串联稳压电路实验--模拟电路实验箱

一、实验目的
1、研究稳压电源的主要特性，掌握串联稳压电路的工作原理。
2、学会稳压电源的调试及测量方法。
二、实验原理
图16-1为串联稳压电路。它包括四个环节：调压环节、基准电压、比较放大器和取样电路。

图16-1 串联稳压电路

当电网或负载变动引起输出电压V₀变化时，取样电路取输出电压V_O的一部分送入比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集-射极间电压，补偿V₀的变化，使以维持输出电压基本不变。
稳压电源的主要指标
1、特性指标
（1）输出电流I_L（即额定负载电流）。它的最大值决定于调整管最大允许功耗P_CM和最大允许电流I_CM。要求：I_L(V_imax-V_omin)≤P_CM，IL≤I_CM，式中V_imax是输电压最大可能值，V_omin是输出电压最小可能值。
（2）输出电压V₀和输出电压调节范围。在固定的基准电压条件下，改变取样电压比就可以调节输出电压。
2、质量指标
（1）稳压系数S
当负载和环境温度不变时，输出直流电压的相对变化量与输入直流电压的相对变化量之比值定义为S，即

通常稳压电源的S约为10^-2～10^-4。
（2）动态内阻R_O
假设输入直流电压V_i及环境温度不变，由于负载电流I_C变化ΔI_L引起输出直流电压V_O相应变化ΔV_O，两者之比值称为稳压器的动态内阻，即：

从上式可知，R_O越小，则负载变化对输出直流电压的影响越小，一般稳压电路的R_O约为(10～10^-2)欧姆。
（3）输出纹波电压是指50Hz和100Hz的交流分量通常用有效值或峰峰值来表示，即当输入电压220V不变，在额定输出直流电压和额定输出电流的情况下测出的输出交流分量，经稳压作用可使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S。
三、实验仪器
1、直流电压表
2、直流毫安表
3、示波器
4、数字万用表
5、串联稳压电路模块
四、预习要求
1、估算图l6-l电路中各三极管的Q点(设：各管的β=100，电位器R_P滑动端处于中间位置)。
2、分析图l6-l电路，电阻R₂和发光二极管LED的作用是什么?
3、画好数据表格
五、实验内容
1、静态测试
(1) 看清楚实验电路板的接线，查清引线端子。
(2) 按图l6-l接线，负载R_L开路，即稳压电源空载。
(3) 将+5V～+27V电源调到9V，接到V_i 端，再调电位器R_P，使V_O=6V。测量各三极管的Q点。
(4) 调试输出电压的调节范围。
调节R_P，观察输出电压V_O的变化情况。记录V_O的最大和最小值。
2、动态测量
(1) 测量电源稳压特性，使稳压电源处于空载状态，调可调电源电位器，模拟电网电压波动±10%，即V_i由8V变到10V，测量相应的△V_O，根据

，计算稳压系数。
(2) 测量稳压电源内阻。稳压电源的负载电流I_L由空载变化到额定值I_L=l00mA时，测量输电压V_O的变化量即可求出电源内阻

。测量过程，使V_i=9V保持不变。
(3) 测试输出的纹波电压。将图16-1的电压输入端V_i接到图16-2的整流滤波电路输出端(即接通A-a，B-b)，在负载电流I_L=l00mA条件下，用示波器观察稳压电源输入输出中的交流分量uo，描绘其波形。用晶体管毫伏表，量测交流分量的大小。

图16-2

思考题一：A：如果把图16-l电路中电位器的滑动端往上(或是往下)调，各三极管的Q点将如何变化?可以试一下。
B：调节R_L时，V3的发射极电位如何变化？电阻R_L两端电压如何变化?可以试一下。
C：如果把C3去掉(开路)，输出电压将如何?
D：这个稳压电源哪个三极管消耗的功率大?按实验内容2中(3)的接线。
3、输出保护
(1) 在电源输出端接上负载R_L同时串接电流表。并用电压表监视输出电压，逐渐减小R_L值，直到短路，注意LED发光二极管逐渐变亮，记录此时的电压、电流值。
(2) 逐渐加大R_L值，观察并记录输出电压、电流值。注意：此实验内容短路时间应尽量短(不超过5秒)，以防元器件过热。
思考题二：如何改变电源保护值？
4、选做项目
测试稳压电源的外特性。(实验步骤自拟)
六、实验报告
1、对静态调试及动态测试进行总结。
2、计算稳压电源内阻r0=ΔV_O/ΔI_L，以及稳压系数Sr 。
3、对部分思考题进行讨论。

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