浙江大学电工电子实验报告18

实验报告课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：直流稳压电源一、实验目的1.掌握单相半波及桥式整流电路的工作原理。2.观察几种常用滤波电路的效果。3.掌握集成稳压器的工作原理和使用方法。二、主要仪器设备1.XJ4318型双踪示波器。2.DF2172B型交流毫伏表。3.MS8200G型数字万用表。4.MDZ—2型模拟电子技术实验箱。5.单级放大、集成稳压实验板。三、实验内容1.单相整流、滤波电路取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，并实测U2的值。负载电阻RL=240Ω，完成表18-1所给各电路的连接和测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)表18-1(RL=240Ω，U2=14.14V)电路图测量结果计算值UL/V/VU~LuL波形γ6.287.581.20714.122.790.198专业：姓名：学号：日期：地点：16.220.7460.04614.980.4420.03012.536.260.50016.241.450.08916.360.3610.02215.950.1960.0122.集成稳压电路(1)取变压器二次侧电压15V挡作为整流电路的输入电压U2，按图18-2连接好电路，改变负载电阻值RL，完成表18-2的测量。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)图18-2整流、滤波、稳压电路表18-2(U2=14V)负载测量结果RL/ΩUL/V/VU~LuL波形∞11.840.18624011.400.76212011.190.222*可能由于原件性能不够好，或者示波器受干扰，在此次实验中测得的负载240Ω的交流分量RMS偏大，表现为图示波形中的毛刺现象较为严重。(2)取负载电阻RL=120Ω不变，改变图18-2电路输入电压U2(调变压器二次侧抽头)，完成表18-3的测量。表18-3(RL=120Ω)变压器抽头测量结果U2/VUL/V/VU~LuL波形9V挡8.166.770.31012V挡10.829.730.39415V挡13.8211.760.209*18V挡16.3011.670.344**可能由于原件性能不够好，或者示波器受干扰，在此次实验中测得的15V、18V档的交流分量RMS偏大，表现为图示波形中的毛刺现象较为严重。四、实验总结1.根据表18-1结果，讨论单相半波整流电路和桥式整流电路输出电压平均值UL和输入交流电压有效值U2之间的数量关系。表18-1中各电路图UL与U2比值如下(其中U2=14.14V)：编号12345678电路图UL/V6.2814.1216.2214.9812.5316.2416.3615.95UL/U20.4440.9991.1471.0590.8861.1491.1571.128本次的实验在测量的过程中误用万用表的交流电压档来测量UL，而检验数据时发现错误，重新进行表18-1中的实验，在本实验报告中的/VU~L为示波器交流耦合状态的RMS测量所得，波形图为示波器在直流耦合状态下所测绘，而UL为重新连接电路后用万用表直流档所测，与前者对应关系受到一定的影响。下面就以上数据来进行讨论。单相半波整流电路中理论关系为：UL=0.45U2在实验结果中，计算得出此值为0.444，与理论值十分接近，在100μF电容滤波的作用下，此值提高到了0.999，而更大的电容（470μF）作用下，此值继续增大，达到1.147，而再串入电阻、并联电容的情况下，从波形来看，其整流作用更加明显，波形更加平滑，但是负载两端电压相应有所下降。而对于单相全波整流电路：UL=0.9U2在适当的电容滤波条件下，UL=1.2U2将实验结果与上述理论值进行比较，在并联电容的情况下与理论值比较接近，为0.886，而随着电容的并入，此值提高，只是未达到理想状况的1.2。这里与理想情况的差异原因可能如下：①由于相应的值不是在同一电路（为了测量正确UL重连接电路，与波形、交流分量情况不完全对应）所测得，数据不严格对应；②U2也可能有所波动并非固定在14.14V；③存在测量的随机误差；2.根据表18-1结果，总结不同滤波电路的滤波效果。观察实验所测得波形可以发现，对于单相半波整流电路，其中一向的电流被二极管截去，成为直流，而全波整流电路则是将正弦波整合到同一方向上。随着电容的并入，二者波形都趋于平整化、平滑化，相应的，其γ值随着电容的并入而减小。但是相比全波整流电路，半波整流电路仍然显得波形稀疏、峰谷相差较大，γ值也相应地比全波整流电路大，故桥式整流电路综合效果更胜一筹。3.根据表18-2和18-3结果，分析集成稳压器的稳压性能。观察18-2可知，随着负载的变化，负载的两端电压变化较小，此电路确实起到了稳压的作用，电路稳压性能较好，但是其波形有毛刺现象，使得测出的RMS值偏高，推测可能是因为元件性能所限，或是示波器在此种情况下受到干扰较大；观察18-3发现，在电压较低的情况下，其稳压作用并不理想，还是有锯齿状波形产生，而只有电压达到15V、高于15V时，其稳压效果才明显，接近为一条直线，只是本次实验的实际波形有较多地毛刺产生，推测可能是因为元件性能所限，或是示波器受到某种因素干扰；五、心得体会不足之处：本次实验在测量的过程中误用万用表的交流电压档来测量UL，而检验数据时发现错误，重新进行表18-1中的实验，在本实验报告中的/VU~L为示波器交流耦合状态的RMS测量所得，波形图为示波器在直流耦合状态下所测绘，而UL为重新连接电路后用万用表直流档所测，与前者对应关系受到一定的影响。另外，在后面的实验中，波形中出现了毛刺现象，没有找到具体的原因、影响因素，也可能是由于元件性能不够好；收获：本次试验再次用到了示波器收集数据、记录波形，而本人对此也较为得心应手，操作更加熟练，数据的处理、绘图也更加熟练。通过本次试验，我对整流稳压电路的工作原理、效果的理解认识也更加深刻，借助实验图像，对其工作状态、效果有了更加直观的感受，也算得收获颇丰。