電子測量儀器課件 項目2 直流穩(wěn)壓電源的使用

學習目標：了解直流穩(wěn)壓電源的組成，熟悉直流穩(wěn)壓電源面板上常用旋鈕的作用，掌握直流穩(wěn)壓電源的使用方法和操作技巧，會對直流穩(wěn)壓電源進行檢測，調(diào)節(jié)輸出所需電壓。培養(yǎng)學生規(guī)范操作，安全用電的職業(yè)素養(yǎng)。項目2直流穩(wěn)壓電源的使用任務(wù)1認識直流穩(wěn)壓電源

【任務(wù)描述】了解直流穩(wěn)壓電源工作原理、電路構(gòu)成、技術(shù)指標及特性，了解直流穩(wěn)壓電源的面板結(jié)構(gòu)，各旋鈕功能及作用。【任務(wù)分析】基于電子線路基礎(chǔ)知識，理解直流穩(wěn)壓電源的組成，性能、技術(shù)指標及操作原理，在實驗中熟悉直流穩(wěn)壓電源的使用方法和操作技巧?！局R鏈接】1.直流穩(wěn)壓電源的組成2.直流穩(wěn)壓電源的主要指標3.直流穩(wěn)壓電源的基本操作1.1直流穩(wěn)壓電源的方框圖

直流穩(wěn)壓電源由四部分組成：電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路。如圖2-1所示。交流電（市電）經(jīng)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等電路作用變換為直流電。

圖2-1直流穩(wěn)壓電源的組成220V50Hz電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路直流電壓（1）電源變壓器將電網(wǎng)交流電壓變?yōu)檎麟娐匪璧慕涣麟妷海话愦渭夒妷盒∮诔跫夒妷?。?）整流電路將變壓器次級交流電壓變成單向的脈動直流電壓，稱為整流電壓，它包含直流成份和許多諧波分量。（3）濾波電路

濾除整流輸出電壓中的諧波分量，輸出比較平滑的直流電壓。該電壓往往隨電網(wǎng)電壓和負載電流的變化而變化。經(jīng)整流濾波后的電壓不穩(wěn)，其主要原因有：①交流電網(wǎng)的電壓有±10%左右的波動；②整流濾波電路存在內(nèi)阻，負載變化時，在內(nèi)阻上的壓降也會變化；③在整流穩(wěn)壓電路中，采用的半導體器件因環(huán)境溫度變化，也會造成電壓變化。（4）穩(wěn)壓電路

它能在電網(wǎng)電壓和負載電流變化時，保持輸出直流電壓的穩(wěn)定。它是直流穩(wěn)壓電源的重要組成部分，決定著直流電源的重要性能指標。1.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電源

晶體管串聯(lián)型穩(wěn)壓電源典型電路，如圖2-2所示。圖2-2串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路電路由變壓器、整流二極管D1-D4、濾波電容C、穩(wěn)壓電路組成。市電ui經(jīng)變壓器降壓輸出次級電壓u2，u2經(jīng)整流、濾波輸出脈動電壓u1，u1送到穩(wěn)壓電路,經(jīng)穩(wěn)壓后輸出uo。穩(wěn)壓電路由調(diào)整管T1，取樣電阻R1、RW、R2、比較放大管T2、基準電源DZ等組成負反饋穩(wěn)壓電路。調(diào)整管串聯(lián)在濾波電路和負載之間，相當于一個可變電阻，如果輸出電壓升高了，則其阻值相應(yīng)增大，使輸出電壓降下來；反之，輸出電壓下降了，則其阻值減小，使輸出電壓上升。實現(xiàn)負反饋穩(wěn)壓。圖2-3HD1766-2直流穩(wěn)壓電源實物面板2.直流穩(wěn)壓電源的主要指標

穩(wěn)定電源大多是電子儀器、電子控制設(shè)備等用電設(shè)備對電源提出的要求而設(shè)置的，因此，穩(wěn)定電源應(yīng)滿足用電設(shè)備對電源的要求。這種對電源的要求可分為兩類：一類是用電設(shè)備所需要的電壓、電流，以及電壓、電流所能調(diào)節(jié)的范圍等；一類是對所需要的電壓或電流的穩(wěn)定程度提出要求，通常還要求紋波、噪聲、溫漂、時漂等不得大于某一規(guī)定值。按照這些要求所生產(chǎn)的穩(wěn)定電源，它能輸出的電壓、電流及其調(diào)節(jié)范圍等，稱為電源的特性指標；它的電壓或電流穩(wěn)定度，紋波等，則稱為電源的技術(shù)指標或質(zhì)量指標。

電源的特性指標很簡單，電源的技術(shù)指標則有一確定的含義，現(xiàn)對主要的電源指標分述如下。2.1特性指標

（1）最大輸出電流它主要取決于主調(diào)整管的最大允許耗散功率和最大允許工作電流。（2）輸出電壓和電壓調(diào)節(jié)范圍按照負載的要求來決定。如果需要的是固定電源的設(shè)備，其穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)范圍最好是小些，電壓值一旦調(diào)定就不可改變。對于商用電源，其輸出范圍都從零伏起調(diào)，調(diào)壓范圍要寬些，且連續(xù)可調(diào)。（3）效率穩(wěn)壓電源本身是個換能器，在能量轉(zhuǎn)換時有能量損耗，這就存在轉(zhuǎn)換的效率問題。要提高效率主要是要降低調(diào)整管的功耗，這樣即節(jié)能，又提高了電源的工作可靠性。（4）保護特性在直流穩(wěn)壓電源中，當負載出現(xiàn)過載或短路時，會使調(diào)整管損壞，因此，電源中必須有快速響應(yīng)的過流、短路保護電路。另外，當穩(wěn)壓電源出現(xiàn)故障時，輸出電壓過高，就有可能損壞負載。因此，還要求有過壓保護電路。2.2技術(shù)指標

（1）電壓調(diào)整率（Sv）當市電電網(wǎng)變化時（±10%的變化是在規(guī)定允許范圍內(nèi)），輸出直流電壓也相應(yīng)的變化。而穩(wěn)壓電源就應(yīng)盡量減小這種變化。電壓穩(wěn)定度表征電源對市電電網(wǎng)變化的抑制能力。表征電源對市電電網(wǎng)變化的抑制能力也用電壓調(diào)整率Sv表示。其電壓調(diào)整率Sv的定義：當電網(wǎng)變化10%時輸出電壓相對變化量的百分比。 （1-1）式（1-1）中Sv值越小，表示穩(wěn)壓性能越好。（2）內(nèi)阻（rn）

當負載電流變化時，電源的輸出電壓也會發(fā)生變化，變化數(shù)值越小越好。內(nèi)阻正是表征電源對負載電流變化的抑制能力。電源內(nèi)阻rn的定義：當市電電網(wǎng)交流電壓不變情況下，電源輸出電壓變化量ΔUo與輸出電流變化量ΔIo之比，即

rn= （1-2）顯然，rn越小，抑制能力越強。（3）電流調(diào)整率

電流調(diào)整率SI是指在輸入電壓Ui恒定的情況下，負載電流IL從零變到最大時，輸出電壓Uo的相對變化量的百分比，即

SI= （1-3）從式（1-3）可以看出，SI越小，說明電流的調(diào)整率越好。（4）紋波系數(shù)（So）

穩(wěn)壓電源輸出電壓中，存在著紋波，它是輸出電壓中包含的交流分量。如果紋波電壓太大，對音響設(shè)備就可能產(chǎn)生雜音，對電視就可能產(chǎn)生圖像扭動、滾動干擾等。輸出電壓中的交流分量的大小，常用紋波系數(shù)So表示，即

So

= （1-4）式中Umn是輸出電壓中交流分量基波最大值；Uo是輸出電壓中的直流分量。由式（1-4）可知，So越小說明紋波干擾越小。（5）溫度系數(shù)

溫度系數(shù)是用來表示輸出電壓溫度的穩(wěn)定性。在輸入電壓Ui和輸出電流Io不變的情況下，由于環(huán)境溫度T變化引起輸出電壓Uo的漂移量，稱為溫度系數(shù)ST，即

ST= （1-5）ST越小，說明電源輸出電壓隨溫度變化而產(chǎn)生的漂移量越小，電源工作就越穩(wěn)定。3.直流穩(wěn)壓電源的基本操作

3.1直流穩(wěn)壓電源操作要點（1）開機①先將電壓調(diào)節(jié)旋鈕旋轉(zhuǎn)到最小位置（一般是逆時針旋轉(zhuǎn)為減?。?，對于有限流功能的電源，再將穩(wěn)流旋鈕旋轉(zhuǎn)到最小位置。②將直流穩(wěn)壓電源的電源線插頭接到交流電插座上，打開直流穩(wěn)壓電源的開關(guān)。（2）調(diào)壓①旋轉(zhuǎn)限流旋鈕對穩(wěn)流數(shù)值作適當?shù)恼{(diào)節(jié)。②旋轉(zhuǎn)調(diào)壓旋鈕，根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸出電壓值。（3）關(guān)機①做完實驗后先將全部的調(diào)壓、限流旋鈕旋轉(zhuǎn)到最小位置，再關(guān)閉穩(wěn)壓電源開關(guān)，②最后再拆連接電路所用的導線。3.2直流穩(wěn)壓電源使用注意事項

（1）使用前，應(yīng)先檢查電網(wǎng)電壓與直流穩(wěn)壓電源額定輸入電壓是否一致。（2）應(yīng)注意所需直流電壓的極性。如果需要輸出正電壓，則應(yīng)先將電源輸出端“-”極接用電設(shè)備的“地”端，將端子“+”極接所需正電壓端。如果需要輸出負電壓，則需要按上述方法反接一下。（3）應(yīng)檢查輸出電壓是否符合使用要求，以保證用電設(shè)備正?？煽康毓ぷ?。檢查內(nèi)容有：直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的大小、調(diào)節(jié)范圍、穩(wěn)定程度、紋波電壓、過流保護。（4）穩(wěn)壓電源的開關(guān)不能作為電路開關(guān)隨意開和關(guān)。（5）應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境條件下使用直流穩(wěn)壓電源?！救蝿?wù)實施】表2-1測量器材序號器材名稱型號數(shù)量作用1

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任務(wù)2直流穩(wěn)壓電源的使用

【任務(wù)描述】熟悉直流穩(wěn)壓電源的特性，能夠熟練使用直流穩(wěn)壓電源完成檢測操作?！救蝿?wù)分析】了解YB1700直流穩(wěn)壓電源使用特性，熟悉直流穩(wěn)壓電源面板結(jié)構(gòu)及旋鈕按鈕的作用，了解其性能指標，要掌握直流穩(wěn)壓電源的使用方法和操作技巧，更進一步理解直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標，對部分指標進行測量和分析?！局R鏈接】

1.YB1700系列直流穩(wěn)壓電源使用特性2.保養(yǎng)和儲存3.YB1700系列直流穩(wěn)壓電源面板4.YB1713系列直流穩(wěn)壓電源技術(shù)參數(shù)【知識鏈接】

1.YB1700系列直流穩(wěn)壓電源使用特性（1）外形美觀、使用方便，精度高，穩(wěn)定性好；（2）具有穩(wěn)壓穩(wěn)流功能，雙路具有跟蹤功能，串聯(lián)可產(chǎn)生64V電壓；（3）紋波小；（4）輸出調(diào)節(jié)分辨率高。2.保養(yǎng)和儲存（1）小心輕放；（2）經(jīng)常用干凈軟布擦拭顯示窗口；（3）儲存最佳室溫：-10—+60℃。3.YB1700系列直流穩(wěn)壓電源面板圖2-6YB1731直流穩(wěn)壓電源面板圖圖2-7YB1731直流穩(wěn)壓電源實物表2-5面板功能鍵及其作用4.YB1713系列直流穩(wěn)壓電源技術(shù)參數(shù)4.YB1731系列直流穩(wěn)壓電源的基本操作檢查接線后，將電源線入電源的交流插孔表2-7面板功能的設(shè)置電源（POWER）電源開關(guān)鍵彈出電源線接上交流220V電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕（VOLTAGE）調(diào)至中間位置跟蹤開關(guān)（TRACK）置彈出位置電流調(diào)節(jié)旋鈕（CURRENT）調(diào)至中間位置+GND-“-”端接地電壓/電流開關(guān)（V/I）置彈出位置

一般檢查項目

所有控制鍵如上設(shè)置后，打開電源。（1）調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋鈕，顯示窗口的電壓值應(yīng)相應(yīng)變化。順時針調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋，指示由小變大，逆時針調(diào)節(jié)時，指示由大變小。（2）輸出端口應(yīng)有輸出。（3）電