1. Propósito y requisitos
Propósito del experimento
A través del diseño, instalación y depuración de la fuente de alimentación regulada por CC integrada. , se requiere comprender:
(1) Seleccionar transformadores, diodos rectificadores, condensadores de filtro y reguladores de voltaje integrados para diseñar fuentes de alimentación estabilizadas de CC;
(2) Dominar la depuración y Funciones principales de los circuitos estabilizadores de tensión CC. Métodos de prueba para indicadores técnicos.
2. Tareas de diseño
Diseñar una fuente de alimentación regulada por CC de forma de onda para cumplir con los siguientes requisitos:
(1) Cuando el voltaje de entrada es 220 V 10 % %. , el voltaje de salida es ajustable de 3 a 12 V, la corriente de salida es superior a 1 A;
(2) el voltaje de ondulación de salida es inferior a 5 mV, el coeficiente de estabilización de voltaje es inferior a 5 × 10-3 y el La resistencia interna de salida es inferior a 0,1ω.
3. Requisitos de diseño
(1) El transformador de potencia es solo un diseño teórico
(2) Selección razonable del regulador de voltaje integrado;
(3) Completar el diseño teórico, análisis y simulación asistidos por computadora, instalación y depuración de todo el circuito, dibujar diagramas de circuito y fabricar placas impresas;
(4) Escribir informes de diseño, depuración informes resumidos e instrucciones.
2. Instrumentos y equipos
Regulador automático de voltaje, osciloscopio de doble traza, multímetro (analógico o digital), milivoltímetro de CA y un conjunto de herramientas para placas de circuito de fabricación propia.
Varios componentes.
3. Principio y análisis
1. Principios básicos de la fuente de alimentación estabilizada de CC
La fuente de alimentación estabilizada de CC generalmente consta de un transformador de potencia T, un circuito de filtro rectificador y Estabilizador Compuesto por circuito de tensión. El diagrama de bloques básico es el siguiente. La función de cada parte:
(1) La función del transformador de potencia T es convertir el voltaje de CA de 220 V en la red eléctrica en el voltaje de CA Ui requerido por el circuito rectificador y filtro. La relación de potencia entre el lado secundario y el lado primario del transformador es P2/P1=eta, donde eta es la eficiencia del transformador.
(2) Circuito de filtro rectificador: El circuito rectificador convierte el voltaje de CA Ui en un voltaje de CC pulsante. Luego, los componentes con ondulaciones más grandes se filtran a través del circuito de filtrado y se genera una tensión continua con ondulaciones más pequeñas. Los circuitos rectificadores y de filtro de uso común incluyen el rectificador de onda completa y el puente rectificador y filtro.
Cada condensador de filtro c satisface RL-c = (3 ~ 5) t/2, o donde t es el período de la señal de CA de entrada y RL es la resistencia de carga equivalente del circuito de filtro rectificador.
(3) Regulador de voltaje integrado de tres terminales: Los reguladores de voltaje integrados comunes incluyen reguladores de voltaje fijos de tres terminales y reguladores de voltaje ajustables de tres terminales. Los reguladores de voltaje integrados de voltaje positivo ajustable comúnmente utilizados incluyen la serie CW317 (LM317), cuyo voltaje de salida se puede ajustar dentro del rango de 1,25 V-37 V. Los componentes del circuito externo más simples solo requieren una resistencia fija y un potenciómetro. El chip está protegido por transición, sobrecalentamiento y área de operación segura. La corriente de salida máxima es 1,5 A. Su circuito típico se muestra en la Figura 2, en el que la resistencia R1 y el potenciómetro R2 forman un regulador de voltaje de salida. : UO = 1,25(1+R2/r 1).
R1 es generalmente de 120-240 ohmios y la diferencia de voltaje entre el terminal de salida y el terminal de regulación es el voltaje de referencia del regulador (el valor típico es 1,25 V).
2. Indicadores de rendimiento y métodos de prueba de corriente estable
Hay dos indicadores técnicos de fuente de alimentación estabilizada: uno son los indicadores característicos, que incluyen el voltaje de entrada permitido, el voltaje de salida y la corriente de salida. y el rango de ajuste del voltaje de salida, el otro es un indicador de calidad utilizado para medir la estabilidad del voltaje de CC de salida, incluido el coeficiente de regulación de voltaje (o tasa de regulación de voltaje), la resistencia de salida (o tasa de regulación de corriente), el voltaje de ondulación (coeficiente de ondulación) y coeficiente de temperatura. El circuito de prueba se muestra en la Figura 3.
(1) Tensión de ondulación: el componente de tensión CA superpuesto al voltaje de salida. Los valores pico a pico observados por un osciloscopio son generalmente del orden de milivoltios. El valor efectivo también se puede medir con un milivoltímetro de CA, pero como la ondulación no es una onda sinusoidal, existe un cierto error.
(2) Coeficiente de estabilización de voltaje: cuando la corriente de carga y la temperatura ambiente permanecen sin cambios, el cambio relativo del voltaje de entrada provoca el cambio relativo del voltaje de salida, es decir:
(3) Tasa de regulación de voltaje: el cambio relativo del voltaje de salida cuando el cambio relativo del voltaje de entrada es del 10%. Tanto el coeficiente de regulación de voltaje como la tasa de regulación de voltaje representan el impacto de los cambios de voltaje de entrada en el voltaje de salida, por lo que solo es necesario probar uno de ellos.
(4) Resistencia de salida y tasa de regulación de corriente
La resistencia de salida es la misma que la del amplificador y su valor es el valor absoluto de la relación entre el cambio de voltaje de salida y el La corriente de salida cambia cuando el voltaje de entrada permanece sin cambios. Tasa de regulación actual: el valor de cambio relativo del voltaje de salida cuando la corriente de salida cambia de 0 al valor máximo. Tanto la resistencia de salida como la regulación de corriente representan el efecto de los cambios de corriente de carga en el voltaje de salida, y solo necesitamos probar uno de ellos para complementar a Hao.