串联型晶体管稳压电源

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1、串联型晶体管稳压电源一、实验目的　1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。　2、掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。二、实验设备与器件　1、可调工频电源2、双踪示波器3、万用表4、滑线变阻器5、体三极管、晶体二极管、稳压管、电阻器、电容器若干三、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干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。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13－1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

2、压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，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uI。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。图13－1直流稳压电源框图　　图13－2是由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、电容滤波电路。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R1、R2、RW，基准电压DW、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。整个稳压电路是一个

3、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放大后送至调整管T1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。（A）（B）图13－2串联型稳压电源实验电路　　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13－2电路中，晶体管T3、R4、R5、R6组成减流型保护电路。此电路设计在I0P＝

4、1.2I0时开始起保护作用，此时输出电流减小，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；若保护作用迟后，则应增大R6之值。　　稳压电源的主要性能指标:1、输出电压U0和输出电压调节范围调节RW可以改变输出电压U0。2、最大负载电流I0m　3、输出电阻R0　　输出电阻R0定义为：当输入电压UI（指稳压电路输入电压）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　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，即由于工程上常把电网电压波动±10％做为极

5、限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化△U0／U0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）。四、实验内容　1、整流滤波电路测试按图13－3连接实验电路。取可调工频电源电压为16V，作为整流电路输入电压u2。（**注意：数模实验箱按（A）图，模拟电子技术实验箱按（B）图做实验。）　1)取RL＝240Ω，不加滤波电容，测量直流输出电压UL及纹波电压L，并用示波器观察u2和uL波形，记入表13－1。　2)取RL＝240Ω，C1＝470（或1000）μF，重复内容1)的要求，记入表13－1。3)取RL

6、＝120Ω，C1＝470（或1000）μF，重复内容1)的要求，记入表13－1。（A）（B）图13－3整流滤波电路表13-1U2＝16V电路形式UL（V）L（V）uL波形RL=240ΩRL=240ΩC=47OµF（1000μF）RL=120ΩC=470µF（1000μF）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uL波形的过程中，“Y轴灵敏度”旋钮位置调好以后，不要再变动，否则将无法比较各波形的脉动情况。　2、串联型稳压电源性能测试切断工频电源，在图13－3基础上按图13－2连接实验电路。（**注意：数模实验箱按（A）图，模拟电子技术实验箱按（B）图做实验

7、。）　1)初测稳压器输出端负载开路，断开保护电路，接通16V工频电源，测量整流电路输入电压U2，滤波电路输出电压UI（稳压器输入电压）及输出电压U0。调节电位器RW，观察U0的大小和变化情况，如果U0能跟随RW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U0，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