实验四_整流滤波稳压电路

1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）22、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U~L（注意RL短暂10秒接通，防烧坏元件！）。电路特征直流UL（伏特）交流U~L（伏特）UL波形RL=240欧姆C=0µ12.25.88RL=240欧姆C=220µ18.10.7RL=120欧姆C=220µ16.91.2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。31）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-U012）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？