串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法

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，其原理框图如图所示。

电网供给的交流电压u 1 (220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u 2 ，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u 3 ，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u I 。

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。

桥式整流是利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是D2、D4两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，D1、D3两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍，输出电压平均值近似为0.9u 2 。

整流后往往会加滤波稳压，而滤波电路会改变整流输出的脉动比，电容滤波输出电压平均值近似取值为1.2u 2 。

下图是由分立元件组成的串联型稳压电源的实验电路图。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T 1 ）；比较放大器T 2 、R 7 ；取样电路R 1 、R 2 、R W ，基准电压D W 、R3和过流保护电路T3管及电阻R 4 、R 5 、R6等组成。

整个稳压电路是一个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。

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。在电路中，晶体管T 3 、R 4 、R 5 、R6组成减流型保护电路。

此电路设计在I 0P ＝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U 0 。

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U I （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％做为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化△U 0 ／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）。

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、 直流毫安表

6、 滑线变阻器200Ω/1A

晶体三极管 3DG6×2(9011×2)，3DG12×1(9013×1)

晶体二极管 IN4007×4 稳压管 IN4735×1

电阻器、电容器若干

四、实验内容

1、 整流滤波电路测试

按图连接实验电路。取可调工频电源电压为14V， 作为整流电路输入电压u 2 。

（1） 取R L ＝240Ω，不加滤波电容，测量直流输出电压UL及纹波电压，并用示波器观察u2和UL波形，记入表8－1 。

**实验步骤- **用示波器测量RL两端输出电压波形，万用表直流电压档测量输出电压直流量UL。

实验步骤 - 用万用表交流电压档测量输出电压交流量纹波电压

（2） 取R L ＝240Ω，C＝470μf，重复内容（2）的要求，记入表8－1。

****实验步骤- ****用示波器测量RL两端输出电压波形，万用表直流电压档测量输出电压直流量UL。

实验步骤 - 用万用表交流电压档测量输出电压交流量纹波电压

（3） 取R L ＝120Ω，C＝470μf，重复内容（1）的要求，记入8－1。

****实验步骤- ****用示波器测量RL两端输出电压波形，万用表直流电压档测量输出电压直流量UL。

~~ 实验步骤 - 用万用表交流电压档测量输出电压交流量纹波电压。

整流滤波电路测试结果：

表8-1 数据示例