串联型晶体管稳压电源的设计实验 《模拟电子技术仿真实验》实验任务及报告书

1.实验要求： (1)根据实验题目，进行系统分析，达到系统综合技能训练； (2)研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性； (3)学习串联型晶体管稳压电源的设计方法以及主要技术指标的测试方法；

2.实验仪器与元器件： (1)实验室仪器：MULTISIM软件、数字示波器、信号发生器、直流稳压电源、万用表、频谱仪等； (2)实验元器件：三极管三个、DIP--16插座一片、电阻若干个、电容若干个，导线若干、面包板（万能版）一块；

3.实验内容： 电网供给的交流电压U1为220V，50HZ。 变压器输出电压U2为18V～20V，50HZ。熟练测试不同频率下的输入输出波形（R5=10、18、19K）分别接入电路）；（例如可以使变压器n=220:24） 稳压电源输出直流可调电压6V (1)完成串联型晶体管稳压电源电路的设计与仿真； (2)整流滤波电路测试； 参照图连接电路。取可调工频电源电压为16V， 作为整流电路输入电压u2。 图   整流滤波电路 (3)串联型稳压电源性能测试     (A) 初测     稳压器输出端负载开路，断开保护电路，接通16V工频电源， 测量整流电路输入电压U2，滤波电路输出电压UI（稳压器输入电压）及输出电压U0。调节电位器RW，观察U0的大小和变化情况，如果U0能跟随RW线性变化，这说明稳压电路各反馈环路工作基本正常。否则，说明稳压电路有故障，因为稳压器是一个深负反馈的闭环系统，只要环路中任一个环节出现故障（某管截止或饱和），稳压器就会失去自动调节作用。此时可分别检查基准电压UZ，输入电压UI，输出电压U0，以及比较放大器和调整管各电极的电位（主要是UBE和UCE），分析它们的工作状态是否都处在线性区，从而找出不能正常工作的原因。排除故障以后就可以进行下一步测试。   　(B) 测量输出电压可调范围 　　接入负载RL（滑线变阻器），并调节RL，使输出电流I0≈100mA。再调节电位器RW， 测量输出电压可调范围U0min～U0max。且使且使RW动点在中间位置附近时U0＝12V。若不满足要求，可适当调整R1、R2之值。   　(C) 测量各级静态工作点 　　调节输出电压U0＝12V，输出电流I0＝100mA(可调RL与RW 满足要求）， 测量各级静态工作点，记入表10.1。 表10.1   U2＝16V  U0＝12V  I0＝100mA T1 T3 T2 UB（V） 16.797 12.932 32.755m UC（V） 18.432 16.797 16.797 UE（V） 15.902 12.721 0 (D) 测量稳压系数S 取I0＝100mA，按表改变整流电路输入电压U2（模拟电网电压波动），分别测出相应的稳压器输入电压UI及输出直流电压U0，记入表10.2。  　                       表10.2      I0＝100mA                       表10.3    U2＝16V 测　试　值 计算值 U2（V） UI（V） UO（V） S 14 16.064 10.299 S12＝1.0423 S23＝0.966　　　　　　　　　　　　　　　　 16 18.449 12.785 18 21.252 15.494 测　试　值 计算值 I0（mA） U0（V） R0（Ω） 空载 17.493 R012＝291.54 R023＝120 50 14.577 100 12   　 (E) 测量输出纹波电压 取U2＝16V ，U0＝12V，I0＝100mA ，测量输出纹波电压U0，记录表10.3。 4.实验参考电原理图：

5.实验分析与思考题： (1)对串联型晶体管稳压电源电路进行理论分析？ (2)分析参数改变对电路性能指标的影响。

6.实验报告： 数据测试记录结果 （2）实验分析与思考题 （1） 其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管T1）；比较放大器T2、R7；取样电路R1、R2、RW，基准电压DW、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为： 当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。 （2） 造成电路参数变化的原因大致有两种：第一种是自然条件发生变化引起的。常见的有环境温度的变化，会造成晶体管输入电阻rbe、电流放大系数β等发生变化；第二种是人为因素造成的，比如改变电阻值，更换晶体管等，也会改变晶体管节点导纳矩阵中相应的元素值。这两种情况，仅仅是改变了放大电路导纳矩阵中的某些元素的值，并不会改变放大电路的节点数。