试验十一整流滤波与并联稳压电路

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实验十一 整流滤波与并联稳压电路

一、实验目的

1.熟悉单相半波、全波、桥式整流电路。

2.观察了解电容滤波作用。

3.了解并联稳压电路。

二、实验仪器及材料

1.示波器

2.数字万用表

三、实验内容

1.半波整流、桥式整流电路实验电路分别如图13.1,图13.2所示。

分别接二种电路,用示波器观察V2及VL的波形。并测量V2、VD、VL。

图13.1 图13.2

图13.1是二极管半波整流,如果忽略二极管导通电压,输出应是半波波形。如果输入交流信号有效值为1U,输出信号平均值为1145.02UU,有效值为21U。图13.2是二极管桥式整流电路,如果忽略二极管导通电压,输出应是全波波形。输出信号平均值为119.022UU,有效值为1U。

2.电容滤波电路

实验电路如图13.3

(1)分别用不同电容接入电路,RL先不接,用示波器观察波形,用电压表测VL并记录。

(2)接上RL,先用RL=1KΩ,重复上述实验并记录。

(3)将RL改为150Ω,重复上述实验。

电容滤波电路是利用电容对电荷的存储作用来抑制纹波。在不加入负载电阻时,理论上应输出无纹波的稳定电压,但实际上考虑到二极管反向电流和电容的漏电流,所以仍然可以看到纹波,由于大电容的漏电流较大,所以接入470μF时观察到的纹波比接入10μF时的大。接入负载后,在示波器中可看到明显的纹波。纹波中电压处于上升部分时,二极管导通,通过电流一部分经过负载,一部分给电容充电,其时间常数为LRrRCR//(,r为输入电路内阻);下降部分时,二极管截止,负载上的电流由电容提供,其放电时间常数为CRL。一般有rRrRLL,因此滤波的效果主要取决于放电时间常数, 其数值越大滤波后输出纹波越小、电压波形越平滑,平均值也越大。平均值)41(21CRTUULOm。

图13.3 电容滤波电路

图13.4 并联稳压电路

稳压管稳压电路由稳压二极管和限流电阻组成,利用稳压管的电流调节作用通过限流电阻上电流和电压来进行补偿,达到稳压目的,因而限流电阻必不可少。对于稳压电路,一般用稳压系数rS和输出电阻OR来描述稳压特性, rS表明输入电压波动的影响,OR表明负载电阻对稳压特性的影响。

不变LRiiOOrUUUUS,不变iUOOOIUR。分析电路,设稳压管两端电压为ZU,流过稳压管的电流为ZI,则稳压管交流等效电阻ZZZIUr。根据交流等效电路可知:LZLZOiiOOirRrRRrUUUUUUS,ZOrRR。

3.并联稳压电路

实验电路如图13.4所示,

(1)电源输入电压为10V不变,测量负载变化时电路的稳压性能。

改变负载电阻RL使负载电流IL=lmA,5mA,10mA分别测量VL、VR、IZ、IR,计算电源输出电阻。

IL(mA) VL(V) VR(V) IZ(mA) IR(mA)

1

5

10

测量得:minZI ,minZU , 计算得:Zr ,OR 。

(2)负载不变,电源电压变化时电路的稳压性能。

用可调的直流电压变化模拟220V电源电压变化,电路接入前将可调电源调到10V,然后调到8V、9V、11V、12V,按表13.1内容测量填表,以10V为基准,计算稳压系数Sr。

RL=

表13.1

VI VL IR(mA) IL(mA) Sr

10V

8V

9V

11V

12V

四、实验报告

1.整理实验数据并按实验内容计算。

2.图13.4所示电路能输出电流最大为多少?为获得更大电流应如何选用电路元器件及参数?