开关电源技术实验指导书
信息工程学院 电气及自动化教研室
2009.04.18
开关电源技术
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开关电源技术
实验一 电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究
一．实验目的
1．掌握电流控制型脉宽调制开关电源的工作原理，特点与构成。 2．熟悉电流控制型脉宽调制芯片UC3842的工作原理与使用方法。 3．掌握开关电源的调试方法与参数测试方法。
二．实验内容
1．利用芯片UC3842，连接实验线路，构成一个实用的开关稳压电源电路。 2．芯片UC3842的波形与性能测试 （1）开启与关闭阀值电压。
（2）锯齿波，包括周期、占空比、幅值等，并与理论值相比较。
（3）不同负载以及不同交流输入电压时的输出PWM波形，并与正确波形相对比。 （4）反馈电压端（即UC38422号脚）与电源端（即7号脚）波形。 （5）输出PWM脉冲封锁方法测试。 3．开关电源波形测试
（1）GTR集电极电流与集-射极电压波形。 （2）变压器原边绕组两端波形。 （3）输出电压VO波形。 4．开关电源性能测试
（1）电压调整率（抗电压波动能力）测试。 （2）负载调整率（抗负载波动能力）测试。 （3）缓冲电路性能测试。
三．实验系统组成及工作原理
电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域。其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高，体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。
开关电源的控制电路可分为电压控制型和电流控制型。前者是一个单闭环电压控制系统，后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。
具体实验原理可参见附录。 具体线路见图5—4。
四．实验设备和仪器
1．MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱 2．双踪示波器 3．万用表
五．实验方法
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开关电源技术
1．认真阅读实验指导书，掌握开关电源的工作原理。 R2RP33C24RP3R1+R889RP16R3R4C4?220V52．开启阀值电压测试 将“10”与“11”、“6”与“9”、“12”与“13”、“14”与“15”相连。 10 6 12 14 11 9 13 15 电位器RP1和RP3都左旋到底。合上电源后，用示波器观察“7”与“16”（锯齿波）及“10”与“16”（UC3842电源电压）波形，将RP2顺时针慢慢旋转，直到锯齿波刚产生为止，用万用表测出“10”与“16”之间电压，该电压即为开启阀值电压UT。
UT=
3．芯片UC3842的波形与性能测试
（1）测试7端锯齿波的周期T，幅值Vp-p与占空比D。 T（ms）
Vp-p（V） RP4D 3
C37图5—4 电流控制型脉宽调制开关稳压电源1VTC121113C2S1RP21012通断RP2+C6C5R5R6+UC384262184537R7断14通通断1516开关电源技术
（2）不同直流输入电压时的输出PWM波形。
开关电源工作后，用万用表测“1”与“16”端间电压，该电压即为直流输入电压Vd，用示波器观察“12”与“16”及“7”与“16”之间波形，然后将RP1顺时针慢慢旋转，边旋转边观察，并记录输出PWM波形的变化情况，一直观察到Vd约减小20%时止，同时测量Vd变化前后的“8”与“16”及“10”与“16”间电压值。测试结束后，将RP1左旋到底。 Vd变化前 Vd V8.16
Vd变化后 Vd V8.16 V10.16 V10.16 （3）不同负载变化时的输出PWM波形
RP3左旋到底，观察波形同上。RP3顺时针慢慢旋转，边旋转边观察，并记录输出PWM波形的变化情况，一直观察到该电位器顺时针旋转到底为止，这时候负载增大了约25%，同时测量负载变化前后的“8”与“16”及“10”与“16”之间电压值。 负载变化前 V8.16
负载变化后 V8.16 V10.16 V10.16 (4)不同直流输入电压时的反馈电压端（8端）与电源端（10端）波形
减小直流输入电压Vd，同时观察并记录8与16及10与16间波形，直到Vd约减小20%时止，测试结束后，将RP1左旋到底。
(5)输出PWM脉冲封锁方法测试
a.改变3脚电压封锁输出脉冲，将“14”与“15”断开，“5”与“14”相连，电位器RP4左旋到底，用示波器观察“7”端锯齿波。将RP4顺时针慢慢旋转，直到锯齿波完全消失时止，测出“5”与“16”间电压，该电压即为3脚的输出脉冲封锁电压。
U3=
b．改变1脚电平封锁输出脉冲
“5”与“14”、“6”与“9”断开，“14”与“15”、“5”与“9”相连，RP4右旋到底。观察波形同上，将RP4逆时针慢慢旋转，直到锯齿波完全消失时止，测出“5”与“16”间电压，该电压即为1脚的输出脉冲封锁电压。
U1=
4．开关电源波形测试
将“5”与“9”断开，“6”与“9”相连
（1）用示波器观察“15”与“16”及“2”与“16”间波形。 （2）用示波器观察“1”与“2”间波形。 （3）用示波器观察输出电压VO波形。 5．开关电源性能测试
（1）电压调整率（抗电压波动能力）测试
调节RP1使Vd减小20%，用万用表测量Vd改变前后的输出电压VO1和VO2，则电压调整率为
4
VO1?VO2VO1?100%。
开关电源技术 VO1（V） VO2（V） 电压调整率 （2）负载调整率（抗负载波动能力）测试
将RP3左旋到底，用万用表测量输出电压（设为VO1），再将RP3右旋到底（负载增加约25%），测量输出电压（设为VO2），则负载调整率为
VO1（V）
VO1?VO2VO1?100%。
负载调整率 VO2（V） （3）缓冲电路性能测试
在开关S1合上（C1+C7=0.101μF）与断开（C1=1000P）条件下，观察“2”与“16”间波形变化。
六．实验报告
1．列出开启阀值电压值以及3脚与1脚的脉冲封锁电压值。 2．画出UC3842的4脚的锯齿波，并注明周期、幅值，占空比等。 3．画出所测的各点波形。
4．根据实际测量值，计算出电压调整率与负载调整率，并就这两个指标对实验系统这种类型的开关电源所适用的场合作出评价。
5．试分析直流输入电压Vd与负载变化时，开关电源的稳压调节过程。 6．你对实验中一些感兴趣现象的分析。 7．实验收获、体会和意见。
七．思考题
1．缓冲电路中的电阻R=2.2kΩ,您能否根据不同缓冲电容所观察的GTR集-射极波形,分析如何合理地选用缓冲电阻与电容值。
2．有人为了简化电路，不用反馈绕组，而是将电容C6增大，这时候系统能否稳定工作，为什么？
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