六伏稳压电源及四倍运放实验报告 - 图文(2)

2019-04-09 10:51

但是方案一相对于方案二不好运用,若一个电位器有损则会影响整个电路的使用,综上我们选择方案二。

3.实现方案

系统总体框图

+ 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _

a.稳压电源的组成框图

u1 u2 u3 uI U0

0 t 0 t 0 t 0 t 0 t

b.整流与稳压过程

图(三)

(1).电源变压器

由实验室提供输入220V的交流电压,变压后输出实际测量约为13V。电源变压器的效率为:

??P2?0.7 P1其中:P2是变压器副边的功率,P1是变压器原边的功率。 (2).整流和滤波电路

在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路,整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。滤波电路一般由电容组成,其作用是把脉动直流电压u3中的大部分纹波加以滤除,以得

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到较平滑的直流电压UI。UI与交流电压u2的有效值U2的关系为:

UI?(1.1~1.2)U2

在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为:

URM?2U2

流过每只二极管的平均电流为

ID?IR0.45U2? 2RR为整流滤波电路的负载电阻,它为电容C提供放电通路,放电时间常数RC应满足:RC?(3).稳压电路

由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时,滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此,为了维持输出电压UI稳定不变,还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时,能使输出直流电压不受影响,而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。 本实验使用的是三端稳压器。其按输出电压类型可分为固定式(7806、7906)和可调式(LM317、LM337),此外又可分为正电压输出(7806、LM317)和负电压输出(7906、LM337)两种类型。 a.固定电压输出稳压器

常见的有CW78??(LM78??)系列三端固定式正电压输出集成稳压器;CW79??(LM79??)系列三端固定式负电压输出集成稳压器。三端是指稳压电路只有输入、输出和接地三个接地端子。型号中最后

(3~5)T(T = 20ms是50Hz交流电压的周期。) 2 7

两位数字表示输出电压的稳定值,有5V、6V、9V、15V、18V和24V。稳压器使用时,要求输入电压UI与输出电压Uo的电压差UI - Uo ≥2V。稳压器的静态电流Io = 8mA。当Uo = 5 ~18V时,UI的最大值UImax= 35V;当Uo=18 ~ 24V时,UI的最大值UImax = 40V。它们的引脚功能及组成的典型稳压电路如图(四)所示。

固定式三端稳压器的引脚图及典型应用电路

1 CW78XX 3 CW78XX 2 CW79XX

1 2 3 UI C1 Co Uo 1 2 3 UI C1 1 Co Uo 2 CW79XX 3 Ui地 Uo 地 Ui Uo

(a) CW78??系列的引脚图及应用电路 (b) CW79??系列的引脚图及应用电路

(其中:C1 = 0.33μF,Co = 0.1μF ,C1、 (其中:C1 = 2.2μF,CO = 1μF) Co采用漏电流小的钽电容)

图(四)

(说明:稳压器输入端的电容C1用来进一步消除纹波,此外,输出端的电容Co与C1起到了频率补偿的作用,能防止自激振荡,从而使电路稳定工作。) b.可调式三端集成稳压器

可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器,有输出正电压的CW317系列(LM317)三端稳压器;有输出负电压的CW337系列(LM337)三端稳压器。在可调式三端集成稳压器中,稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。稳压器输出电压的可调范围为Uo=1.25 ~37V,最大输出电流Iomax =1.5A。输入电压与输出电压差的允许范围为:

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UI -Uo = 3 ~ 40V。三端可调式集成稳压器的引脚及其应用电路如图(五)。

图(五)

1,2脚之间为1.25V电压基准。R1的值为120 ~ 240Ω,流经R1的泄放电流为5 ~ 10mA。Rw为精密可调电位器。电容C1可以进一步消除纹波,电容C1与Co 还能起到相位补偿作用,以防止电路产生自激振荡。电容C2与Rw并联组成滤波电波 其中:C1= 2200μF,C2 =220μF,C3 =1μF,,电位器Rw两端的纹波电压通过电容C2 以减小输出电压中的纹波。LM337内置电路与LM317类似,只是其输入输出电压均为负电压。 B.运放部分

方案一:该方案是利用反相运算放大器的基本原理设计的4558的运算放大电路。

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Vo??R2ViR1

图(六)反相比例放大电路

方案二:该方案比方案一多一个电压跟随器,可以增加其功能,即可以满足电压跟随器的优点,提高载负载能力。

Vi=Vo

图七

比较两种方案,电压跟随器可以提高负载能力,综上我们选择方案二。

(三).单元电路设计与参数计算

A.稳压电源设计思路 (1)前置部分

利用LM317(LM337)稳定输出电压,根据其内置特性将电位器改为特值电阻,以达到输出8~9V(-8~-9V)的电压。仿真图如图(八)

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