实验四 _整流滤波稳压电路

实验四 整流滤波稳压电路 （带参考实验数据的）

一、实验目的

1、用分立件组装单相桥式整流、电容滤波电路，研究其特性。

2、掌握三端稳压集成电路的使用方法和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18—l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，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U0；。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稳定。

由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。

W7800、W7900三端式隼成稳压器的输出电压是固定的。W7800系列三端式稳压器输出正极性电压，一般有5V、6V、9V、12、15V、18V、24V七个档次，输出电流最大可达l.5A(加散热片); 同类型78M系列稳压器的输出电流为0．5A，78L系列稳压器的输出电流为0．1A。若要求负极性输出电压，则可选用W7900系列稳压器。

图 19—1为 W7800系列的外形和接线图。

本实验所用集成稳压器为三端固定正稳压器W7812，它的主要参数有：输出电压+12V,输出电流L0.1A、M0.5A，电压调整率10MV／V，输出电阻小于1欧姆，输入电压范围15-17V。

图19—2是用三端式稳压器W7812构成的单电源电压输出串联型稳压电源的实验电路图。其中整流部分由四个二极管组成的桥式整流器构成（或桥堆2W06，或 KBP306L），滤波电容一般选取几百～几千µF。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器C3， 以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。

1、输出电阻RO

输出电阻R0定义为：当输入电压U1（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

R0=ΔU0/ΔI0 （1）

2、稳压系数S（电压调整率）

稳压系数定义为：当负载RL保持不变，输出电压U0相对变化量与输入交流市电电压U1相对变化量之比，即: S=（ΔU0/ U0）÷（ΔU1/ U1） （2）

由于工程上常把电网电压波动土10 %做为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化ΔU0／U0做为衡量指标，称为电压调整率。

3、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）。

4、最大输出电流：（额定条件下的）

5、额定输出电压：略

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、2极管 IN4007共4个；1个三端稳压集成电路7812； 220微法电容器2个；240欧、120欧电阻、1K电阻各1个；103电容1个。 四、实验内容

1、整流滤波电路测试

按图18一3连接实验电路。取可调工频电源电压为15V（此时调压器输出调在110V左右，不同的实验台可能大不相同），作为整流电路输入电压U2。取RL分别为240欧、120欧，分电容接通和不接通几种情况，测出直流输出电压UL及交流波纹电压UL（注意RL短暂10秒接通，防烧坏元件！）。 ~

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。示波器用DC输入。

2、集成稳压电源性能测试

切断工频电源，在图18—3基础上按图19—2连接实验电路。

1）测量稳压系数S

调节调压器输出电压100V左右，前提是调整后C1两端直流电压15—18V，瞬间接RL=120欧的负载电阻，测出相应的稳压器输出电压U0（实测12伏）；再模拟电网电压波动降10%，则此时调压器输出调节降为90V（如果原来调到150V，则降10%为135V），瞬间接RL=120欧的负载电阻，测出相应的稳压器输出电压U01 （实测11.73V ）。计算稳压系数 S=（ΔU0/ U0）÷（ΔU1/ U1）[实测稳压系数为0.22]。其中ΔU1/ U1=100-90/100=10%，ΔU0= U0- U01

2）测量输出电阻R。

此时调压器输出调节为95V，测空载稳压输出U0（实测12伏），再令RL=120欧姆电阻瞬间接入，测量有负载时的输出电压U01（实测将为11.91V），计算输出电阻R0=ΔU0/ΔI0。其中ΔI0= I0-0= I0=U01÷120，ΔU0= U0- U01

（实测此情况下的输出电阻R0=0.9欧）。

3）观察和测量输出纹波电压

此时调压器输出95V左右，前提是调整后C1两端直流电压15—18V，令RL=1K，用毫伏表测量输出纹波电压（实测1.3毫伏，但由于输入电压的不同，各个组实测值可能差别很大），并用示波器观察；令RL=120欧姆瞬间接入，重复上步（实测此时波纹电压116毫伏，但由于输入电压的不同，各个组实测值可能差别很大）。

五、实验总结

1、对所测结果进行全面分析，总结桥式整流、电容滤波电路的特点。

2、根据表所测数据，计算稳压电路的稳压系数S和输出电阻R0，并进行分析。

3、分析讨论实验中出现的故障及其排除方法。

4、在桥式整流电路中，如果某个二极管发生开路、短路或反接三种情况，将会出现什么问题？

5、怎样提高稳压电源的性能指标？

6、在桥式整流电路实验中，能否用双踪示波器同时观察U2和UL波形，为什么？