浙大版电工电子学实验报告18直流稳压电源

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R_L=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 (R_L=240Ω，U₂=13.5V)

       2.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R_L，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)

(2)取负载电阻R_L=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。(注：以下各波形图均在示波器DC挡测得)

表18-3 (R_L=120Ω)

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U_L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U_L与U₂比值如下(其中U₂=13.5V)：

       由此可见，对于不同电路，在相同的U₂下，U_L是不同的。下面分开讨论单相半波整流电路(即1~4号)和桥式整流电路(5~8号)：

       单相半波整流电路：根据上述数据可见，在不加电容时U_L=0.46U₂；而加入不同电容后分别为U_L=1.04U₂、U_L=1.20U₂，可见比值有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U_L=1.14U₂，比值与只加一个电容的区别不大。

       桥式整流电路：据上表数据，不加电容时U_L=0.88U₂；而加入不同电容后分别为U_L=1.21U₂、U_L=1.26U₂，可见比值也有所提高；加入两电容且之间加有电阻后，U_L=1.20U₂，可见与只加一个电容的差异不大。

       将单相半波和桥式两种整流电路作比较，可发现在不加电容时，两电路的U_L/U₂比相差较大，而加入电容后，以及加入两电容且之间加有电阻后，该比值都比较接近，但桥式整流电路比单相半波整流电路的值稍大。

2.根据表18-1结果，总结不同滤波电路的滤波效果。

单相半波整流电路：按顺序比较四种电路，可见随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，比较交流分量也可看出，交流分量逐渐趋于0，可见整流滤波的效果越来越好。但比较U_L可以看出，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，但加入两电容并之间加有电阻后，U_L值反而有所降低，但差别并不大。因此对于一般要求的电路，选择第4种电路是最好的，整流好且输出电压损失较小。

桥式整流电路：按顺序比较四种电路，可见情况与单相半波整流电路类似，随着电路的改进输出波形越来越趋于平缓，交流分量也逐渐趋于0，因而整流滤波的效果越来越好。同样，只加一个电容的电路比不加电容的数值要高，在加入两电容并之间加有电阻时比只加一电容的输出电压略低，但相差不大。因此在实际使用时最后一种电路也是较优的选择。

比较单相半波整流电路和桥式整流电路可见，后者比前者滤波效果略好，但由于其所用元件较前者多，实际应用时成本会略高，因此用于实际情况时应综合考虑所需要求再选择整流方式。

3.根据表18-2和18-3结果，分析集成稳压器的稳压性能。

从表18-2可以看出，即使负载电阻大范围变化，输出电压都会基本保持不变，都基本稳定在12V左右，可见，在此种情况下，只改变负载电阻对输出电压几乎没有影响，因此此电路稳压性能非常好。

从表18-3可以看出，当其他条件不变而只改变输入电压幅值时，在输入电压小于15V时，输入电压对输出电压的影响很大。由图可见虽然在9V和12V的输入电压下输出电压都有一定的波动性，此时整流效果不好，且幅值会随输入电压的大小而变化；当输入电压在15V以上时，输出电压波形图为一条水平直线，且稳定在12V，此时整流效果很好，且幅值不再随输入电压大小而变化。因此实际应用时，必须有足够大的输入电压，才能使该集成稳压器工作正常。

五、心得体会

       本次实验通过对各种整流滤波电路的测量研究，使我们较好地观察了几种常用滤波电路的效果，并能更好地结合理论，掌握其工作原理。实验结果的分析可以使我们知道何种条件下会出现怎样的情况，这对实际应用是非常有帮助的。

       此次实验内容多而不繁，需要仔细连好各电路并耐心记录相应波形图。为方便操作，在做表18-1的电路时，可以按照如下顺序进行实验：12348765，这样在改变电路时只需改变几根导线即可，省去了很多时间，提高了实验效率。另外，在画波形图时务必要记录幅值轴和时间轴的坐标单位，作出的波形图才算完整，便于后续分析。

       下面对实验结果的准确性作一简要分析。根据课本上相关理论知识，可知对于这类电路，理论上U_L≈0.9U₂，而根据“实验总结1”里的U_L/U₂比可见，实验结果是U_L=0.88U₂；而对于这类电路，理论上U_L≈1.2U₂，而实际实验结果为U_L=1.21U₂和U_L=1.26U₂。由此可见实验值与理论值十分接近，因此可推断这次实验是比较成功的，总体误差可能较小。这也反过来说明理论估算值是较符合实际的，因而课本上的估算方法是可行的。当然，为了检验上述结论，还需要进行多组平行实验才能做出较准确的判断。