实验    　集成稳压电源
  一、实验目的
  1． 了解三端集成稳压器的工作原理。
  2． 熟悉常用三端集成稳压器件，掌握其典型的应用方法。
  3． 掌握三端集成稳压电源特性的测试方法。vimax
  二、预习要求
  1． 复习教材中有关集成稳压电源的基本内容，了解三端集成稳压器CW7805、CW317等的技术参数和使用方法。
  2． 阅读本实验全部内容，完成本实验习题。
  3． 按给定实验电路图和实际元件参数，估算稳压电路输出电压的可调范围。
  4． 根据实验内容和要求，设计实验数据记录表格，供实验测试时使用。
　　三、实验电路及测量原理
           
图1                                       
图2
　采用集成工艺，将调整管、基准电压、取样电路、误差放大和保护电路等集成在一块芯片上，就构成了集成化稳压电源。集成稳压器按工作方式可分为并联型、串联型和开关型；按输出电压可分为固定式和可调式两种。
  图1为常用三端集成稳压器的外型图，其它形式的稳压器可参考有关资料。
  １.三端固定输出集成稳压器
  此类稳压器有三个引出端：输入端、输出端和公共端。根据其输出电压极性可分为固定正输出集成稳压器（CW78系列）和固定负输出集成稳压器（CW79系列）。根据输出电流的大小又可分为CW78XX型（表示输出电流为1.5A）、CW78MXX型（表示输出电流为0.5 A）和CW78LXX型（表示输出电流为0.1A）。后面两位数字XX表示输出电压的数值，一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，固定负输出集成稳压器相应也有CW79XX、CW79MXX和CW79LXX型。利用固定输出集成稳压器可组成各种应用电路，CW78XX型集成稳压器的基本应用电路如图2所示。
对三端固定输出集成稳压器，其输入电压的选取原则：   
  式中，VO--集成稳压器的固定输出电压值；　VImax--集成稳压器规定的最大允许输入电压值；（V1-VO）min--集成稳压器规定允许的最小输入输出电压差，一般为2V。
(a) 固定输出式                            (b) 可调输出式
图 3
如果只有固定输出集成稳压器，又希望输出电压扩大或可调，可采用图3和图4所示电路来完成。
  式中，VO'--集成稳压器的固定输出电压，VO =5V；VZ--稳压二极管的稳压值。
 
在图3(b)中，          　
 
式中，Id--集成稳压器的静态电流值，一般为5～10mA。电路中的C1、Co为频率补偿电容，防止自激振荡。 
图 4
２.三端可调输出集成稳压器　
  三端可调输出集成稳压器分为正可调输出集成稳压器（如CW117/CW217/CW317）与负可调输出集成稳压器（如CW137/CW237/CW337），正输出可调集成稳压器的输出电压范围为1.2～37V，输出电流可调范围为0.1～1.5A。它同样有三个端子，即输入端、输出端和调整端，在输出与调整端之间为VREF=1.25V的基准电压，从调整端流出的电流。常用基本稳压电路如图4所示.
  为保证稳压器空载时也能正常工作，要求流过R1的电流不能太小，一般可取IR1=5～10mA，故 ，输出电压的表达式为
        　
调节R2，可改变输出电压的大小。
四、实验内容
  (一)三端固定输出集成稳压器
  1．基本应用电路的测试:按实验电路图2接线，经检查无误后接通工作电源。
（1）调整实验图中2的输入信号源，使V1=12V，用万用表测量输出电压Vo的大小。
（2）测量电压稳定系数Sr。用差值测量法测试电路的电压稳定系数，测试数据填入表1中。
表1 测试条件RL=470Ω
           
　（3）测量输出电阻ro
  保持输入电压VI=12V，改变负载电阻RL大小，按表2中内容测量，记录数据，计算出输出电阻ro值的大小。
                      表2 测试条件V1=12V
   
(4) 测量纹波电压。
  用示波器测量VO=5V，IO=50mA时纹波电压的大小和波形，记录数据。
  2．扩大输出电压三端集成稳压器的测试
  按实验电路图3(a)接线，给检查无误后接通工作电源。
  (1) 保持负载电阻RL=470Ω不变，改变输入电压VI值，测试表3中内容，根
  据测试结果验证公式　VO=VO'+VZ；式中VO'--所使用三端稳压器的标准输出电压，这里5V。　VZ--稳压二极管的稳压值。
表3 测试条件
            　
（2）保持输入电压V1不变,改变负电阻RL,测试表10-4中实验内容。根据实验测试数据观察负载电阻变化时各参数的变化情况。
表4 测试条件V1=15V
           
  （3）把实验电路图改为实验图10.3(b)所示接线方式，观测三端固定输出集成稳压器又一种扩大输出电压的电路的工作原理。
  ① 保持输出负载电阻RL=470Ω不变，当R２=１.5KΩ 时，改变输入电压V1值的大小，测试表10-5中实验内容。并把实验测试数据与用公式（10-2）计算出的结果相比较。
              　表5 测试条件
       
② 保持输入电压VI=20V不变，测试当RL改变时，表6中的实验内容。
  ③ 改变R2值大小，重复（1）、（2）步骤内容。
      　表6 测试条件VI=20V
（二）三端可调输出集成稳压器
  按实验电路图4接线，经检查无误后接通工作电源。
  1． 在实验电路图4中，加入V１=20V的直流电压信号，分别测A点（稳压电路输入）和B点（稳压电路输出）的直流电压值，调节R2，观察输出电压VO的变化情况。若有变化说明电路工作正常。
  2． 测量输出电压范围。
  通过调节R2，分别测量稳压电路的最大、最小输出电压值及与之对应的输入电压值，验证公式VO＝1.25(1+R2/R1)
  3．测量电压调整率。
  调整R2大小，使输出电压为12V，改变输入电压VI值，使其在±10%的范围内变化，测出相应的VI、VO及ΔVI、ΔVI值的大小，数据记录于自拟的实验数据表格中，并计算出电压调整率。
  4．测量输出电阻ro:改变负载电阻RL（改变IO），测出对应的ΔVO大小，计算出ro值。
  5．测量VI、VO的纹波电压。
    用示波器分别测量VI、VO纹波电压的大小和波形，记录结果。　 
五、实验报告要求
  1． 整理实验数据，根据实验结果验证相对应的公式。
  2． 列表比较实验内容中几种稳压电路的特点及主要性能指标。
  3． 总结实验过程中出现的问题及解决办法。
  六、实验习题
　1 集成稳压器输入、输出端接电容Ci、CO的作用是什么？对它们的取值有何要求？通过实验验证你的结论。
　2 对三端集成稳压器，一般要求输入、输出间的电压差至少为多少才能正常工作？通过实验验证你的结论。
　3 在实验图1所示电路，如何扩大其输出电流？画出原理图，并简述其工作原理。
　4 在实验图2中，对负载电阻RL的选择有无特殊要求？为什么？
　5 比较三端固定输出集成稳压器扩大输出电压的两种方案有什么异同？通过实验验证之。
　6 比较实验图3与实验图4电路结构和输出电压的表达式有什么不同？
　7 对三端集成稳压器，在使用过程中应注意什么问题？如果输入、输出端反接，将会出现什么问题？在电路中如何增加输入短路保护电路？说明工作原理。
　8 在实验电路图3中，可否靠增大R2值而不断提高电路的输出电压值？
　9 画出用CW78XX和CW79XX组成的具有正负对称输出电压的电路图。
　11 如何用CW317和CW337组成具有正负对称输出且电压可调的稳压电源电路？
　12 能否用集成稳压器构成恒流源电路？若能，说明实现过程；若不能，则说明理由。　

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