一、實驗目的

1、 研究單相橋式整流、電容濾波電路的特性。

2、 掌握串聯型晶體管穩壓電源主要技術指標的測試方法。

二、實驗原理

電子設備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數直接利用干電池和直流發電機外，大多數是采用把交流電（市電）轉變為直流電的直流穩壓電源。直流穩壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩壓電路四部分組成，其原理框圖如圖所示。

電網供給的交流電壓u 1 (220V,50Hz) 經電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓u 2 ，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓u 3 ，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓u I 。

但這樣的直流輸出電壓，還會隨交流電網電壓的波動或負載的變動而變化。在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩定。

橋式整流是利用四個二極管，兩兩對接。輸入正弦波的正半部分是D2、D4兩只管導通，得到正的輸出；輸入正弦波的負半部分時，D1、D3兩只管導通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍，輸出電壓平均值近似為0.9u 2 。

整流后往往會加濾波穩壓，而濾波電路會改變整流輸出的脈動比，電容濾波輸出電壓平均值近似取值為1.2u 2 。

下圖是由分立元件組成的串聯型穩壓電源的實驗電路圖。其整流部分為單相橋式整流、電容濾波電路。穩壓部分為串聯型穩壓電路，它由調整元件（晶體管T 1 ）；比較放大器T 2 、R 7 ；取樣電路R 1 、R 2 、R W ，基準電壓D W 、R3和過流保護電路T3管及電阻R 4 、R 5 、R6等組成。

整個穩壓電路是一個具有電壓串聯負反饋的閉環系統，其穩壓過程為：當電網電壓波動或負載變動引起輸出直流電壓發生變化時，取樣電路取出輸出電壓的一部分送入比較放大器，并與基準電壓進行比較，產生的誤差信號經T2放大后送至調整管T1的基極，使調整管改變其管壓降，以補償輸出電壓的變化，從而達到穩定輸出電壓的目的。

由于在穩壓電路中，調整管與負載串聯，因此流過它的電流與負載電流一樣大。當輸出電流過大或發生短路時，調整管會因電流過大或電壓過高而損壞，所以需要對調整管加以保護。在電路中，晶體管T 3 、R 4 、R 5 、R6組成減流型保護電路。

此電路設計在I 0P ＝1.2I0時開始起保護作用，此時輸出電流減小，輸出電壓降低。故障排除后電路應能自動恢復正常工作。在調試時，若保護提前作用，應減少R6值；若保護作用遲后，則應增大R6之值。

穩壓電源的主要性能指標:

1.輸出電壓U0和輸出電壓調節范圍

調節RW可以改變輸出電壓U 0 。

2.最大負載電流I0m

3.輸出電阻R0

輸出電阻 R0 定義為：當輸入電壓U I （指穩壓電路輸入電壓）保持不變，由于負載變化而引起的輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比，即

4. 穩壓系數S （電壓調整率）

穩壓系數定義為：當負載保持不變，輸出電壓相對變化量與輸入電壓相對變化量之比，即

由于工程上常把電網電壓波動±10％做為極限條件，因此也有將此時輸出電壓的相對變化△U 0 ／U0做為衡量指標，稱為電壓調整率。

5、 紋波電壓

輸出紋波電壓是指在額定負載條件下，輸出電壓中所含交流分量的有效值（或峰值）。

三、實驗設備與器件

1、 可調工頻電源

2、 雙蹤示波器

3、 交流毫伏表

4、 直流電壓表

5、 直流毫安表

6、 滑線變阻器200Ω/1A

晶體三極管 3DG6×2(9011×2)，3DG12×1(9013×1)

晶體二極管 IN4007×4 穩壓管 IN4735×1

電阻器、電容器若干

四、實驗內容

1、 整流濾波電路測試

按圖連接實驗電路。取可調工頻電源電壓為14V， 作為整流電路輸入電壓u 2 。

（1） 取R L ＝240Ω，不加濾波電容，測量直流輸出電壓UL及紋波電壓，并用示波器觀察u2和UL波形，記入表8－1 。

**實驗步驟- **用示波器測量RL兩端輸出電壓波形，萬用表直流電壓檔測量輸出電壓直流量UL。

實驗步驟 - 用萬用表交流電壓檔測量輸出電壓交流量紋波電壓

（2） 取R L ＝240Ω，C＝470μf，重復內容（2）的要求，記入表8－1。

****實驗步驟- ****用示波器測量RL兩端輸出電壓波形，萬用表直流電壓檔測量輸出電壓直流量UL。

實驗步驟 - 用萬用表交流電壓檔測量輸出電壓交流量紋波電壓

（3） 取R L ＝120Ω，C＝470μf，重復內容（1）的要求，記入8－1。

****實驗步驟- ****用示波器測量RL兩端輸出電壓波形，萬用表直流電壓檔測量輸出電壓直流量UL。

~~ 實驗步驟 - 用萬用表交流電壓檔測量輸出電壓交流量紋波電壓。

整流濾波電路測試結果：

表8-1 數據示例