实验十一整流滤波与并联稳压电路

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V 2及V L 的波形。并测量V 2、V D 、V L 。

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

11

45.02U U ≈π

，有效值为

2

1U 。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

11

9.022U U ≈π

，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，R L 先不接，用示波器观察波形，用电压表测V L 并记录。 (2)接上R L ，先用R L =1K Ω，重复上述实验并记录。 (3)将R L 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L R r R C R =//(，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C R L 。一般有r R r R L L >>>，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(21C

R T

U U L Om -

=。

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r S 和输出电阻O R 来描述稳压特性, r S 表明输入电压波动的影响，O R 表明负载电阻对稳压特性的影响。

不变

L R i

i O

O r U U U U S ∆∆=

,不变

i U O

O O I U R ∆∆-

=。分析电路，设稳压管两端电压为Z U ，流过稳

压管的电流为Z I ，则稳压管交流等效电阻Z Z Z I U r ∆∆=。根据交流等效电路可知：

L

Z L Z O i

i O O i r R r R R r U U U U U U S +⋅=∆∆⋅=

，Z O r R R =。 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R L 使负载电流I L =lmA ，5mA ，10mA 分别测量V L 、V R 、I Z 、I R ，计算电源输出电阻。

测量得：=min Z I ，=min Z U ， 计算得：=Z r ，=O R 。

(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S r 。 R L =

表13.1

四、实验报告

1.整理实验数据并按实验内容计算。

2.图1

3.4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？