CN108205955A - 一种线性直流稳压电源的教学演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线性直流稳压电源的教学演示装置，教学演示装置设有两个开关，一个二选一开关用于设置两个不同的负反馈电压取样点，以演示两种不同的负反馈电压取样点对输出电压误差的影响，另一个二选一开关给基准稳压芯片设置两个不同的接地点，以演示的基准稳压芯片接地点对输出电压误差的影响。本发明应用于电子技术的直流稳压电源的教学，帮助学生理解如何选择负反馈电压取样点和基准稳压芯片接地点，以减少直流稳压电源的输出电压误差，取得很好的教学效果。
Description
技术领域
本发明是一种线性直流稳压电源的教学演示装置，应用于电子技术课程的直流稳压电源内容的教学，属于电子技术领域。
背景技术
线性直流稳压电源大量应用于各式电子电路，也是电子技术课程的教学重点。输出电压误差是线性直流稳压电源的一个重要指标，输出电压误差包括空载输出电压误差和满载输出电压误差。若空载时，使空载输出电压等于设计要求电压，满足空载输出电压误差要求，但一满载时，输出电压常常下跌几十毫伏以上，导致满载输出电压误差不达标；或反过来，在满载时，使满载时输出电压等于设计要求电压，满足满载输出电压误差要求，但一空载时，输出电压往往上升几十毫伏以上，又导致空载输出电压误差不达标。也就是，一般的线性直流稳压电源的空载输出电压往往高于满载输出电压，满足了前者，后者又不达标，反之，满足了后者，前者又不达标。这当中的原因，欠经验电子工程师、教师和学生难以理解，通常以为是直流稳压电源的容量不足，导致满载时输出电压下降，然后试图增加直流稳压电源容量，如采用更大的变压器、更大容量的滤波电容和更大功率的调整管，但效果甚微，甚至无效果。
在稳压电源容量满足条件下，导致空载输出电压误差和满载输出电压误差难同时达标的原因，往往是PCB布线欠缺经验引起的，欠缺经验表现为(1)负反馈电压取样点选择不合理，如选择调整管的发射极为取样点，正确应是选择稳压电源的正输出端口；(2)基准稳压芯片的接地点选择不合理，导致满载时，基准稳压芯片的地与负载的地有电压差，即不等地，正确做法是选择稳压电源的负输出端为基准稳压芯片接地点，从而保证无论空载还是满载，基准稳压芯片与负载等地。
发明内容
为了让学生理解如何通过改进布线来减少直流稳压电源的输出电压误差，提供一种线性直流稳压电源的教学演示装置，教学装置要求输出电压为+5V，满载电流为1A，空载电压输出误差和满载电压输出误差都不超过10毫伏。教学装置设有两个开关，一个二选一开关用于设置两个不同的负反馈电压取样点，以演示正误两种不同的负反馈电压取样点对输出电压误差的影响，另一个二选一开关给基准稳压芯片设置两个不同的接地点，以演示正误两种不同的基准稳压芯片接地点对输出电压误差的影响。
本发明所采取的具体技术方案如下：
一种线性直流稳压电源的教学演示装置，装置包括基准稳压芯片U1、运放U2、三极管Q1和Q2、二极管D1～D4、电阻R1～R4、可调电阻RV1、二选一开关SW1和SW2、端口Vo+和Vo-、端口AC1和AC2、变压器TR1和电容C1，其中变压器TR1的两输入端分别接端口AC1和AC2，一个输出端接二极管D1的正极和二极管D2的负极，另一个输出端接二极管D3的正极和二极管D4的负极，端口AC1和AC2接220V交流电，二极管D1和D3的负极都接电容C1的正极、电阻R1的一端、运放U2的正电源供电端、三极管Q1和Q2的集电极，二极管D2和D4的正极都接电空C1的负极；运放U2正相输入端接电阻R1的另一端和基准稳压芯片U1的1脚和3脚，反相输入端接电阻R2的一端和电阻R3的一端，负电源供电端接基准稳压芯片U1的2脚、电阻R2的另一端和二选一开关SW1的公共输出端，输出端接电阻R4的一端，电阻R3的另一端接可调电阻RV1的一固定端，可调电阻RV1的另一固定端和移动端都接二选一开关SW2的公共输出端；三极管Q1的基极接电阻R4的另一端，发射极接三极管Q2的基极；基准稳压芯片采用TL431稳压芯片，运放U2采用集成运放LM358。
装置的PCB板上，独立布一条长10厘米以上的导线A1连接三极管Q2的发射极到端口Vo+，独立布一条导线A2连接三极管Q2的发射极到二选一开关SW2的一个输入端，再独立布一条导线A3连接开关SW2的另一个输入端到端口Vo+；独立布一条长10厘米以上的导线B1连接端口Vo-到电容C1的负极，独立布一条导线B2连接二选一开关SW1的一个输入端到电容C1的负极，再独立布一条导线B3连接开关SW1的另一个输入端到输出端口Vo-。
本发明的有益效果是：一种线性直流稳压电源的教学演示装置，应用于电子技术的直流稳压电源的教学，帮助学生理解如何选择负反馈电压取样点，和如何选择基准稳压芯片接地点，以减少直流稳压电源的输出电压误差。
附图说明
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种线性直流稳压电源的教学演示装置，装置包括基准稳压芯片U1、运放U2、三极管Q1和Q2、二极管D1～D4、电阻R1～R4、可调电阻RV1、二选一开关SW1和SW2、端口Vo+和Vo-、端口AC1和AC2、变压器TR1和电容C1，其中变压器TR1的两输入端分别接端口AC1和AC2，一个输出端接二极管D1的正极和二极管D2的负极，另一个输出端接二极管D3的正极和二极管D4的负极，端口AC1和AC2接220V交流电，二极管D1和D3的负极都接电容C1的正极、电阻R1的一端、运放U2的正电源供电端、三极管Q1和Q2的集电极，二极管D2和D4的正极都接电空C1的负极；运放U2正相输入端接电阻R1的另一端和基准稳压芯片U1的1脚和3脚，反相输入端接电阻R2的一端和电阻R3的一端，负电源供电端接基准稳压芯片U1的2脚、电阻R2的另一端和二选一开关SW1的公共输出端，输出端接电阻R4的一端，电阻R3的另一端接可调电阻RV1的一固定端，可调电阻RV1的另一固定端和移动端都接二选一开关SW2的公共输出端；三极管Q1的基极接电阻R4的另一端，发射极接三极管Q2的基极；基准稳压芯片采用TL431稳压芯片，运放U2采用集成运放LM358。
装置的PCB板上，独立布一条长10厘米以上的导线A1连接三极管Q2的发射极到端口Vo+，独立布一条导线A2连接三极管Q2的发射极到二选一开关SW2的一个输入端，再独立布一条导线A3连接开关SW2的另一个输入端到端口Vo+；独立布一条长10厘米以上的导线B1连接端口Vo-到电容C1的负极，独立布一条导线B2连接二选一开关SW1的一个输入端到电容C1的负极，再独立布一条导线B3连接开关SW1的另一个输入端到输出端口Vo-。
端口Vo+和端口Vo-为装置的输出电压端口，也为输出电压值的测量端口。
由于流过导线A2和A3的电流微弱，所以导线A2和A3的压降可忽略不计。空载时，导线A1无电流流过，导线A1无电压损耗，导线A1、A2和A3等电位，无论二选一开关SW2如何选择，负反馈电压取样点与端口Vo+等电位；而当满载时，大电流流过导线A1，导线A1产生dV1＝I*r1的压降(I为负载电流，r1为导线A1的等效电阻)，若开关SW2选择了导线A2，负反馈电压取样点的电位将比端口Vo+的电位高一个dV1值，反之，若开关SW2选择了导线A3，负反馈电压取样点与端口Vo+仍然等电位。综合上述，若开关SW2选择了导线A2，将导致满载时，负反馈电压取样点与端口Vo+的电位不等，是个错误选择，正确选择是选择导线A3，以保证空载和满载时，负反馈电压取样点与端口Vo+始终等电位
由于流过导线B2和B3的电流微弱，所以导线B2和B3的压降可忽略不计。空载时，导线B1无电流流过，导线B1无电压损耗，导线B1、B2和B3等电位，无论二选一开关SW1如何选择，稳压基准芯片U1的接地点与端口Vo-等电位；而当满载时，大电流流过导线B1，导线B1产生dV2＝I*r2的压降(I为负载电流，r2为导线B1的等效电阻)，若开关SW1选择了导线B2，稳压基准芯片U1接地点的电位将比端口Vo-的电位低一个dV2值，反之，若开关SW1选择了导线B3，稳压基准芯片U1接地点与端口Vo-仍然等电位。综合上述，若开关SW1选择了导线B2，将导致满载时，稳压基准芯片U1接地点与端口Vo-电位不等，是个错误选择，正确选择是选择导线B3，以保证空载和满载时，稳压基准芯片U1接地点与端口Vo-始终等电位。
教学演示时，先空载，调节RV1，测量Vo+与Vo-间电压，使空载输出电压误差小于10毫伏；演示正确例，将开关SW1选择导线B3、开关SW2选择导线A3，接5欧负载，测量满载输出电压，观察到满载输出电压约等于空载输出电压，误差达标；演示错误例1，将开关SW1选择导线B3、开关SW2选择导线A2，接5欧负载，测量满载输出电压，观察到满载输出电压比空载输出电压小了一个dV1值，电压误差大于10毫伏，测量导线A1两端的电压，刚好为dV1值；演示错误例2，将开关SW1选择导线B2、开关SW2选择导线A3，接5欧负载，测量满载输出电压，观察到满载输出电压比空载输出电压小了一个dV2值，电压误差大于10毫伏，测量导线B1两端的电压，刚好为dV2值；演示错误例3，将开关SW1选择导线B2、开关SW2选择导线A2，接5欧负载，测量满载输出电压，观察到满载输出电压比空载输出电压小了dV1+dV2，误差大于10毫伏。
Claims (2)
1.一种线性直流稳压电源的教学演示装置，其特征是：装置包括基准稳压芯片U1、运放U2、三极管Q1和Q2、二极管D1～D4、电阻R1～R4、可调电阻RV1、二选一开关SW1和SW2、端口Vo+和Vo-、端口AC1和AC2、变压器TR1和电容C1，其中变压器TR1的两输入端分别接端口AC1和AC2，一个输出端接二极管D1的正极和二极管D2的负极，另一个输出端接二极管D3的正极和二极管D4的负极，端口AC1和AC2接220V交流电，二极管D1和D3的负极都接电容C1的正极、电阻R1的一端、运放U2的正电源供电端、三极管Q1和Q2的集电极，二极管D2和D4的正极都接电空C1的负极；运放U2正相输入端接电阻R1的另一端和基准稳压芯片U1的1脚和3脚，反相输入端接电阻R2的一端和电阻R3的一端，负电源供电端接基准稳压芯片U1的2脚、电阻R2的另一端和二选一开关SW1的公共输出端，输出端接电阻R4的一端，电阻R3的另一端接可调电阻RV1的一固定端，可调电阻RV1的另一固定端和移动端都接二选一开关SW2的公共输出端；三极管Q1的基极接电阻R4的另一端，发射极接三极管Q2的基极；基准稳压芯片采用TL431稳压芯片，运放U2采用集成运放LM358。
2.根据权利要求1所述的一种线性直流稳压电源实训装置，其特征是：装置的PCB板上，独立布一条长10厘米以上的导线A1连接三极管Q2的发射极到端口Vo+，独立布一条导线A2连接三极管Q2的发射极到二选一开关SW2的一个输入端，再独立布一条导线A3连接开关SW2的另一个输入端到端口Vo+；独立布一条长10厘米以上的导线B1连接端口Vo-到电容C1的负极，独立布一条导线B2连接二选一开关SW1的一个输入端到电容C1的负极，再独立布一条导线B3连接开关SW1的另一个输入端到输出端口Vo-。
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN206575340U (zh) * | 2017-03-08 | 2017-10-20 | 广西职业技术学院 | 一种5v直流稳压电源 |
| CN206573967U (zh) * | 2017-03-08 | 2017-10-20 | 广西职业技术学院 | 一种正负可调的直流稳压电源 |
| CN208922586U (zh) * | 2018-03-28 | 2019-05-31 | 广西职业技术学院 | 一种线性直流稳压电源的教学演示装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 邓云 等: ""高精度的数控直流稳压电源的设计"", 《广西职业技术学院学报》, 30 April 2017 (2017-04-30), pages 1 - 4 * |
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