实验十九直流稳压电源.doc

实验十九 直流稳压电源 晶体管稳压电源一、实验目的1. 研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。2. 掌握稳压管、串联晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法二、实验仪器1双踪示波器 2. 万用表3. 毫伏表三、实验原理1. 稳压管稳压电路如图 19-1 所示 :图 19 1 稳压管稳压实验电路其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路 , 稳压部分分两种情况分析 :(l )若电网电压波动 , 使 UI 上升时 , 则UI Uo Iz IR UR -UO (2) 若负载改变 , 使 IL 增大时 , 则IL IR Uo Iz IR UR-UO从上可知稳压电路必须还要串接一个限流电阻 R, 根据稳压管的伏安特性 , 为防止外接负载 RL 时短路则串上 10O/2W 电阻 , 保护电位器。才能实现稳压。2. 串联晶体管稳压电路如图 19-2 所示 , 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 （19-1）调节 RW1 可以改变输出电压 UO 。2) 最大负载电流 Icm3) 输出电阻 Ro输出电阻 RO 定义为 : 当输入电压 UI( 稳压电路输入 ) 保持不变 , 由于负载变化而引起输出电压变化量与输出电流变化量之比 , 即 （19-2）UO=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 （19-3）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(或峰峰值)。图 19-2 串联型稳压电源实验电路四、实验内容1. 整流滤波电路测试图 19-3 整流滤波电路在稳压源实验模块中 , 按图 19-3 连接实验电路。1) 取 RL=24O 不加滤波电容 , 打开变压器开关 , 用万用表测量直流输出电压 U0 及纹波电压。 并用示波器观察 15V 交流电压和 U0波形 , 记入表 19-1。2) 取 RL=24O,C=1000f, 重复内容1) 的要求 , 记入表 19 1。3）取 RL=12O,C=100Of, 重复内容1) 的要求 , 记入表 19 -1 。 注意 : 每次改接电路时 , 必须切断变压器电源。表 19-l U2=15V绘 出 电 路 图UO U0 波 形RL=24O,RL=24OC=1000fRL=12OC=1000f2. 稳压管稳压电源性能测试(1)按图19-1连接实验电路,UO在开路, 打开变压器开关,用万用表测出稳压源稳压值。(2)接负载时,调节 RL,用万用表测出在稳压情况下的最小负载。(3) 断开变压器开关,把15V交流输入换为7.5V 输入,重复(1)、(2) 内容。3. 串联型稳压电源性能测试对照实验电路图 19-2, 虚线右边在稳压源实验模块中己经连接好了 ,BTP13 输入 , BTP15 输出 ,BTP14 或 BTP16 接地 , 只须从 BTP13 输入整流后电压即可 , 完成电路图 19-2 实验电路图的连接。 1) 开路初测稳压器输出端负载开路 , 接通 15V 变压器输出电源 , 打开变压器开关 , 用万用表直流 电压档测量整流电路输入电压 U2 （即虚线左端二极管组成的整流电路中 1 和 3 两端的电压 , 所测为有效值） , 滤波电路输出电压 UI( 即虚线左端二极管组成的整流电路中 2 和 4 两端的电压 ) 及输出电压 Uo 。调节电位器 RW1， 观察 U0的大小和变化情况 , 如果 Uo 能跟随 RWI 线性变化 , 这说明稳压电路各反馈环路工作基本正常。否则 , 说明稳压电路有故障 , 因为稳压器是一个深负反馈的闭环系统 , 只要环路中任一个环节出现故障 ( 某管截止或饱和 ), 稳压器就会失去自动调节作用。此时可分别检查基准电压 Uz, 输入电压UI , 输出电压 U O , 以及比较放大器和调整管各电极的电位 ( 主要是 UBE 和 UCE), 分析它们的工作状态是否都处在线性 区 , 从而找出不能正常工作的原因。排除故障以后就可以进行下一步测试。同样的断开电源 , 测试 7.5V 整流输入电压时的可调范围。 2) 带负载测量稳压范围带负载为 10O/2W和串联 1K 电位器 RW2, 接通 15V 变压器输出电源 , 打开变压器开关 , 调节 RW2 使输出电流 Io=25mA。 再调节电位器 RW1, 测量输出电压可调范围 UominUomax。 3) 测量各级静态工作点 在 2) 测量稳压范围基础上调节输出电压 Uo=9V, 输出电流IO =25mA, 测量各级静态工作点 , 记入表 19-2.表 19-2 U2=15V Uo=9V Io=25mATlT2T3UB(V)Uc(V)UE(V)4) 测量稳压系数 S取IO =25mA, 按表 19-3 改变整流电路输入电压 U2( 模拟电网电压波动 ), 分别测出相应的稳压器输入电压 UI 及输出直流电压 U O , 记入表 19-3 。5)测量输出电阻Ro取U2=15V, 改变 RW2,使IO为空载、25mA 和50mA,测量相应的Uo值,记入表 19-4 。表 19-3 Io=25mA测 试 值计算值U2(V)UI(V)UO(V)S7.5 S= 159表 19-4 U2=15V测量值计算值IO(mA)Uo(V)Ro()空载RO12= 25 9RO23= 506