二、实验原理



很多电子设备都需要直流电源供电， 但往往需把交流电整流稳压后，才 能获得低压直流电源。即 一般直流电源：市电 —— 变压器 — —整流——滤波——稳压 开关电源：市电 —— 整流 —— 超音 频振荡——整流——稳压
1、直流稳压电源的组成
电源变压器
整流电路 滤波电路 稳压电路
v1
测量在最小负载和最大负载下的负载电流电流ILmax、ILmin 及负载两端的电压UO′和UO″，填入表中
ILmax (mA) 100Ω UO′ (V) ILmin（mA） 200Ω UO″(V)
3.稳压电路的测试
将实验原理图中的开关k1从1的位置接到2的位置上。
① 用万用表直流电压挡测量输出电压UO 。负载 电阻为20Ω
I0
RL
C2用以吸收输入端的 瞬态变化电压
C3用以旁路 纹波电压
C4用于输出 滤波
输出电压可调扩展电路

为了使三端固定输出集成稳压器的输出电压 可变，可以采用下图所示的电路形式组成可 调扩压电路，通过改变运算放大器输入端参 考电位，实现三端稳压器的输出电压可变。
UI =33V
78XX 7 6 4
U0 = 7~ 30V
U0
7805
470u
C1
D3 D4 470u
132 u
1
1 3 2
u2
D1 D2 K1
K2
1 2 1
7805
3
2
220V
C2 C1
0.1u
实验数据记录
② 分别用示波器和数字万用表测量电路无滤波状态时 u2和uI的数值及波形记录表中。
u2 波形 滤 波 前 滤 波 后 测量值 （有效值） 波形 uI 测量值 （直流） 测量值 （谐波）
7805 1 2 7805 2
u2
2
D1 D2 K1
K2
1 2 1
7805
3
K1 k 1
3
K1 K2
D2
1 2
3
K2
1
mA
0.1u
D3
D4
mA
C1
470u
uC 1 1
220V
220V
1
K1
u2
u2
D3
D4
220V 470u
D1 D2 C1 D3 D4 470u K1
D3
D1
51 C7805 2 0.1u
D2 2
K2
1
C2
0.1u
1
稳压系数S的数据记录
在IO =250mA，变压器输出电压分别为9V、15V、 18V时，用万用表直流电压挡分别测量测量输入电压 UI 、输出电压UO 。
测试值 U2 （V） U I（ V ） UO（V） 5 S
计算值
6V
9V 12V
S（1-2） = S（2-3） =
2

U 2 0.45U 2
——全波整流电路
Tr
U1 U2 U2 0 D2 二极管的平均电流： D1 Uo
U2

2
3
4
t
ID
1 IL 2
Uo 0
t
二极管两端的最大反向电压：
U RM 2 2U 2
输出电压平均平均值：
UO 0.9U 2
——桥式整流电路
使变压器 简单化
桥式整流电路波形图
作用：使整流电路输出的脉动电压、电 流变得比较平滑，使之成为含交变成份 很小的直流电压、电流。 典型的滤波类型： 1、 电容滤波；电感滤波； L型滤波电 路； 型滤波电路
RL未接入
UZ, UL, UC
C放电
RL接入后
a
c
b
D1 D3 导 电
d
e
C充电
UC=UL
UC 2U2
U2 2Ui sin t
uI
u1
220V
u1
k2K2
u1
1 2 1
K2
1
u2
D1 D2
u1
220V
u2
D1 D2
7805 1 2 7805 2
u2
2
D1 D2 K1
K2
1 2 1
7805
3
K1 k 1
3
K1 K2
D2
1 2
3
K2
1
mA
0.1u
D3
D4
mA
C1
470u
uC 1 1
220V
220V
1
K1
u2
u2
D3
D4
220V 470u
T 3AD18 T 3DD15
R UI C1
6800uF
0.51 2W
7812 7812
U0 (12V,5A) C2
2200uF
UI
C1
6800uF
D 1N4002
C2 U0 (12V,3A)
2200uF
16V
25V
25V
16V
三、实验内容
1.整流电路的测试 ① 按实验原理图接线，用示波器分别测量电路无滤波、 稳压时u2和uI的数值及波形，将结果填入表中。
UO 0.9U 2
——电感滤波电路
1-3、典型的稳压电路 ——稳压管稳压电路

稳压原理 经电容滤波后，得到的直流电压稳定性较差，易受到 电网电压波动和负载变化及温度的影响。为此，利用 稳压二极管的反向击穿特性，使电压稳定在某个定值。 如图。
限流电阻 稳压管
UI =33V
78X
U I
=33V
指稳压电源在正常工作情况下能输出的最大电流。一般情况下的 工作电流I O ，受稳压电路内部保护电路的限制，以免输出过载或 短路损坏稳压器。

温度系数
U o ST T
U I 0 I o 0
(m V / C )


稳压系数S
稳压系数S反映电压波动时对稳压电路的影响。定义为当附在固 定时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。
2
51 C22 U0 7805 7805 20Ω
1 2
U0
mA
7805
K2
1 2 1
3
51
mAu151
220V
3
C2
u2 51
51
U0
D1 D2
7805
7805
3
2
C1
470u
D4
C2 51
0.1u
0.1u U 0 7805 3 2 1
2 1 K3 1
3 2
C1
u1
u1
D3
u21
51
C1 D1
Du 4 2 470u
k2 K2
u1
uI
u1
220V D3 D4
1 2 1
K2
1
u 7805 1 2 7805 2
2
2
D1 D2 K1
K2
1 2 1
7805
3
u2
D1 D2
u1
220V
u2
D1 D2 K1
K1
3
3
mA
0.1u
D3
D4
mA
C1
470u
C1
220V
51 C2 0.1u 51
C2 U0 780551
51 470Ω
u1
220V
220V
10uF/16V
u2
7805
UI
U0
50Hz
0.1uF/25V
（2）.固定负输出稳压电源
u1
220V
u2
7905
UI
U0
50Hz
220uF/25V 0.1uF/25V
10uF/16V
（3）三端正输出可调稳压电源
D5用于防止输入 短路而损坏IC
3
D6用来防止输出 短路而损坏IC
1 2
U0
mA U0
7805
7805
3
51
51 470Ω mA
C2
3
51 51
K2
1 2 1
C1
470u
D4
C2
0.1u
U0 51 1 3 2
0.1u
7805
1 3 2
C1
D3 D4 470u
u1
u2
132
7805
3
2
1 3 2
51
D1 D2
K1
将电路有滤波状态时u2和uI的数值及波形记录表中。
u2 波形 滤波前 滤波后 测量值 （有效值） 波形 uI 测量值 （直流） 测量值 （谐波）
——正的稳压电路
+Vi
7805
1
W7805
2
3
+Vo
0.33F
0.1F
IN
1 2 3
GND OUT
——负的稳压电路
-Vi
7905
2
W7905
1
3
-Vo
0.33F
0.1F
GND IN OUT
1 2 3
2、稳压电源的主要性能指标


输出电压U O
指稳压电源输出的直流稳压电压。


最大输出电流I Omax
导 通 导 通 导 通 导 通
纹波系数的计算

用傅里叶级数分解输出电压uo得：
4 4 2 4 uO 2U 2 cos 2t cos 4t cos6t 15 35 3

式中恒定分量（U O）与谐波分量（UO ）为：