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电镀知识
三端可调稳压电源的设计安装与调试
一、实验目的
1、比较桥式整流、滤波与稳压电源的的特点
2、掌握稳压系数、电源内阻的测量方法
3、掌握三端可调稳压电源的调试方法
二、原理和方法
1、半波整流滤波、全波、桥式整流滤波的输出电压
整流滤波比较表1
参数
整流/滤波类型
输出电压U0
整流管承受的最大反向电压(URM)
流过三极管的电流ID
流过负载的电流I0
半波整流/滤波
0.45ui/(1-
)ui
ui/2
ui
0.45ui/RL
0.45ui/RL
全波整流/滤波
0.9ui/
ui
2
ui/2
ui
0.9ui/RL
0.9ui/RL
桥式整流/滤波
0.9ui/
ui
ui/2
ui
0.9ui/RL
0.9ui/RL
2、三端稳压块简介
三端稳压器比较表2
型号
输出电流
输出极性
输入输出压差
管脚排列
输出电压范围
78XX
78XX
1.5A
+固定
2—3V
XX(V)
78MXX
500mA
78LXX
100mA
79XX
79XX
1.5mA
—固定
2—3V
XX(V)
79MXX
500mA
79LXX
100mA
LM317
0.1—1.5A
+可调
<40V
1.2—37(V)
LM337
0.1—1.5A
—可调
<40V
1.2—37(V)
3、衡量稳压电源的性能指标:
纹波系数:
整流的目的是要得到直流电,因此输出的交流分量越小越好。
纹波系数
=交流分量的总有效值/直流分量
电源内阻:
指输入电压不变时,由负载的变化而引起的输出电压的变化与输出电流的变化之比。
即:
稳压系数:
指负载不变,电网电压变化±10%(200V或240V)时,输出的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。
即:
其中用晶体管毫伏表测量整流/滤波的交流分量;用万用电表的直流电压档测量直流电压分量
三、实验内容
1、实验线路说明
实验线路如图1所示:
R的两端固定电压在1.25V,流过的电流为1.25/R,则UO=IRR+[IR+IADJ]RW,所以IADJ=50uA< 将R固定,只要调节RW,即可改变稳压电源的输出电压。 所以Uo在1.25V—37V之间连续变化,输出电流可达1.5A。 图中各元件的作用: D5: 防止输入输出接反,保护稳压器内部的调整管。 D6: 给C3提供放电回路,保护稳压器。 C1、C2: 起滤波作用。 C3: 有效抑制输入纹波电压。 C4: 防止负载的瞬态响应,高频滤波。 R1、RW: 稳压电路外接的取样电阻。 2、比较桥式整流滤波与稳压的特点 说明: ①测量稳压系数时,UO(UC)指电网电压为220V的稳压输出电压(滤波电压);U/O(U/C)是指电网电压为200V(或240V)时的稳压输出电压(滤波电压)。 ②测电源内阻是: 使输出电流在0——300MA内任意变化,用万用电表测出相应的输出电压的变化和相应的输出电流的变化,计算方法: 当RL= 时,U0为U01,I0为I01, RL为(或单放机)时,U0为U02,I0为I02,则 A、比较桥式整流、滤波的特点 K1、K2断开,形成桥式整流电路;K1接通,K2断开,形成桥式整流滤波电路。 将测量数据填入表格3中。 表(3) 参数 电路形式 Ui(V) (交流) UC(V) (直流) 纹波电压 (交流) U0(V) (范围) R0 SU SD 波 形 图 I0 桥式 整流 × × × 滤波 × × × 稳压 B、比较桥式整流滤波与稳压的特点 K1接通,K2断开,形成桥式整流滤波电路;K1、K2接通,形成三端可调稳压电路。 调节RW,用万用电表监测输出电压的变化,看一看输出电压的范围为多大? 将数据填入表格3中。 四、实验仪器 示波器、万用表、晶体管毫伏表、调压器 五、实验报告 1、整理有关数据表格 2、电源内阻定义式中的“—”的物理意义是什么? D5、D6的作用是什么? VD6+随RW变化吗? 3、你在组装、调试过程中,遇到什么问题,是怎样解决的? 一、 概述 WYK-系列直流稳压电源线路形式为线性串联调整式,具有稳定性高,纹波电压低等优点。 1·采用基准电压悬浮迭加技术,输出电压可以从零伏起调到额定值,输出电流可以从零安培预置到额定值。 2·采用继电器或可控硅改变整流桥两端的交流电压,减小调整管的管压降,提高整机效率。 3·双路电源(仅限WYK-303B2,WYK-303B2,WYK305B2)具有主从跟踪串联并联功能。 当串联使用时,输出电压为两路电压之和,提高负载电压能力,并联使用时,电流输出为两路输出电流之和,提高负载带载能力。 4·高电压和大电流产品采用可控硅移相预稳压技术,提高了整机工作效率;过热自动风冷技术的使用,大大提高了整机的可靠性。 二、主要技术指标 1·输入电压: AC220V±10%, 50Hz±1Hz 2·输出电压及电流 (1) 输出电压: 额定电压 V(连续可调) (2) 输出电流: 额定电流 A(连续可调) (3)源效应 CV≤5×10-3+5mV或CV≤1×10-4+2mV CC≤5×10-2+10mA或CC≤1×10-3+5mA (4) 负载效应 CV≤5×10-3+5mV或CV≤1×10-4+2mV CC≤5×10-2+10mA或CC≤1×10-3+10mA (5) 周期与随漂移(有效值) CV≤Vp-p30mv,有效值≤10mV 3·指示: 电压表和电流表各一个,精度为2.5级或3位半数字电压表和电流表各一个,精度电压表61%+2个字,电流表62%+2个字。 精度要求较高请外接电表。 4·使用环境: 0-40℃,相对湿度¢90%。 三、工作原理 1·交流预稳原理: 继电器的工作状态是随输出电压的变化而变化。 输出电压为零时,所有的继电器全部释放,整流桥两端的交流电压最低;调节调压电位器,使输出电压逐步升高,此时所有继电器逐步处于吸合状态,使整流桥两端的交流电压最高。 其优点是保证调整管C-E两端电压在一定范围内,提高整机效率。 高电压大电流产品,采用可控硅移相预稳压技术,电路设计时,控制电路从调整管集电极和发射极取样,通过运算放大器放大,放大后的信号与从同步取样电路、锯齿波形成电路产生的锯齿波进行调制,得到一个脉宽可调的触发脉冲,对可控硅进行移相控制,从而保证调整管集电极与发射极之间的电压稳定,提高整机效率。 2、稳压原理: 交流电压整流滤波后,直流电压由三极管进行串联调整,输出恒定的直流电压。 当负载加重或市电电压降低,输出电压有下降的趋势时,稳压电路将按照以下状态进行调整。 即UO↓→UA点负电位↓→UA正电位↑→UC↑→Ib↑→Uce↓→UO↑。 反之亦然。 输出电压 其中: ①UO为输出电压, ②R*、RW为调试电阻及电位器, ③RV为前面板调压电位器, ④Vz为基准电压一般6.2V。 3、稳流原理: 当整机电路处于稳压状态时,稳流运放U2: B输出高电位二极管D反向截止,对稳压电路无任何作用,当电流较大或稳流电位器调到较小时(即UB电位高于UA电位时),UC输出负电位,使调整管基极Ib↓→Uce↑→Uo↓→Io恒定,输出电流公式如下: 其中: RL: 前面板调流电位器 RS: 电流取样电阻 V2: 基准电压一般6.2V R*、R为调试电阻 IO为输出电流。 当负载减轻或调流电位器增大时,电源从稳流状态自动转换到稳压状态。 4、过压保护原理: 本系列电源高电压大电流产品设置了过压保护功(0.V.P),过压保护值由O.V.P旋钮设定,当输出电压超过设定值时,保护电路产生一个锁定信号给可控硅,使可控硅保持关断状态。 从而保护负载及电源本身的安全,关机后重新开机,锁定解除。 若电源仍然过压,将重新锁定保护。 四、使用注意事宜 1·具有主、从跟踪电源 (1)主、从串联跟踪时,应使用与输出功率相对应的导线将主路的负端与从路的正端可靠短接。 从路调流电位器顺时针调到最大。 (2)主、从并联跟踪时,应使用与输出功率相对应的导线分别将主、从电源的正端和正端、负端和负端相短接,如果仅接在一路电源的输出端子上,将可能造成两路输出电流不平衡,同时也有可能造成串并联电路的损坏。 2·无跟踪功能的两台电源串联或并联使用时,每台电源输出电流不得超过其额定值。 串联使用时,输出电流最大值为其中一路额定电流较小电源的额定电流值,并联使用时,两路输出电压应相等。 3·具有外接采样端点的电源应按下列要求连接 (1)机内采样时,S+与S1+;S-与S1-连接; (2)远端采样时,S+与S1+;S-与S1-断开,S+;S-分别与负载 +端和-端连接; 4·具有O.V.P(过压保护)功能的电源使用方法如下: 空载时将电压调整至需保护数值,反时针调节O.V.P电位器,使电源保护,然后关闭电源并将电压调节电位器反时针调整,再将电源重新开启,将电压调整至使用数值(本电源保护后需重新开机)。 如一次不能完成设置,请重复以上步骤,将过压值调准。 5·该系列直流稳压电源请勿长期处于短路状态。 五、常见故障的排除 1、输出电压直通 (1)检查装在散热器上的大功率三极管C、E间是否击穿。 (2)检查前面板47K多圈电位器是否开路。 (3)检查线路基准电压稳压二极管是否断开。 2、开机烧保险丝 (1)检查整流桥是否短路。 (2)检查滤波电解电容是否短路。 3、输出无电压 (1)检查输入和保险丝是否正常。 (2)检查电压调节电位器是否调节不当。 (3)检查电流调节电位是否调调节不当。 4、不能带负载 (1)检查电流调节电位器是否调节不当。 (2)检查电流调节电位器是否短路。
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