可调式集成稳压电源的电路制作与调试

4．2．1 任务目标

(1)了解三端集成稳压器的类型和主要性能参数。

(2)掌握三端集成稳压器的典型应用电路。

(3)能进行可调式集成稳压电源的电路制作与调试。

4．2．2 基础知识

4．2．2．1 固定式三端集成稳压器

该稳压电源电路仅有输入、输出、接地三个接线端子，并具有固定的输出稳定电压，其成品采用塑料或金属封装，常用的有W7800和W7900系列，前者为正电压输出，后者为负电压输出。它的系列序号的最末两位数表示的是标称输出电压值，如W7812表示输出+12V， W7905表示输出-5V。此外还有6V、8V、12V、18V、24V等几个档级，其输出电流为1．5A。

W7800和W7900系列的外形及管脚排列如图4-2-1所示。

图4-2-1 W7800和W7900系列的外形及管脚排列

1．主要性能参数(W7800系列)

(1)最大输入电压UImax

稳压器正常工作时所允许输入的最大电压。

(2)输出电压UO

稳压器正常工作时，能输出的额定电压。

(3)最大输出电流IOmax

保证稳压器安全工作时允许输出的最大电流。

(4)电压调整率

当电压每变化1V时输出电压相对变化值ΔUO/UO的百分数。此值越小，稳压性能越好。

(5)输出电阻RO

在输入电压变化量ΔUI为零时，由于负载变化而引起输出电压变化量ΔUO与输出电流变化量ΔIO的比值。它反映负载变化时的稳压性能。RO越小，稳压性能越好。

2．典型应用电路

(1)基本应用电路

图4-2-2所示系三端固定式稳压器的一般接法。输入、输出端并接高频旁路电容。接线时管脚不能接错，公共端不得悬空。

(2)输入电压的扩展

W7800系列最大输入电压为40V，超过该值就要损坏稳压器。若输入电压超过40V，可用图4-2-3之一来扩展输入电压。

图(a)系串入三极管来降低输入电压; 图(b)是用电阻来降压，只适用于额定负载，不允许轻载、空载工作; 图(c) 采用一只稳压器降压。

图4-2-2 三端固定式稳压电路

图4-2-3 输入电压扩展电路

(3)输出电压的扩展

如需将输出电压提高到所需值，可采用图4-2-4所示电路，此电路的输出电压UO=UXX+UZ。

图4-2-4 输出电压扩展电路

(4)输出电流的扩展

在需要稳压器输出电流增大的场合，可采用图4-2-5所示电路。图(a)采用并联电阻R的方法扩流，R的值应取: R≥(UImin-Uo)/IImin。图(b)用一只PNP功率管扩流。也可用两只稳压器并联输出，如图(c)所示。并联使用时应注意两集成稳压器的参数要一致。

(5)输出电压可调电路

固定式三端集成稳压器，通过与集成运放电路的适当连接，就可组成输出电压可调的稳压电路。图4-2-6为这一电路的典型接法。图中集成运放为F007，输出电压为7～30V可调。

图4-2-5 输出电流扩展电路

图4-2-6 输出电压可调电路

图4-2-7 正负对称的稳压电源

(6)正负对称的稳压电源

采用两只不同型号的三端集成稳压器，可组合成一种输出电压正负对称的稳压电源，如图4-2-7所示。

4．2．2．2 可调式三端集成稳压器

该集成稳压器不仅输出电压可调，而且稳压性能指标均优于固定式集成稳压器，其调压范围为1．2～37V，最大输出电流为1．5A。常用的有正电压系列W117/217/317和负电压系列W337，其内部电路与固定式W7800系列相似，不同的是三个端子为: 输入端、输出端和调整端，其外形和接线端如图4-2-8所示。

图4-2-8 可调式三端集成稳压器外形和接线端

W317、W337三端可调集成稳压器的应用电路如图4-2-9所示。图中W317的1为调整端、2为输入端、3为输出端; W337的1为调整端、2为输出端、3为输入端，通过调节RP的阻值可改变输出电压。

图4-2-9 W317、W337稳压器的电路原理图

4．2．3 技能实训

可调式集成稳压电源的电路制作与调试

4．2．3．1 实训目的

(1)识别及检测三端稳压块等器件的好坏。

(2)组装并检测可调式三端稳压电源。

(3)学会用万用表和示波器测量可调式三端稳压电源相关电量参数和波形。

4．2．3．2 实训器材

1．仪器仪表

(1)双踪示波器1台;

(2)万用表、直流毫安表各1块;

(3)晶体管毫伏表1块。

2．元器件清单

可调式集成稳压电源的电路制作与调试所需元器件清单如表4-2-1所示。

表4-2-1 元器件清单

续表4-2-1

4．2．3．3 实训内容与步骤

1．电路元器件的检测

(1)色环电阻器: 识读其标称阻值，并用万用表测量其实际阻值。

(2)电解电容: 识别其类型与引脚的排列，并用万用表R×1k挡检测其质量的好坏。

(3)无极性电容: 用万用表R×10k挡检测其质量的好坏。

(4)二极管: 识别其引脚，并用万用表检测其质量的好坏: 正向用R×100挡，反向R× 1k挡。

(5)变压器: 检测其质量的好坏: 初级用R×100挡，次级用R×1挡。

(6)三端集成稳压器M317: 认识引脚。

2．电路的制作与调试

(1)按电路原理图绘制布局图。如图4-2-10所示。

图4-2-10 可调式集成稳压电源布局图

(2)按工艺要求对元器件引脚进行成形加工。

(3)按布局图插装、排列元器件。

(4)按焊接工艺要求对元器件进行焊接。

(5)焊接各项端子。

3．电路调试与测量

(1)接通交流电源，测量变压器输入电压Ui、整流滤波电压UC1、输出电压UO以及输出电流IO，记入表4-2-2。

表4-2-2 稳压电源实测数据表(U2=12V，f=50Hz，RL=200Ω)

若有异常数据，说明电路存在故障，排除故障后记录如下:

故障现象及排除过程:______________ 。

(2)调节RW，观察UO、IO的大小和变化情况。若UO不能随RW而变，说明稳压电路失去自动调节作用，需对电路进行检修，并将故障现象与检修过程加以说明: _______。

4．部分技术指标的测试

(1)纹波电压UW的测试

保持U2=14V、UO=12V、IO=100m A，用示波器观察输出纹波，用晶体管毫伏表测纹波电压，UW= _______m V。

(2)稳压系数S的测试

保持RW、RL不变，U2、UO的初始值分别为16V和12V。调节电源，使U2分别为14V和18V，测量各自对应的输出电压UO，填入表4-2-3，计算两种情况分别相对于初始条件的稳压系数S1、S2，填入表4-2-3中。

表4-2-3 稳压电源的稳压系数测试表(IO=100m A)

(3)输出电阻的测试

保持U2=16V不变，调节RL，使IO分别为80m A和120m A，测量各自对应的输出电压UO，填入表4-2-4，计算两种情况分别相对于初始条件的输出电阻RO1、RO2，填入表4-2-4中。

表4-2-4 稳压电源的输出电阻测试表(U2=16V)

(4)输出电压UO可调范围的测试

U2保持24V不变，取出RL，使稳压电源空载。调节电位器RW，测量输出电压UO，得到其可调范围:

UOmin=_______

UOmax=_______

(5)稳压电路最小输入电压UImin的测试

稳压电源空载下，用示波器观测UO波形，缓慢调小U2，当UO开始明显随U2下降时，停止调节。测量此时的UI，即得稳压电路的最小输入电压，UImin=_______ 。

4．2．3．4 实训注意事项

(1)电路装接时，整流二极管、电解电容以及三端集成稳压器的极性不能接错，以免损环元器件，甚至烧毁电路。

(2)电路装接好之后，才通电，也不能带电改装电路。

(3)负载电阻不能过小，更不允许短路，以免烧毁毫安表或调整管。

(4)在调节交流电源以获得所需U2时，可将万用表打到对应交流电压挡，一只表笔固定到交流侧接地点，手持另一只表笔测U2有效值，另一只手调节旋钮。

4．2．3．5 实训考核

表4-2-5 实训考核评价表

续表4-2-5

注: 各项配分扣完为止。

4．2．3．6 实训思考

(1)图中R1开路有何影响?

(2)如果需要为负载提供最大3．2A电流，对电路如何改动?