和输出端),故又称集成三端稳压器。这种器件使用极其方便,只要在其输入端输入满足要求的直流电压,输出端即可获得所需的电压。正因为如此,这种器件被广泛地应用于各种电子设备中;实际的三端稳压器件还集成了过压、过流、过热等保护电路在内,使这种器件使用更安全、更可靠。 三端稳压器分固定式和可调式两种,可根据需要选择不同的器件。 本次实验选用LM7805和LM317为实验器件;它们的性能如下: LM7805:稳定输出电压为+5V,最大输出电流为1.5A,最大允许输入电压为30V,最小输入电压为7.5V(通常要求输入输出电压之差不小于2.5V,在条件许可的情况下,此电压值越大,输出电压越稳定、纹波越小,但三端稳压器的功耗也将增大)。 LM317:可调三端稳压器,稳定输出电压为1.2V—37V可调,最大输出电流为1.5A,最大允许输入电压为40V,同样要求输入输出电压之差不小于2.5V。通常,在选定了输出稳压值后,再适当决定输入电压的大小;在要求大范围可调输出电压的场合,则一般分多档电压输入,以免高输入低输出时的稳压器功耗激增。 上海科学技术职业学院 返回 2.直流稳压电源的技术指标及其测量方法 直流稳压电源的技术指标包含性能指标和质量指标。 性能指标主要指:输入电压(通常指总输入电压),输出直流电压与直流电流的范围 等。 质量指标主要有: (1)稳压系数Sr:在负载固定及温度不变的条件下,改变输入直流电压,将会导致输出直 流电压的变化,我们将输出直流电压的相对变化量与输入直流电压的相对变化量之比称 为稳压系数,即: (2)电压调整率SD:在负载固定及温度不变的条件下,改变输入交流电压, 同样将导致输出直流电压的变化,通常定义输入交流电压变化10%时输出直流电压的相对变化量为电压调整率,即: SD=ΔVO/VO×100% 稳压系数和电压调整率定义虽不相同,但描述的稳压器性能却大致相同,故实际应用中一般只用电压调整率来衡量稳压器性能。 上海科学技术职业学院 返回 (3)纹波系数: 直流稳压电源把交流电压变成直流电的过程中,总有交流分量存在,这一交流分量称为纹波。显然这一分量越小越好,为了衡量这一特性的好坏,常用纹波系数γ来表示: 纹波系数γ=纹波电压有效值/输出直流电压=VW/VO 通常纹波电压可用高灵敏度的示波器或晶体管毫伏表测量。 (4)电源内阻:当输入电压(常指电网电压)及温度不变时,负载电阻的 变化将导致输出电流变化,也会引起输出电压的变化,我们把输出电压的变化量与输出电流变化量之比称为电源内阻,即: RO=ΔVO/ΔIO 显然,RO越小,表明负载变化对输出电压的影响越小,输出越稳定。 上海科学技术职业学院 返回 实验仪器 1.WY2294双指针晶体管毫伏表 2.MF-50型万用电表(自制) 3.D31数字电压、电流表 4.电路实验板 5.100Ω滑线可变电阻器 6.接线与电路器件若干 上海科学技术职业学院 返回 实验内容 1.根据图16-1在电路实验板上组建固定输出稳压电源电路。 (1)三端器件LM7805的1号为输入端,2号为输出端,3号为公共端。 (2)交流输入电压用电工实验台上调压器的付方输出电压(三相中的任一相)。调节调压器旋柄,并用万用电表监测调压器的付方输出电压为交流8V,把它接入整流桥输入端。 2.测量此稳压电源的质量指标 (1)纹波系数的测量: 接上负载电阻RL=51Ω,用晶体管毫伏表和MF-50万用电表分别测量输出电压中的交流分量和直流电压,计算出纹波系数的值。在输入电容两端再并联一只470F的电容,重复上述测量。 上海科学技术职业学院 返回
  • (2)电压调整率的测量: 电压调整率的测量一般要改变电网电压来测量,这在实验室里比较不容易实现,因此实验中我们采用变通的方法:即按比例调节调压器付方输出电压值,可基本反映电网电压的变化情况。(注意:调整中一定要用万用表监视测量付方交流电压的数值,以免引起器件损坏)。
  • 测量方法:在输出端接上负载电阻RL=51Ω,仔细调节调压器旋柄,使调压器输出端电压分别为交流8V、交流8.8V、交流7.2V,同时用D31电压表(或万用表)测量输出直流电压值,请列表记录数据并计算出此稳压电路的电压调整率SD。
  • 上海科学技术职业学院 返回 (3)电源内阻的测量:在负载回路里串入D31的5A电流表,并用D31的电压表监视输出电压,将滑线可变电阻器替代原来的51Ω电阻,将它的数值从51Ω向减小方向缓缓变动,这将引起输出电流IO的变化。在正常情况下,输出电流变化10%,输出电压几乎观察不到有任何变化;继续减小滑线可变电阻器数值(此时操作应缓慢、仔细),观察到输出电压UO降低0.01V时记录下IO1 ,根据变化量可求得电源内阻RO1;再进一步减小可变电阻器数值(此时操作应更缓慢、更仔细),使输出电压UO 再降低0.01V,再次记下IO2 ,(记录完毕后立即将滑线可变电阻器变回51Ω或大于51Ω,以免长时间大电流而烧坏稳压器)据此可求得电源内阻RO2。, 3.根据图16-2在电路实验板上组建可调输出稳压电源电路 (1)交流输入电压用14V(仍由调压器付方引来)。 (2)可调三端器件LM317的1号为输入端,2号为调整电路接入端,3 号为输出端。 (3)输出端不接负载,调节W,用万用表测量输出电压的变化范围并 记录。 上海科学技术职业学院 返回 思考题 1.通过实验,你觉得直流稳压电源的输出电压质量指标与哪些因素有关? 2.根据电源内阻测量实验中RO1和RO2的变化趋势可得出怎样的结论?试分析这种变化的原因。 3.根据实验内容3,试问若要增加输出电压的可调节范围,应怎样改变电路中的哪些参数或器件数值? 上海科学技术职业学院 返回 LM317 上海科学技术职业学院 返回 LM7805
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