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稳压电源的制作与调试

作者:dolphin时间:2016-09-27

一、直流稳压电源的组成和电路参数选择
  
  1.串联型稳压电源如下图所示,该稳压电源由“电源变换、整流、滤波、稳压、测试等五部分组成。
 

 2.主要技术参数及电路选择
  
  (1)根据负载要求选择稳压电源的电路参数 输出电压U0(或输出电压变化范围);输出电流10(或输出电流的保护值);电压稳定度S(负载电流保持为额定范围内的任何值时,输入电压在规定范围内变化所引起的输出电压的相对变化量);学生电源Io=1A、Uo=1.5V~12V,具有过载保护或短路保护功能。

  (2)合理选择稳压电路学生制作以线性串联型输出电压可调的稳压电路为主,能够完善理论知识结构。并为今后实训的课题训练做能源保证。所以力求高性能、低价格、工作可靠、调试方便、适合学生制作,故优选图l所示电路。

  3.元器件的选择
  
  (1)调整管VTl的选择ICmIo、Vbrceo(Uimax-Uomin)、PCM(Uimax-Uomin)Iomax。选择调整管时,三个极限参数必须同时满足。这是维修电源时替换器件的原则。

  (2)电容的选择单相全波或桥式整流电路在纹波因数为O.7%时,容量C0.144/(RLf),因此对于Uo=12V、Io=1A的电源,Cl选择3300μF,其耐压必须大于Uamax=1.414×U2并留有余量,故选择25V。

  (3)整流二极管的选择 It≥(1.5~2.5)Id,Id=Io/2、Udrr≥(1.5-2.5)Uamax,故选择lA50V的1N4001型整流二极管。

  (4)电源变压器的选择为了制作方便,选用15W/15V的成品变压器。也可使用35W/17.5V的黑白电视机电源变压器。但Cl的耐压应为35V。

  二、整流的实训步骤
  
  AC220V市电经变压器输出ACl5V电压。由整流二极管整流、C1滤波后。输出18V的直流电压送至稳压电路。对照图1所列元件的参数,用万用表分别测变压器T、整流二极管及电容C1。并将二极管引线折弯成便于卧式安装。接下来安装VDt、VD4.连好变压器及电源。用示波器观察波形。使学生认知输入正弦波及半波整流后的波形。切断电源,安装VD2、VD3,进一步观察桥式整流电路的波形。使学生认知U2与U2max的关系。切断电源,安装电容C1,进一步观察电容滤波的作用。

  三、稳压电路的实训步骤
  
  1.基本稳压电路

  (1)VTl、VT2组成复合调整管,R3、VD6、VD7、VD8组成基准稳压电路。RP、R8对输出电压进行取样,VT3完成比较、放大。假如由于某种原因,Ua ↑、Uo ↑、uc ↑(图1中的B2、B3,A1、A2相连),由于Uz不变,故Ube3(=Uc-Uz)↑、Ib3 ↑、Ic3 ↑、Ic3R2 ↑、Ub(=uA-Ic3R3)↓,使得Ue ↓、U0 ↓,从而实现输出电压的稳定。调节RP可改变输出电压。VD7为普通硅二极管。VD8为发光二极管。通过焊点A1~A3、B1~B3的切换,可选择不同的基准参数。

  (2)对照下图选择电路元件,用万用表判测后装机,注意VD6的极性。图中连接虚线是指根据需要连接的线。

  (3)短接B2、B3,Al、A2焊盘。接通电源进行调试,因为VD6的基准为5.6V。所以输出电压的最小值为6.2V左右。

  (4)更换VD6,用VD7或VD8代替,可以观察到输出电压的最小值为1.4V或2.5V。

  (5)断开A1、A2,B2、B3,准备安装IC(TL431)。

  2.由TL431组成的高精度稳压电路
  
  (1)VT1、VT2、R2、IC(TL431)组成高精度的稳压电路。TL431的(1)脚为输入端,通过取样与内部基准电压进行比较,控制阳极(3)脚电流的变化,使(1)脚始终保持Uref=2.5V,输出电压Uo=Uref(1+RP/R8)=2.5(1+RP/R8)V。其稳压过程为,假如Ua↑、Uo ↑、取样电压↑,由于TL43l的Uref基准要保持不变,故使得流过R2的电流增加,使得Ub ↑,由于VTl、VT2工作在射极输出器状态,所以Ue ↓,Uo ↓,实现了稳压。

  (2)用万用表判测TL43l的方法是:使用数字万用表“二极管”挡,红表笔接(2),黑表笔接(3),指示值为“0.7”左右,颠倒表笔,数值为高位显“1”;然后,红表笔接(1),黑表笔接(2),数值为“1.5”,掉换表笔测,数值仍为“1.5”,红表笔接(1),黑表笔接(3),数值是“0.9”,颠倒表笔,数值为高位显“1”。不同厂家生产的“43l”芯片会有一定的误差。但如果偏差太大,则有可能为TL43l损坏。

  (3)安装TLA3l后,注意必须断开B2、B3,通电,调节输出电压。如能在2.5V~14V之间变化为正常。

  3.过载及短路保护电路
  
  (1)R5为过载取样电阻,VT4为取样电流放大,短接A2、A3及B1、B2后,VT3为过流保护开关管,当输出短路时,流过R5的电流大于lA,使得UEe-Uo0.7V,VT4导通,由于Ic4=Ib3,VT3也导通,使Ub电压迅速下降,输出电压下降,调整管得以保护。

  (2)安装VT4、R6、R7,短接B1、132及A2、A3。

  (3)接通电源。调节使输出电压为12V。

  (4)在输出回路串入电流表和20Ω大功率线绕可调电阻,逐步减小阻值,观察输出电流的变化情况,记录过载保护值。

  4.输出检测电路
  
  (1)输出检测电路由内阻1kΩ、满度电流为1mA的15V电压表构成,通过Kl的转换实现电压、电流的测量。当K1置“1”时,电表通过RV并接在电路中进行电压测量:当K1掷“2”时,电表通过R12并接Rll上进行电流测量。由于R1l需要线绕制作,难以保证精度。因此我们直接利用R5作为取样电阻。串入R12进行调校。这样,虽然精度有所下降,但基本不影响测量。

  (2)电流表调校:重复过载及短路保护电器中(3)、(4)的过程,调节可变电阻,使数字万用表指示值为500mA。调节R12,使电流表指在“5”位置。再调节可变电阻使数字万用表指示为lA。调校电流表为“10”即可。

  (3)在机壳前面板上打孔,安装笔头、开关、电位器、输出插座后,连接导线到电路板,稳压电源的制作就完成了。

  5.其他线性集成稳压电源电路精选
  
  (1)用三端可调集成稳压电路LM317T和TIA31构成恒流稳压电源 电路如上图所示。TLA31作稳压。LM317T作恒流使用,Io=Vref/Ro=1.25/Ro(图中Ro为R3或R4或R5),通过切换RoVo的数值。可选择lA、0.8A.、0.5A的电流输出。这种具有恒流稳压特性的稳压电源。适合学生制成充电器。

  (2)用M5237+TIPl27构成LDO(低压差低功耗)的直流稳压电源 电路如中图所示。由于电路在V1-Vo0.5V时即能稳压,使得线性电源具有低功耗的特性。

  (3)下图也是LDO的线性电源。电路更加简单P030RV2l能够输出2A电流,最高工作电压可达30V。

  以上电路都可替换图1的稳压电路部分。组成完整的稳压电源。



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