《电工电子基本技能操作项目教程》课件项目二十二

项目二十二晶体管串联稳压电路能力目标1．正确选择万用表、交流毫伏表、示波器对电压幅值的测量；2．对串联稳压电源出现的故障进行分析判断与维修；3．电路分析、逻辑思维能力、理论知识运用能力得到提高；4．具有发现问题的能力。知识目标1．知道晶体管串联稳压电路的构成及工作原理；2．知道晶体管串联稳压电源的性能参数；3．知道三端集成稳压电源的使用。晶体管串联稳压电路项目内容与原理一、晶体管串联稳压电路

1、电路框图

图22-1是有更高稳定度的晶体管串联稳压电源方框图，由调整元件、比较放大器、取样电路、基准电压电路和过流保护电路及电阻等组成。晶体管串联稳压电路经整流和滤波后的电压往往会随交流电源电压的波动和负载的变化而变化。电压不稳定时会导致测量和计算的误差，引起控制装置的工作不稳定，甚至根本无法工作。精密电子测量仪器，自动控制、计算装置等都要求有很高稳定度的直流电源。最简单的直流稳压电源是采用二极管来稳定电压的，在要求稍高场合就达不到稳压效果且输出电压不可调。晶体管串联稳压电路图22-1晶体管串联稳压电路方框图晶体管串联稳压电路2、电路的构成

晶体管串联稳压电器的构成见图22-2。图中，三极管V1为调整元件，工作于放大状态；稳压管VDZ与R4提供基准电压；三极管V2、R3为比较放大器，三极管工作于放大状态；电阻R1、R2及电位器RW为取样电路；RL为负载电阻。3、工作原理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，产生的误差信号经放大后送至调整管的基极，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。晶体管串联稳压电路图22-2晶体管串联稳压电路晶体管串联稳压电路4、主要性能指标

稳压电源的主要性能指标如下：(1)输出电压Uo和输出电压调节范围。调节RW可以改变输出电压Uo的大小。(2)最大负载电流IOM。(3)输出电阻Ro。输出电阻的定义为：当输入电压Ui保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即晶体管串联稳压电路

(4)稳压系数S(电压调整率)。稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比，即(5)纹波电压US。输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所含交流分量的有效值。晶体管串联稳压电路二、三端集成稳压电源随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入、输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。以W7800系列三端集成稳压器为例，其内部也是串联型晶体管稳压电路。

1、外形与封装三端集成稳压电源的外形与封装见图22-3。

2、接线图

三端集成稳压电源的接线图如图22-4所示。晶体管串联稳压电路图22-3三端集成稳压电源外形晶体管串联稳压电路图22-4三端集成稳压电源晶体管串联稳压电路三、汽车晶体管调压模拟电路1、原理电路汽车晶体管调压器模拟电路由取样电路、基准电路、开关电路构成，如图22-5所示。

2、工作原理图22-5中，12V电压代表发电机输出电压，灯泡代表发电机励磁绕组。当发电机输出电压低于14.5V时，取样电路的电压不足以使稳压二极管击穿，所以第一个三极管9011截止，复合管9011与9013饱和导通，继电器通电开关闭合，灯泡亮(发电机励磁绕组通电，发电机正常发电)。晶体管串联稳压电路图22-5汽车晶体管调压器模拟电路晶体管串联稳压电路当发动机高速运转时，输出电压升高，则取样电路电压随之升高。当电压升高到能使稳压二极管击穿时，则第一个三极管9011饱和导通，复合管9011与9013截止，继电器断电，开关断开，灯泡灭(切断发电机励磁绕组电源，发电机输出电压下降)。当输出电压下降至取样电压低于稳压二极管击穿电压时，第一个三极管9011截止，后面复合管再次饱和导通，发电机励磁绕组再次通电，发电机电压又上升。如此循环，保持发电机输出电压在13.8～14.5V之间。项目训练准备(1)示波器一台；(2)交流毫伏表一块；(3)万用表一块；(4)电路所需元件一套。晶体管串联稳压电路项目操作与测量(一)晶体管串联稳压电路1、连接电路图18-6为变压器降压桥式整流电容滤波电路，图22-2为晶体管串联稳压电路。2、测量电路各关键点电压电路检查无误之后接通220V电源，用万用表测量各关键点电压填入表22-1中(万用表注意换挡)。晶体管串联稳压电路晶体管串联稳压电路被测电压U1U2整流后滤波后V1V2UoUBUCUEUBUCUE测量值

状态

表22-1晶体管串联稳压电路3、测量各关键点电压波形用示波器测量各关键点波形，将所测数据与波形填入表22-2中。被测电压U2UC1输出Uo波形

表22-2晶体管串联稳压电路输入电压滤波后电压UCE1UCE2负载RL输出电压稳压性能

空载12 V

30 Ω

51 Ω

75 Ω

4、检测稳压性能(1)检测负载变化时的稳压性能。保持输入交流电压不变，空载时，将输出电压调至12V，然后接入负载电阻，测量输出电压，将结果记入表22-3中。表22-3晶体管串联稳压电路(2)检测输入电压变化时的稳压性能。负载电阻为51Ω不变，调整RW使输出电压为12V，记录数据。改变输入电压，测量输出电压稳压性能，并将结果填入表22-4中。输入电压滤波后电压UCE1UCE2负载RL输出电压稳压性能

51Ω

51 Ω

51 Ω

51 Ω

表22-4晶体管串联稳压电路(3)测量输出电压的调节范围，填入表22-5中。输出电压调节公式输出电压调节理论值输出电压实际调节范围

表22-5晶体管串联稳压电路(4)测量纹波电压。负载电阻为51Ω不变，调整RW使输出电压为12V，记录数据。改变变压器输入电压，用毫伏表检测纹波电压，将测量数据填入表22-6中。输入电压Ui滤波后电压UC1负载RL输出电压Uo纹波电压US

51Ω12 V

51 Ω

51 Ω

51 Ω

表22-6晶体管串联稳压电路(二)三端集成稳压电源(1)按图18-6与图22-4(c)连接电路。(2)按表22-7要求将检测数据填入其中。U1U2UC1URUZUoUS

表22-7晶体管串联稳压电路(三)故障排除与分析(1)将在上述操作测量中遇到的故障现象、检测结果、故障排除等填入表22-8中。故障现象检测点波形或电压原因分析故障排除备

注

表22-8(2)故障分析检测。按图18-6与图22-2连接电路，当下列元件发生故障，请将检测结果填入表22-9中。晶体管串联稳压电路元件故障UoUSV1V2UC1U2原因分析UBUCUEUBUCUER1开路

R2开路

V2B-E短路

V2C-E短路

VDZ极性装反

VDZ击穿

VDZ开路

R4开路

V1

B-E断路

V1

C-E开路

V1C-E短路