实验8整流滤波及稳压电路ppt课件

1、电工学实验8整流、滤波整流、滤波及稳压电路及稳压电路 整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路一、实验目的一、实验目的 1 1、熟习单相半波、全波、桥式整流电路、熟习单相半波、全波、桥式整流电路 2 2、察看了解电容滤波作用、察看了解电容滤波作用 3 3、了解并联稳压电路、了解并联稳压电路 4 4、研讨稳压电源的主要特性，掌握串联稳压电路的任务原理。、研讨稳压电源的主要特性，掌握串联稳压电路的任务原理。 5 5、学会稳压电源的调试及丈量方法。、学会稳压电源的调试及丈量方法。 6 6、掌握直流稳压电源主要参数测试方法。、掌握直流稳压电源主要参数测试方法。二、实验原理二、实验原理 1 1、稳压电源

2、通常由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路几部分组、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，构造框图如下：成，构造框图如下： 整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路二、实验原理二、实验原理 1 1、电源变压器的作用是把、电源变压器的作用是把220V220V电网电压变换成符合整流电路所需的电电网电压变换成符合整流电路所需的电 压。压。 整流电路是利用二极管的单导游电性，将交流电变换成脉动的直流整流电路是利用二极管的单导游电性，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。电。本实验采用单相桥式整流电路。 滤波电路：整流电路输出的电压是脉动的，即含有直流分量，又

3、有滤波电路：整流电路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。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 网电压动摇或负载变化时输出的电压也随之变化，采用稳压电路后，输网电压动摇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、串联稳压电出电压的稳定程度

4、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。路、集成稳压器。整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路二、实验原理二、实验原理 2 2、直流稳压电源的技术目的、直流稳压电源的技术目的 直流稳压电源的技术目的可分为两种。一种是表示其根本特性的，直流稳压电源的技术目的可分为两种。一种是表示其根本特性的，称为特性目的，如允许的输入电压称为特性目的，如允许的输入电压UiUi、输出电压、输出电压UoUo、电压调理范围、电压调理范围UoUo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 标，如稳压系数标，如稳压系数SrSr

5、、输出电阻、输出电阻RoRo、最大输出纹波电压等。各质量目的的、最大输出纹波电压等。各质量目的的 定义是：定义是： 1 1稳压系数稳压系数SrSr是在坚持输出电流是在坚持输出电流IoIo不变的情况下，输出电压与输不变的情况下，输出电压与输 入电压相对变化量之比，即入电压相对变化量之比，即 。 Sr Sr是表示是表示 稳压电源稳压性能的最重要的目的。普通稳压电源稳压性能的最重要的目的。普通 。 0ii00iii00rUUUUUUUUS042r1010S整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路二、实验原理二、实验原理 2 2、直流稳压电源的技术目的、直流稳压电源的技术目的 2 2输出电阻输出电阻R

6、oRo是坚持输入电压是坚持输入电压UiUi不变时，输出电压的变化量不变时，输出电压的变化量UoUo 与输出电流变化量与输出电流变化量IoIo之比，即之比，即 。 Ro Ro是稳压是稳压电源电源 的另一个重要目的，它表示电源驱动负载的才干接近理想电压源的程的另一个重要目的，它表示电源驱动负载的才干接近理想电压源的程 度，其值越小越好，普通在度，其值越小越好，普通在 。 3 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，普通在毫伏数量级，经特殊处效值。纹波越小，表示稳压性能越高，普通在毫伏数量级，经

7、特殊处 理可做到理可做到VV数量级。数量级。3 3、串联型直流稳压电源的组成及电压调理、串联型直流稳压电源的组成及电压调理 图图13-113-1是串联型直流稳压电源的根本构造，它包括采样电阻是串联型直流稳压电源的根本构造，它包括采样电阻R1R1、 R2 R2，基准电源，基准电源DzDz，电压比较放大器，电压比较放大器T1 T1 ，电压调整管，电压调整管T2T2和滤波电容和滤波电容C1C1、 C2 C2及各种维护电路等三部分组成。及各种维护电路等三部分组成。 0U0I0U0Ri311010整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路二、实验原理二、实验原理 3 3、串联型直流稳压电源、串联型直流稳压

8、电源 的组成及电压调理的组成及电压调理 图图13-113-1是串联型直流是串联型直流 稳压电源的根本构造，它稳压电源的根本构造，它 包括采样电阻包括采样电阻R1R1、R2R2，基，基 准电源准电源DzDz，电压比较放大，电压比较放大 器器T1T1，电压调整管，电压调整管T2T2和滤和滤 波电容波电容C1C1、C2C2及各种维护及各种维护 电路等三部分组成。电路等三部分组成。 由于在稳压电源主回由于在稳压电源主回 路中电压调整管路中电压调整管T2T2是与负是与负 载载RLRL串联的，故称串联型串联的，故称串联型 稳压电源。电阻稳压电源。电阻R3R3既是既是T1T1 的集电极负载电阻，又是的基极偏

9、流电阻。稳压电源的任务过程是：当的集电极负载电阻，又是的基极偏流电阻。稳压电源的任务过程是：当输入端加电压输入端加电压UiUi时，由于时，由于T2T2、R3R3以及以及(R1+ R2) RL(R1+ R2) RL构成射极输出器，构成射极输出器，图图13-1 13-1 串联式稳压电源的根本构造串联式稳压电源的根本构造整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路二、实验原理二、实验原理 3 3、串联型直流稳压电源的组成及电压调理、串联型直流稳压电源的组成及电压调理 其输出电压其输出电压UoUo将跟随将跟随T2T2的基极电位逐渐升高。当的基极电位逐渐升高。当UoUo还小于还小于DzDz的击穿电压的击穿电

10、压 时，时，T1T1射极电位射极电位UE1 UoUE1 Uo。 ， T1 T1的发射的发射 结处于反向偏置形状，因此结处于反向偏置形状，因此T1T1不导通，此时不导通，此时IC1=0IC1=0。流过。流过R3R3的电流全部的电流全部注入注入T2T2的基极，促进的基极，促进T2T2的进一步导通，的进一步导通，UCE2UCE2下降，下降， Uo Uo逐渐上升。直至逐渐上升。直至UoUo等于等于DzDz的击穿电压而被击穿使的击穿电压而被击穿使UE1UE1稳定不变，此时稳定不变，此时UoUo进一步添加将使进一步添加将使UB1-UE1UB1-UE10.6V0.6V， T1 T1导通。导通。IC1IC1的

11、产生，此时电压调理作用的开场。这的产生，此时电压调理作用的开场。这时流过时流过R3R3的电流为的电流为IR3=IB2IR3=IB2IC1IC1。当由于某种缘由使输出电压。当由于某种缘由使输出电压UoUo降低降低时，时， U0 UBE1IC1UB2IB2UCe2U0 U0 UBE1IC1UB2IB2UCe2U0。反之亦。反之亦然。然。)(0212001URRRFUFUUBUE1UE1不不变变整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路二、实验仪器二、实验仪器 1 1、示波器、示波器 2 2、数字万用表、数字万用表 3 3、直流毫安表、直流毫安表 三、实验内容三、实验内容 1 1、半波整流电、半波整流

12、电 路：实验电路如路：实验电路如 图图13-213-2所示所示, , 用用 示波器察看示波器察看UZUZ及及 ULUL的波形的波形. .并丈量并丈量 UZUZ、UDUD、ULUL。图图13-2 13-2 整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、实验内容 2 2、桥式整流电路：实验电路如图、桥式整流电路：实验电路如图13-313-3所示所示, ,用示波器察看用示波器察看UZUZ及及ULUL的的 形。并丈量形。并丈量UZUZ、UDUD、ULUL。图图13-313-3整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、实验内容 3 3、电容滤波电路：、电容滤波电路： 实验电路如图

13、实验电路如图13-413-4 所示。所示。 (1) (1) 当当RL=1KRL=1K 时，分别将不同的时，分别将不同的 电容接入电路，用电容接入电路，用 示波器察看示波器察看ULUL波形，波形， 用万用表的电压档用万用表的电压档 丈量丈量ULUL并记录。并记录。 (2)(2)将将RL=1KRL=1K 改为改为150150时，反复时，反复 上述实验。上述实验。图图13-10 13-10 电容滤波电路电容滤波电路 整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、实验内容 4 4、并联稳压电路：实验电路、并联稳压电路：实验电路 如图如图13-1113-11所示。所示。 (1)(1)电源输入电

14、压不变电源输入电压不变, ,负负 载变化时电路的稳压性能。载变化时电路的稳压性能。 改动负载电阻改动负载电阻RLRL使负载电使负载电 流流IL=1mAIL=1mA，5mA5mA，10mA10mA时，分时，分 别丈量别丈量ULUL、URUR、ILIL、IRIR，计算，计算 电源输出电阻。电源输出电阻。 (2)(2)负载不变，电源电压负载不变，电源电压 变化时电路的稳压性能。变化时电路的稳压性能。 用可调的直流电压变化用可调的直流电压变化 模拟模拟220V220V电源电压变化，电路接入前将可调电源调到电源电压变化，电路接入前将可调电源调到10V10V，然后调到，然后调到图图13-5 13-5 并联

15、稳压电路并联稳压电路整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、实验内容 4 4、并联稳压电路：、并联稳压电路： 8V8V、9V9V、11V11V、12V12V，按表，按表13-113-1内容丈量填表内容丈量填表, ,并计算稳压系数。并计算稳压系数。UiUiUL(V)UL(V)IR(mA)IR(mA)IL(mA)IL(mA)10V10V8V8V9V9V11V11V12V12V表表13-1 13-1 整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、实验内容 5 5、串联稳压电路、串联稳压电路 (1) (1)静态调试静态调试 按图按图13-613-6接线，负载接线，负载RLRL

16、开路，既稳压电源空载。开路，既稳压电源空载。图图13-613-6整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、实验内容 5 5、串联稳压电路、串联稳压电路 (1) (1)静态调试静态调试 将电源调到将电源调到9V9V，接到，接到UiUi端。再调电位器端。再调电位器RPRP，使，使UOUO6V6V。丈量。丈量各各 三极管的三个管脚对地的电压。三极管的三个管脚对地的电压。 调试输出电压的调理范围。调理调试输出电压的调理范围。调理RP RP ，察看输出电压，察看输出电压UOUO的变化的变化 情况。记录情况。记录UOUO的最大和最小值。的最大和最小值。 (2) (2)动态丈量动态丈量 丈量电

17、源稳压特性。丈量电源稳压特性。 使稳压电源处于空载形状，调电源电位器，模拟电网电压波使稳压电源处于空载形状，调电源电位器，模拟电网电压波 动动10%10%：即：即UiUi由由8V8V变到变到10V10V。丈量相应的。丈量相应的UOUO，根据，根据 计算稳压系数。计算稳压系数。I/VIV0/V0VS 整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、实验内容 5 5、串联稳压电路、串联稳压电路 (2) (2)动态丈量动态丈量 丈量稳压电源内阻。丈量稳压电源内阻。 稳压电源的负载电流稳压电源的负载电流I I由空载变化到额定值由空载变化到额定值I I=100mA=100mA时，测时，测 量输出

18、电压量输出电压UOUO的变化量即可求出内阻的变化量即可求出内阻 。丈量过程。丈量过程 中，使中，使Ui =9VUi =9V坚持不变。坚持不变。 测试输出的纹波电压。测试输出的纹波电压。 将图将图13-613-6的电压输入端接到图的电压输入端接到图13-713-7的整流滤波电路输出端即的整流滤波电路输出端即 接通接通AaAa，BbBb，在负载电流，在负载电流I I=100mA=100mA条件下，用示波器察看条件下，用示波器察看 稳压电源输入输出中的交流分量，描画其波形。用晶体管毫伏表，稳压电源输入输出中的交流分量，描画其波形。用晶体管毫伏表， 丈量交流分量的大小。丈量交流分量的大小。 100%IVrL00整流、滤涉及稳压电路整流、滤涉及稳压电路三、实验内容三、