串聯(lián)型直流穩(wěn)壓源.doc

1、 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓源一， 實驗?zāi)康?， 研究單相式整流電容濾波電路的特性。2， 掌握串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。二， 實驗原理電子設(shè)備一般都需要直流電源提供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用于電池和直流發(fā)電機外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。 圖9-1直流穩(wěn)壓電源框圖 直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器整流濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框圖如圖9-1所示。電網(wǎng)供給的交流電壓u1（220v，50hz）經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓u2，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓u3。但這樣的直流輸出電壓，還是會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負(fù)載的變動

2、而變化。在對直流供點要求比較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，一保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。圖9-2 串聯(lián)型穩(wěn)壓電源實驗電路 圖9-2是分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的電路圖。其整流部分為單相橋式整流、點燃濾波電路。穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它由調(diào)整元件（晶體管t1）；比較放大器t2、r7；取樣電路，基準(zhǔn)電壓r3、dw和過流保護電路t3管及電阻r4、r6、r6等組成。整個穩(wěn)壓電路是一個具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載變動引起輸出直流電壓發(fā)生變化時，取樣電路取出輸出電壓 的一部分送入比較放大器，并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)t2放大后送到調(diào)整管t1改變其管壓降，以

3、補償輸出電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 由于在穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，因此流過它的電流與負(fù)載電流一樣大。當(dāng)輸出電流過大或發(fā)生短路時，調(diào)整管會因電流過大或電壓過高而損壞，所以需要對調(diào)整管加以保護。在圖9-2電路中，晶體管t3、r4、r6、r6組成減流型保護電路。此電路設(shè)計在iop=1.2io時開始起保護作用，產(chǎn)生輸出電流減小，輸出電流減小，輸出電壓降低。故障排除后電路應(yīng)能自動恢復(fù)正常工作。在調(diào)試時，若保護提前作用，應(yīng)減少r6值；若作用遲后，則應(yīng)增大r6之值。 穩(wěn)壓電源的主要性能指標(biāo)1. 輸出電壓uo 和輸出電壓調(diào)節(jié)范圍uo=r1+rw+r2 （uz+ube2）r2+rw調(diào)節(jié)可以改

4、變輸出電壓uo。2. 最大負(fù)載電流icm3. 輸出電阻ro輸出電阻ro定義為：當(dāng)輸入電壓ur（穩(wěn)壓電路輸入）保持不變，由于負(fù)載變化而引起的輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比，即ro=uo/io|ur=常數(shù)4. 穩(wěn)壓系數(shù)s（電壓調(diào)整率） 穩(wěn)壓系數(shù)定義為；當(dāng)負(fù)載保持不變，輸出電壓相對變化量與輸入電壓相對變化量之比，即s=uo/uorl=常數(shù)由于工程上常把電網(wǎng)電壓波動+10%做為極限條件，因此也有將此時輸出電壓的相對變化uo/uo做為衡量指標(biāo)，稱為電壓調(diào)整率。5. 紋波電壓 輸出紋波電壓是指在額定負(fù)載條件下，輸出電壓中所含交流分量的有效值（或峰值）。三、實驗設(shè)備與器件1、可調(diào)工頻電源 2、雙蹤示波器

5、3、交流毫伏表 4、直流電壓表5、直流毫安表 6、滑線變阻器200 1a7、晶體三極管 3dg6×2(9011×2),3dg12×1(9013×1) ，晶體二極管 in4007×4 穩(wěn)壓管2cw53×1變阻器、電容器若干四、實驗內(nèi)容1、 整流濾波電路測試圖9-3 整流濾波電路 按圖9-3連接實驗電路。將可調(diào)工頻電源調(diào)至14v ，作為整流電路輸入電壓 u2。1）取 rl=240 ，不加濾波電容，測量直流輸出電壓ul及紋波電壓uo ，并用示波器觀察u2 和ul 波形，記入表9-1。2） 取rl=240,c=470µf 重復(fù)內(nèi)容1

6、）的要求，記入表9-1。3）取rl=120,c=470µf 重復(fù)內(nèi)容1）的要求，記入表9-1。注意1每次改接電路時，必須切斷工頻電源。2 在觀察輸出電壓 波形的過程中，“y軸靈敏度”選鈕位置調(diào)好以后，不要再變動，否則將無法比較各波形的脈動情況。表9-1 u2= v電路形式ul（v）l（v）ul波形rl=240rl=240c=470frl=240c=470f2、 串聯(lián)型穩(wěn)壓電源性能測試3、 切斷工頻電源，在圖9-3基礎(chǔ)上按圖9-2連接實驗電路。1） 初測穩(wěn)壓器輸出端負(fù)載開路，斷開保護電路，接通14v工頻電源，測量整流電路輸入電壓 u2，濾波電路輸出電壓ur（穩(wěn)壓器輸入電壓）及輸出電壓u

7、o。調(diào)節(jié)電位器rw，觀察uo的大小和變化情況，如果uo能跟隨rw線形變化，這說明穩(wěn)壓電路各反饋環(huán)路工作基本正常。否則，說明穩(wěn)壓電路有故障，因為穩(wěn)壓器是一個深負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，只要環(huán)路中任一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障（某管截止或飽和），穩(wěn)壓器就會失去自動調(diào)節(jié)作用。此時可分別檢查基準(zhǔn)電壓uz，輸入電壓 ur，輸出電壓uo，以及比較放大器和調(diào)整管各電極的電位（主要是ube和uce ），分析它們的工作狀態(tài)是否都在線形區(qū)，從而找出不能正常工作的原因。排除故障以后就可以進(jìn)行下一步測試。2） 測量輸出電壓可調(diào)范圍調(diào)節(jié)滑線變阻器使輸出電流 io=100ma 。再調(diào)節(jié)電位器rw ，測量輸出電壓可調(diào)范圍 uominuomax

8、 。且使rw動點在中間位置附近時uo=9v。若不滿足要求，可適當(dāng)調(diào)整r1r2之值。3） 測量各級靜態(tài)工作點調(diào)節(jié)輸出電壓uo=9v ，輸出電流io=100ma ，測量各級靜態(tài)工作點，記入表18-2表9-2 u2=14v uo=9v io=100mat1t2t3ub（v）uc（v）ue（v）4） 測量穩(wěn)壓系數(shù)取 io=100ma ，按表9-3改變整流電路輸入電壓 u2（模擬電網(wǎng)電壓波動），分別測出相應(yīng)的穩(wěn)壓器輸入電壓 ur及輸出直流電壓uo ，記入表18-35） 測量輸出電阻取 u2=14v，改變滑線變阻器位置，使 io為空載、50ma和100ma ，測量相應(yīng)的 uo值，記入表18-4。6） 測量

9、輸出紋波電壓 取u2=14v，uo=9v，io=100ma，測量輸出紋波電壓o，記錄之。7） 調(diào)整過流保護電路8） a、斷開工頻電源，接上保護回路，再接通工頻電源，調(diào)節(jié)rw及rl使uo=9v，io=100ma此時保護電路應(yīng)不起作用。測出t3管各極電位值。b.逐漸減小rl，使io增加到120ma，觀察uo是否下降，并測出保護起作用時t3管各極的電位值。若保護作用過早或遲后，可改變r6之值進(jìn)行調(diào)整。c 用導(dǎo)線瞬時短接一下輸出端，測量uo值，然后去把導(dǎo)線，檢查電路是否自動恢復(fù)正常工作。表9-3 io=100ma測試值計算值u2（v）ux（v）uo（v）s10s1214s2317表9-4 i2=14v

10、測量值計算值io（ma）uo（v）ro（v）空載50ro12=100ro23=1、 9-1所測結(jié)果進(jìn)行全面分析，總結(jié)橋式整流、包括濾波電路的特點。2、 根據(jù)表9-3和表18-4所測數(shù)據(jù)，計算穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)s和輸出電阻ro，并進(jìn)行分析。3、 分析討論實驗中出現(xiàn)的故障及其排除方法。六、預(yù)習(xí)要求1、 復(fù)習(xí)教材中有關(guān)分立元件穩(wěn)壓電源部分的內(nèi)容，并根據(jù)實驗電路參數(shù)估算uo的可調(diào)范圍及uo=9v時t1，t2管的靜態(tài)工作點（假設(shè)調(diào)整管的飽和壓降 uce1s）。2、 說明圖9-2中u2、ur、uo及o的物理意義，并從實驗儀器中選擇合適的測量儀表。3、 在橋式整流電路實驗中，能否用雙蹤示波器同時觀察u2和ul波形為什么？4、 在橋式整流電路中，如果某個二極管發(fā)生開路、短路或反接三種情況，將會出現(xiàn)