实验8整流、滤波及稳压电路.ppt

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1、电工学实验8,整流、滤波及稳压电路,整流、滤波及稳压电路,一、实验目的 1、熟悉单相半波、全波、桥式整流电路 2、观察了解电容滤波作用 3、了解并联稳压电路 4、研究稳压电源的主要特性，掌握串联稳压电路的工作原理。5、学会稳压电源的调试及测量方法。6、掌握直流稳压电源主要参数测试方法。二、实验原理 1、稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路几部分组成，结构框图如下：,整流、滤波及稳压电路,二、实验原理 1、电源变压器的作用是把220V电网电压变换成符合整流电路所需的电 压。整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变换成脉动的直流 电。本实验采用单相桥式整流电路。滤波电路：整流电路

2、输出的电压是脉动的，即含有直流分量，又有 交流分量，经过滤波电路后，可将大部分交流分量滤掉，从而使波形变 得比较平滑的直流电压。本实验采用电容器滤波。稳压电路：由于整流、滤波电路输出的直流电压稳定性较差，当电 网电压波动或负载变化时输出的电压也随之变化，采用稳压电路后，输 出电压的稳定程度将大为提高。本实验采用并联稳压电路、串联稳压电 路、集成稳压器。,整流、滤波及稳压电路,二、实验原理 2、直流稳压电源的技术指标 直流稳压电源的技术指标可分为两种。一种是表示其基本特性的，称为特性指标，如允许的输入电压Ui、输出电压Uo、电压调节范围Uo和输出的最大电流等。另一种是表示稳压电源质量优劣的质量指

3、 标，如稳压系数Sr、输出电阻Ro、最大输出纹波电压等。各质量指标的 定义是：（1）稳压系数Sr是在保持输出电流Io不变的情况下，输出电压与输 入电压相对变化量之比，即。Sr是表示 稳压电源稳压性能的最重要的指标。一般。,整流、滤波及稳压电路,二、实验原理 2、直流稳压电源的技术指标（2）输出电阻Ro是保持输入电压Ui不变时，输出电压的变化量Uo 与输出电流变化量Io之比，即。Ro是稳压电源 的另一个重要指标，它表示电源驱动负载的能力接近理想电压源的程 度，其值越小越好，一般在。（3）最大输出纹波电压是指在输出额定电流时，输出纹波电压的有 效值。纹波越小，表示稳压性能越高，一般在毫伏数量级，经

4、特殊处 理可做到V数量级。3、串联型直流稳压电源的组成及电压调节 图13-1是串联型直流稳压电源的基本结构，它包括采样电阻R1、R2，基准电源Dz，电压比较放大器T1，电压调整管T2和滤波电容C1、C2及各种保护电路等三部分组成。,整流、滤波及稳压电路,二、实验原理 3、串联型直流稳压电源 的组成及电压调节 图13-1是串联型直流 稳压电源的基本结构，它 包括采样电阻R1、R2，基 准电源Dz，电压比较放大 器T1，电压调整管T2和滤 波电容C1、C2及各种保护 电路等三部分组成。因为在稳压电源主回 路中电压调整管T2是与负 载RL串联的，故称串联型 稳压电源。电阻R3既是T1 的集电极负载电

5、阻，又是的基极偏流电阻。稳压电源的工作过程是：当输入端加电压Ui时，由于T2、R3以及(R1+R2)RL构成射极输出器，,图13-1 串联式稳压电源的基本结构,整流、滤波及稳压电路,二、实验原理 3、串联型直流稳压电源的组成及电压调节 其输出电压Uo将跟随T2的基极电位逐渐升高。当Uo还小于Dz的击穿电压 时，T1射极电位UE1 Uo。，T1的发射 结处于反向偏置状态，因此T1不导通，此时IC1=0。流过R3的电流全部注入T2的基极，促进T2的进一步导通，UCE2下降，Uo逐渐上升。直至Uo等于Dz的击穿电压而被击穿使UE1稳定不变，此时Uo进一步增加将使UB1-UE10.6V，T1导通。IC

6、1的产生，此时电压调节作用的开始。这时流过R3的电流为IR3=IB2IC1。当由于某种原因使输出电压Uo降低时，U0 UBE1IC1UB2IB2UCe2U0。反之亦然。,UE1不变,整流、滤波及稳压电路,二、实验仪器 1、示波器 2、数字万用表 3、直流毫安表 三、实验内容 1、半波整流电 路：实验电路如 图13-2所示,用 示波器观察UZ及 UL的波形.并测量 UZ、UD、UL。,图13-2,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 2、桥式整流电路：实验电路如图13-3所示,用示波器观察UZ及UL的 形。并测量UZ、UD、UL。,图13-3,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 3、电容滤波电路：

7、实验电路如图13-4 所示。(1)当RL=1K 时，分别将不同的 电容接入电路，用 示波器观察UL波形，用万用表的电压档 测量UL并记录。(2)将RL=1K 改为150时，重复 上述实验。,图13-10 电容滤波电路,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 4、并联稳压电路：实验电路 如图13-11所示。(1)电源输入电压不变,负 载变化时电路的稳压性能。改变负载电阻RL使负载电 流IL=1mA，5mA，10mA时，分 别测量UL、UR、IL、IR，计算 电源输出电阻。(2)负载不变，电源电压 变化时电路的稳压性能。用可调的直流电压变化 模拟220V电源电压变化，电路接入前将可调电源调到10V，然

8、后调到,图13-5 并联稳压电路,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 4、并联稳压电路：8V、9V、11V、12V，按表13-1内容测量填表,并计算稳压系数。,表13-1,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 5、串联稳压电路(1)静态调试 按图13-6接线，负载RL开路，既稳压电源空载。,图13-6,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 5、串联稳压电路(1)静态调试 将电源调到9V，接到Ui端。再调电位器RP，使UO6V。测量各 三极管的三个管脚对地的电压。调试输出电压的调节范围。调节RP，观察输出电压UO的变化 情况。记录UO的最大和最小值。(2)动态测量 测量电源稳压特性。使稳压电源处于空

9、载状态，调电源电位器，模拟电网电压波 动10%：即Ui由8V变到10V。测量相应的UO，根据 计算稳压系数。,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 5、串联稳压电路(2)动态测量 测量稳压电源内阻。稳压电源的负载电流I由空载变化到额定值I=100mA时，测 量输出电压UO的变化量即可求出内阻。测量过程 中，使Ui=9V保持不变。测试输出的纹波电压。将图13-6的电压输入端接到图13-7的整流滤波电路输出端（即 接通Aa，Bb），在负载电流I=100mA条件下，用示波器观察 稳压电源输入输出中的交流分量，描绘其波形。用晶体管毫伏表，测量交流分量的大小。,整流、滤波及稳压电路,三、实验内容 5、串联稳压电路（3）输出保护 在电源输出端接上负载同时串接电流表。并用电压表监视输 出电压，逐渐减小RL值，直到短路，注意LED发光二极管逐渐变 亮，记录此时的电压、电流值。逐渐加大RL值，观察并记录输出电压、电流值。注意：此实验内容短路时间应尽量短（不超过5秒），以防元 器件过热。,