一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

1、 研究單相橋式整流、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(cè)試方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)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。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，其原理框圖如圖所示。

電網(wǎng)供給的交流電壓u 1 (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u 2 ，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓u 3 ，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u I 。

但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變動(dòng)而變化。在對(duì)直流供電要求較高的場(chǎng)合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。

橋式整流是利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接。輸入正弦波的正半部分是D2、D4兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，D1、D3兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍，輸出電壓平均值近似為0.9u 2 。

整流后往往會(huì)加濾波穩(wěn)壓，而濾波電路會(huì)改變整流輸出的脈動(dòng)比，電容濾波輸出電壓平均值近似取值為1.2u 2 。

下圖是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的實(shí)驗(yàn)電路圖。其整流部分為單相橋式整流、電容濾波電路。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T 1 ）；比較放大器T 2 、R 7 ；取樣電路R 1 、R 2 、R W ，基準(zhǔn)電壓D W 、R3和過(guò)流保護(hù)電路T3管及電阻R 4 、R 5 、R6等組成。

整個(gè)穩(wěn)壓電路是一個(gè)具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過(guò)程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)引起輸出直流電壓發(fā)生變化時(shí)，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(hào)經(jīng)T2放大后送至調(diào)整管T1的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補(bǔ)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(guò)它的電流與負(fù)載電流一樣大。當(dāng)輸出電流過(guò)大或發(fā)生短路時(shí)，調(diào)整管會(huì)因電流過(guò)大或電壓過(guò)高而損壞，所以需要對(duì)調(diào)整管加以保護(hù)。在電路中，晶體管T 3 、R 4 、R 5 、R6組成減流型保護(hù)電路。

此電路設(shè)計(jì)在I 0P ＝1.2I0時(shí)開(kāi)始起保護(hù)作用，此時(shí)輸出電流減小，輸出電壓降低。故障排除后電路應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)正常工作。在調(diào)試時(shí)，若保護(hù)提前作用，應(yīng)減少R6值；若保護(hù)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U0和輸出電壓調(diào)節(jié)范圍

調(diào)節(jié)RW可以改變輸出電壓U 0 。

2.最大負(fù)載電流I0m

3.輸出電阻R0

輸出電阻 R0 定義為：當(dāng)輸入電壓U I （指穩(wěn)壓電路輸入電壓）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

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(duì)變化量與輸入電壓相對(duì)變化量之比，即

由于工程上常把電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10％做為極限條件，因此也有將此時(shí)輸出電壓的相對(duì)變化△U 0 ／U0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(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件

1、 可調(diào)工頻電源

2、 雙蹤示波器

3、 交流毫伏表

4、 直流電壓表

5、 直流毫安表

6、 滑線變阻器200Ω/1A

晶體三極管 3DG6×2(9011×2)，3DG12×1(9013×1)

晶體二極管 IN4007×4 穩(wěn)壓管 IN4735×1

電阻器、電容器若干

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、 整流濾波電路測(cè)試

按圖連接實(shí)驗(yàn)電路。取可調(diào)工頻電源電壓為14V， 作為整流電路輸入電壓u 2 。

（1） 取R L ＝240Ω，不加濾波電容，測(cè)量直流輸出電壓UL及紋波電壓，并用示波器觀察u2和UL波形，記入表8－1 。

**實(shí)驗(yàn)步驟- **用示波器測(cè)量RL兩端輸出電壓波形，萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量輸出電壓直流量UL。

實(shí)驗(yàn)步驟 - 用萬(wàn)用表交流電壓檔測(cè)量輸出電壓交流量紋波電壓

（2） 取R L ＝240Ω，C＝470μf，重復(fù)內(nèi)容（2）的要求，記入表8－1。

****實(shí)驗(yàn)步驟- ****用示波器測(cè)量RL兩端輸出電壓波形，萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量輸出電壓直流量UL。

實(shí)驗(yàn)步驟 - 用萬(wàn)用表交流電壓檔測(cè)量輸出電壓交流量紋波電壓

（3） 取R L ＝120Ω，C＝470μf，重復(fù)內(nèi)容（1）的要求，記入8－1。

****實(shí)驗(yàn)步驟- ****用示波器測(cè)量RL兩端輸出電壓波形，萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量輸出電壓直流量UL。

~~ 實(shí)驗(yàn)步驟 - 用萬(wàn)用表交流電壓檔測(cè)量輸出電壓交流量紋波電壓。

整流濾波電路測(cè)試結(jié)果：

表8-1 數(shù)據(jù)示例