10.直流稳压电源的测试

直流稳压电源实验一、实验目的(1) 了解整流滤波电路的工作原理。

(2)掌握整流滤波电路和稳压电路的设计方法。

(3) 了解直流稳压电源主要技术指标的测试方法。

(4)掌握集成稳压器的使用方法。

二、实验原理(1)稳压电源组成和分类。

直流稳压电源由降压、整流、滤波、稳压四个环节组成。

由电源变压器将220V 的交流电压变换为交流低压，利用二极管单向导电性将交流电压整流为脉动直流电压，通过由电容或电感等储能元件组成的滤波电路减小其脉动成分，得到比较平滑的直流电压，稳压电路利用负反馈等措施维持输出直流电压的稳定。

稳压电路分为线性稳压和开关稳压电路。

开关稳压电路按照控制方式可以分为脉宽调制PWM、脉频调制PFM等电路，按照拓扑结构可以分为非隔离的BUCK.BOOST,BUCK- BOOST、CUK、SEPIC和隔离的单端正激、单端反激、半桥、全桥、推挽等电路，按照谐振特性可以分为非谐振、准谐振、谐振等电路。

(2)实验电路。

下图为输出电压固定的直流稳压电源。

D1~D4组成桥式全波整流电路，电路可以采用1N4007或桥堆。

C1构成电容滤波电路。

稳压电路采用集成三端稳压器LM7805,C 2抑制高频噪声和高频自激，R 3和W 1代表稳压电路的负载。

上图为输出电压可调的直流稳压电源。

稳压电路采用集成三端可调稳压器LM317, 其输出电压为V 0=V REF +(V REF R 1+I adj ) R w由于V REF 为引脚1和2之间的参考电压，LM317的V REF =1.2V ；I adj =50uA 可忽略，可简化为V 0=V REF (1+R w R 1)三、 实验电路与实验内容（1） 输出电压稳定的直流稳压电源（2）输出电压可变的直流稳压电源T220:1V2220Vrms 50Hz 0°D23N246U2LM7805CTR410ΩC30.1µFR71kΩKey=A10 %C4100µFXSC1TektronixXMM1XMM2XMM3四、 实验数据与结果分析 1.输出电压稳定的直流稳压电源 I 0/M a 4.954 5.4996.1777.0478.2039.81112.20416.14123.82645.4835943V i/V 13.112 13.105 13.066 13.031 13.011 12.933 12.866 12.76 12.456 11.714 7.001V 0/V 4.9544.9494.9424.9334.9224.9064.8824.8424.7654.5480.00062.输出电压可变的直流稳压电源（1）断开负载时V 0的可调范围为1.252V~10.343VT120:1V1220Vrms 50Hz 0°D13N246U1LM317HR1240ΩR210ΩC10.1µFR51kΩKey=A0 %R64.7kΩKey=A50 %C2100µFXMM4XMM5XMM6XSC2Tektronix当R w调节至最大时波纹电压图为下图。

实验报告——直流稳压电源班级：13专电子2班学号：2013253827姓名：冯杰指导老师：戴仁村一、课程内容的概述各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。

大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。

当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。

超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。

通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。

袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。

不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。

可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。

提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。

直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。

二、电路的设计框图及概述1、直流稳压电源设计思路①电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。

测试方法直流稳定电源主要性能验收、测量方法本电源产品为通用直流输出稳定电源，其性能规定与测试方法符合以下规定，当要求超出本规定时，应在合同中明确说明。

主要性能测试注意事项及测试方法如下：一）注意事项：1) 测量时应保持所有其他影响量的积累效应的量值小于被测效应规定量值的1/10。

2) 负载是可变影响量，当负载为连续可调时，应在最小值、最大值两点上进行（当最小值为零时，则规定为最大值的10% 时进行）。

3) 应采用四端线路，使电流端和测量端分开，以减少测量误差。

4) 当电源提供测量端子时，应在测量端子上进行，数字电压表测试头需插入接线柱中心孔到底。

5) 稳流电源测量时，应采用取样电阻R M，使其上电压降与电流成正比且应小于被测效应误差极限的1/10，并在误差分析时考虑其引起的误差，同时，取样电阻R M应采用四端线路使电流端和测量端分开，以减少测量误差。

6) 电压或电流稳定输出量为连续可调时，应在最小值、最大值两点上进行（当最小值为零时，则规定为最大值的10%时进行）。

二）测试方法（一）负载效应及周期与随机偏移的测量。

1 ) 负载效应的测量是仅由于负载的变化而引起电压或电流稳定输出量的变化量的测量。

2 ) 周期与随机偏移的测量是电压或电流稳定输出量中无规则波动部分（以前称纹波和噪声）的测量。

测量频率范围为：10Hz~10MHz，测量时必须使用单一接地点，以免产生测量误差。

3 ) 应在负载调节完成后1.5秒~11.5秒时间间隔内测量。

4 ) 源电压分别置于198伏、220伏、242伏时测量。

5 ) 稳压电源时测量法：a. 仪器连接法：按图一Ｌ图 ( 一 )b.计算稳压电源负载效应ΔV leΔV le 稳压电源负载效应V i - V 1 V 1 负载电流为额定值时被测稳压电源 ΔV le = ×100% 输出电压值V 1 V i 负载电流改变为零或最小额定值时被测 稳压电源输出电压值ＲＬ 稳压电源负载c.从有效值电压表或示波器上读出周期与随机偏移值V PARD 。

串联型直流稳压电源的调整和测试1) 首先检查电路的元器件是否有装配错误，特别应检查晶体管、二极管及电解电容等元器件的极性有无接反。

再检查焊点有无漏焊、虚焊，特别应注意焊点之间或线路板上导线间有无短接，防止通电后由于某一部分的短路导致元器件损坏。

2) 空载检查①检查整流滤波部分测试图见图3.5。

将图3.6 所示电路中的a、b 处把整流滤波部分和稳压部分断开，然后接通电源。

通电后，调节自耦变压器，使V I 由小增大，测量V o1 是否正常，当V I ＝220V 时，V o1 是否为设计值，如正常，则进行下一步测试；若不正常，先排除故障，再进行下一步测试。

②检查稳压电路把整流滤波部分和稳压部分接通，断开保护电路，然后接通电源，用万用表检查输出电压是否正常，调节R W1 ，输出电压应在1.5V 至9V 之间连续可调，否则可适当更换电阻R 1 的阻值。

在电路的a、b 间断开并串入电流表，测量空载时电路的总电流，此电流应小于10mA。

如果接通电源后稳压电路无输出电压，或其输出电压与输入电压相同，说明稳压电路有故障，应排除故障后再继续调试。

当R L 开路时，输出电压U O 的范围为：1.174~9.381V 。

3) 接通保护电路，在稳压电路输出端接假负载电阻R L ＝56Ω，可用滑线变阻器或电阻箱作假负载电阻。

将电流表串在负载回路中，电流表量程选在合适的位置。

①调R W1 ，看输出电压是否随之变化，变化正常则说明电路工作正常，否则，先排除故障再调试。

②将输出电压调在额定值4.5V，然后改变R L 数值，使输出电流达到80mA，这时输出电压应基本不降低。

当输出电流升高到100mA 后，过流保护电路工作，使输出电压逐渐降低，起到限流保护作用。

③将输入电压变化约5％或10％，这时输出电压应稳定在正常值。

如稳定不良，则应检查取样电路、基准电压、输入电压及调整管、比较放大管等各级电压。

比较放大器基极电位太高或太低将引起集电极电位太高或太低，这会造成稳压不良。

串联型直流稳压电源一、主要指标和要求1、输出电压：8~15V可调2、输出电流：I0=1A3、输入电压：交流220V +/- 10%4、保护电流：I0m =1.2A5、稳压系数：Sr = 0.05%/V6、输出电阻：R0 < 0.5 Ω7、交流分量（波纹电压）：<10mV二、方案选择及电路工作原理分析电路组成及工作原理；我们所设计的串联型直流稳压电源为小功率电源，它将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转化为幅值稳定、输出电流为1A以下的可调直流电压。

交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框图如图1所示。

1、电源变压器电源变压器是利用电磁感应原理，将输入的有效值为220V的电网电压转换为所需的交流低电压。

变压器的副边电压有效值由后面电路的需要决定。

2、整流电路整流电路的任务是将经过变压器降压以后的交流电压变换为直流电压。

变压器的选择，除了应满足功率要求外，它的次级输出电压的有效值Ｖ2 应略高于要求稳压电路输出的直流电压值。

对于高质量的稳压电源，其整流电路一般都选用桥式整流电路。

整流电路常见的有单相桥式整流电路，单相半波整流电路，和单相全波整流电路。

(1)工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，如图（a）所示。

在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。

根据图1（a）的电路图可知：当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。

当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。

在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。

(2)参数计算输出电压是单相脉动电压，通常用它的平均值与直流电压等效。

输出平均电压为流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析，此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。

实验八直流稳压电路一．实验摘要1、参照实验箱的直流稳压电路模块，对组成该电路的各个部分进行测试和连接。

2、用示波器测量单相桥式全波整流电路的输入和输出波形，用万用表的直流电压档测量输出电压。

3、测量经过电容滤波之后的输入和输出波形，测试直流电压。

4、测量经过三端稳压块稳压之后的输入和输出波形，测量直流电压。

5、稳压电源的静态调试和动态调试。

静态调试指当负载变化时，观察输出电压是否有变化。

动态调试指用示波器测量输出端的纹波电压波形。

二．实验主要仪器二极管，万用表，示波器,及其他电子元件。

三．实验原理直流稳压电源的功能是将交流电压变为直流电压。

交流电压常常是50Hz工频电压。

通常所说的直流稳压电源输出的“直流”电压，严格地说是直流加交流电压，其中以直流为主。

只有在对直流电压有很高要求的场合使用的精密直流电源才是没有交流分量的直流电压源。

一般地说，若要求直流稳压电源输出电压中交流分量越少，则直流稳压电源的电路越复杂。

通常，直流稳压电源的内阻很小，但不为零。

通过直流电源内阻形成的电子系统中的级间耦合，对于电子系统是十分有害的，一般地说，随着直流稳压电源输出电流的增大，直流稳压电源的内阻也将增大。

通常直流稳压电源输出电压随输入电压的变化和输出电流的变化而变化，且输出电流的增加而增大。

一般地说，若要求输入电压的变化和输出电流的变化时直流稳压电源输出电压变化越小，则直流稳压电源的电路越复杂。

1)桥式整流电路整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3.4所示。

在U2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；U的负半周内，D3、D4导2通，D1、D2截止。

正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。

2)电容滤波电路电路如图,在直流输出端接滤波电容可减小输出中的交流分量。

理论上，在同一频率下容量大的电容其容抗小，这样一大一小电容相并联后其容量小的电容C2不起作用。

但是，由于大容量的电容器存在感抗特性，等效为一个电容与一个电感串联。

一、实验目的1. 了解直流稳压电源的工作原理，掌握其基本组成和结构。

2. 学会使用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器设计直流稳压电源。

3. 掌握直流稳压电源的调试方法及主要技术指标的测量方法。

4. 培养实验操作技能和严谨的科学态度。

二、实验原理直流稳压电源是将交流电源电压通过变压器降压、整流、滤波和稳压等环节，最终输出稳定直流电压的设备。

其基本组成包括变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。

1. 变压器：将市电220V交流电压转换为所需的交流电压。

2. 整流电路：利用二极管的单向导电性，将交流电压转换为脉动直流电压。

3. 滤波电路：利用电容和电感等元件，滤除脉动直流电压中的纹波，使输出电压更加平滑。

4. 稳压电路：利用稳压元件（如稳压二极管、集成稳压器等），使输出电压稳定。

三、实验器材1. 220V交流电源2. 变压器（输入电压220V，输出电压15V）3. 整流桥（4只整流二极管）4. 滤波电容（2200μF/25V）5. 集成稳压器（LM7812）6. 万用表（直流电压档）7. 电阻（100Ω、1kΩ）8. 连接线9. 电烙铁10. 电工刀四、实验步骤1. 按照电路图连接电路，确保连接正确。

2. 将220V交流电源接入变压器，输出电压调整至15V。

3. 接通整流电路，使用万用表测量输出电压，应为约20V左右。

4. 添加滤波电容，测量输出电压，应为约12V左右。

5. 将集成稳压器LM7812接入电路，输出电压应稳定在12V。

6. 调整负载，观察输出电压变化，确保电压稳定。

五、实验结果与分析1. 实验过程中，输出电压稳定在12V，符合设计要求。

2. 在调整负载时，输出电压无明显波动，说明稳压效果良好。

3. 通过实验，掌握了直流稳压电源的设计、调试和测试方法。

六、实验总结1. 通过本次实验，了解了直流稳压电源的工作原理和基本组成。

2. 学会了使用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器设计直流稳压电源。

直流稳压电源实验总结直流稳压电源实验总结本次实验是关于直流稳压电源的搭建和调试。

通过实验，我深入了解了直流稳压电源的原理、构成和工作特性，并掌握了搭建和调试直流稳压电源的方法和技巧。

以下是我对此次实验的总结。

一、实验目的和原理：1. 实验目的：掌握直流稳压电源的原理、构成和工作特性；了解直流稳压电源搭建的方法和调试技巧。

2. 实验原理：直流稳压电源是通过将交流电转换为直流电，并通过稳压电路控制输出电压，保证输出电压的稳定性。

主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和过载保护电路等组成。

二、实验步骤和结果：1. 搭建电路：按照实验指导书的要求，连接变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和过载保护电路等。

2. 调试电路：逐步调整电路中的各个元件，如变压器的匝数、整流电路的电容和电阻等，保证电路的正常工作。

3. 测试电路：使用万用表测量输出电压，调整稳压电路中的电阻，使得输出电压保持在设定范围内，并记录下各个电压值。

4. 分析结果：对实验数据进行分析，比较不同设置下的输出电压稳定性和输出电流的波动情况，评估电路的工作性能。

5. 实验总结：总结实验过程中遇到的问题和解决方法，对电路的优化和改进提出建议。

三、实验心得和收获：通过本次实验，我深入了解了直流稳压电源的原理和构成，并掌握了搭建和调试直流稳压电源的方法和技巧。

实践中，我遇到了一些问题，如变压器的接线错误、整流电路的电容值选择不当等，但通过借鉴相关参考资料和请教老师同学，最终成功解决了这些问题。

通过实验，我发现直流稳压电源的稳定性非常重要。

在调试过程中，我发现通过调整稳压电路中的电阻，可以有效地控制输出电压的稳定性。

同时，我也注意到过载保护电路的重要性，它能够保护电路免受过载的损害。

此外，本次实验还加深了我对电路中各个元件的理解，如变压器的作用、整流电路的原理和滤波电路的功能等。

这对于我深入学习电路方面的知识，提高电路设计和调试能力非常有帮助。

综上所述，本次实验让我深入了解了直流稳压电源的原理和构成，掌握了搭建和调试直流稳压电源的方法和技巧。

第10章 直流稳压电源 测试题 班 学号 姓名： 得分： 第一题 单项选择题（每题2分）1．若要求输出电压V U o 9=，则应选用的三端稳压器为（ ）。

（A ）W7809 （B ）W7909 （C ）W7912 （D ）W7812 2．若要求输出电压V U o 18-=，则应选用的三端稳压器为（ ）。

（A ）W7812 （B ）W7818 （C ）W7912 （D ）W7918 3．直流稳压电源滤波电路中，滤波电路应选用（ ）滤波器。

（A ）高通 （B ）低通 （C ）带通 （D ）带阻4．若单相桥式整流电容滤波电路中，变压器副边电压为有效值为10V ，则正常工作时输出电压平均值)(AV O U 可能的数值为（ ）。

（A ）4.5V （B ）9V （C ）12V （D ）14V 5．在单相桥式整流电容滤波电路中，若有一只整流管接反，则（ ）。

（A ）变为半波整流 （B ）并接在整流输出两端的电容C 将过压击穿 （C ）输出电压约为2U D （D ）整流管将因电流过大而烧坏6．关于串联型直流稳压电路，带放大环节的串联型稳压电路的放大环节放大的是（ ）。

（A ）基准电压 （B ）取样电压（C ）取样电压与滤波电路输出电压之差 （D ）基准电压与取样电压之差 7．集成三端稳压器CW7815的输出电压为（ ）。

（A ）V 15 （B ）V 15- （C ）V 5 （D ）V 5- 8．变压器副边电压有效值为40V ，整流二极管承受的最高反向电压为（ ）。

（A ）20V （B ）40V （C ）56.6V （D ）80V9．用一只直流电压表测量一只接在电路中的稳压二极管的电压，读数只有0.7伏，这表明该稳压管（ ）。

（A ）工作正常 （B ）接反 （C ）已经击穿 （D ）无法判断 10．直流稳压电源中滤波电路的目的是（ ）。

（A ）将交流变为直流 （B ）将交直流混合量中的交流成分滤掉 （C ）将高频变为低频 （D ）将高压变为低压11．若单相桥式整流电容滤波电路中，变压器副边电压为有效值为10V ，则正常工作时输出电压平均值U O (A V)可能的数值为（ ）。