直流電源的作用及性能指標(biāo)與測(cè)試方法
一、直流電源的基本原理
直流穩(wěn)壓電源是由工頻變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成,各部分的作用:
(1)直流穩(wěn)壓電源工頻變壓器的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/ P1=η,式中η是變壓器的效率。
(2)整流濾波電路:整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分,輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。
各濾波電容C滿足RL-C=(3~5)T/2,或中T為輸入交流信號(hào)周期,RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。
(3)三端集成穩(wěn)壓器:常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317(LM317)系列,它們的輸出電壓從1.25V-37伏可調(diào),最簡(jiǎn)的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護(hù),最大輸出電流為1.5A。其典型電路如圖,輸出電壓Uo的表達(dá)式為:Uo=1.25(1+R2/R1)
式中R1一般取120-240歐姆,輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓(典型值為1.25V)。
二、直流電流的性能指標(biāo)及測(cè)試方法
直流電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種:一種是特性指標(biāo),包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等;另一種是質(zhì)量指標(biāo),用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度,包括穩(wěn)壓系數(shù)(或電壓調(diào)整率)、輸出電阻(或電流調(diào)整率)、紋波電壓(周圍與隨機(jī)漂移)及溫度系數(shù)。測(cè)試電路如圖3。
直流電源性能指標(biāo)測(cè)試電路
(1)紋波電壓:疊加在輸出電壓上的交流電壓分量。用示波器觀測(cè)其峰峰值一般為毫伏量級(jí)。也可用交流毫伏表測(cè)量其有效值,但因紋波不是正弦波,所以有一定的誤差,一般直流電源的紋波電壓VP-P≤10mV。
(2)穩(wěn)壓系數(shù):在負(fù)載電流、環(huán)境溫度不變的情況下,輸入電壓的相對(duì)變化引起輸出電壓的相對(duì)變化。
(3)電壓調(diào)整率:輸入電壓相對(duì)變化為±10%時(shí)的輸出電壓相對(duì)變化量,穩(wěn)壓系數(shù)和電壓調(diào)整率均說明輸入電壓變化對(duì)輸出電壓的影響,因此只需測(cè)試其中之一即可。
(4) 輸出電阻及電流調(diào)整率
輸出電阻與放大器的輸出電阻相同,其值為當(dāng)輸入電壓不變時(shí),輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對(duì)值.電流調(diào)整率:輸出電流從0變到最大值時(shí)所產(chǎn)生的輸出電壓相對(duì)變化值。輸出電阻和電流調(diào)整率均說明負(fù)載電流變化對(duì)輸出電壓的影響,因此也只需測(cè)試其中之一即可。
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