串联型直流稳压电源实验：九 串联型直流稳压电源

一， 实验目的

1， 研究单相式整流`电容滤波电路的特性。

2， 掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。

二， 实验原理

电子设备一般都需要直流电源提供电。这些直流电除了少数直接利用于电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。

图9-1直流稳压电源框图

  直流稳压电源由电源变压器`整流`滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图9-1所示。电网供给的交流电压U1（220V，50HZ）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压U3。但这样的直流输出电压，还是会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供点要求比较高的场合，还需要使用稳压电路，一保证输出直流电压更加稳定。

图9-2   串联型稳压电源实验电路

  图9-2是分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。其整流部分为单相桥式整流、点燃滤波电路。稳压部分为串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管T1）；比较放大器T2、R7；取样电路，基准电压R3、DW和过流保护电路T3管及电阻R4、R6、R6等组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压 的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T2放大后送到调整管T1改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。

  由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏，所以需要对调整管加以保护。在图9-2电路中，晶体管T3、R4、R6、R6组成减流型保护电路。此电路设计在IOP=1.2IO时开始起保护作用，产生输出电流减小，输出电流减小，输出电压降低。故障排除后电路应能自动恢复正常工作。在调试时，若保护提前作用，应减少R6值；若作用迟后，则应增大R6之值。                        

稳压电源的主要性能指标

1. 输出电压UO 和输出电压调节范围

UO=R1+RW+R2    （UZ+UBE2）

 R2+RW``

调节可以改变输出电压Uo。

2. 最大负载电流Icm

3. 输出电阻Ro

输出电阻Ro定义为：当输入电压Ur（稳压电路输入）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即

Ro=△Uo/△Io|Ur=常数

4. 稳压系数S（电压调整率）

 稳压系数定义为；当负载保持不变，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比，即

S=△Uo/Uo∣Rl=常数

由于工程上常把电网电压波动+10%做为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化△Uo/Uo做为衡量指标，称为电压调整率。

5. 纹波电压

输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所含交流分量的有效值（或峰值）。

三、实验设备与器件

1、可调工频电源     2、双踪示波器

3、交流毫伏表     4、直流电压表

5、直流毫安表        6、滑线变阻器200Ω 1A

7、晶体三极管 3DG6×2(9011×2),3DG12×1(9013×1)   ，

晶体二极管 IN4007×4     稳压管2CW53×1

变阻器、电容器若干

四、实验内容

1、 整流滤波电路测试

 

图9-3 整流滤波电路

按图9-3连接实验电路。将可调工频电源调至14V ，作为整流电路输入电压 U2。

1）取 Rl=240Ω   ，不加滤波电容，测量直流输出电压UL及纹波电压Uo ，并用示波器观察U2 和UL 波形，记入表9-1。

2） 取Rl=240Ω,C=470µf 重复内容1）的要求，记入表9-1。

3）取Rl=120Ω,C=470µf 重复内容1）的要求，记入表9-1。

注意

1每次改接电路时，必须切断工频电源。

2 在观察输出电压 波形的过程中，“Y轴灵敏度”选钮位置调好以后，不要再变动，否则将无法比较各波形的脉动情况。