直流穩(wěn)壓電源設計.doc

題目名稱：直流穩(wěn)壓電源（一）姓名：班級：學號：日期：模擬電子技術(shù)課程設計任務書適用專業(yè)：電子信息工程專業(yè)設計周期：一周一、設計題目：直流穩(wěn)壓電源（一）二、設計目的1、研究單相橋式整流、電容濾波電路的特性。2、學習穩(wěn)壓電源的設計方法以及主要技術(shù)指標的測試方法。三、設計要求及主要技術(shù)指標設計要求1、方案論證，確定總體電路原理方框圖。2、單元電路設計，元器件選擇。3、仿真調(diào)試及測量結(jié)果。主要技術(shù)指標1、電網(wǎng)供給的交流電壓U1為220V，50HZ；2、變壓器輸出電壓U2為18V20V，50HZ；3、穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調(diào)，最大負載電流100mA左右；4、輸出紋波電壓小于5mv，穩(wěn)壓系數(shù)=0.01；5、驅(qū)動負載可調(diào)（如：120RL240）；6、適當考慮如何采取短路保護功能。四、仿真需要的主要電子元器件電源變壓器、滑線變阻器、晶體三極管、晶體二極管、穩(wěn)壓管、電阻器、電容器等若干。五、設計報告總結(jié)1、對所測結(jié)果（如：輸出電壓，最大負載電流，電壓輸出波形等）進行全面分析，總結(jié)橋式整流、電容濾波電路的特點。2、根據(jù)所測數(shù)據(jù)，計算穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)S、紋波系數(shù)K和輸出電阻R0，并進行分析。3、分析討論仿真測試中出現(xiàn)的故障及其排除方法。4、給出完整的電路仿真圖。5、體會與收獲。六、參考文獻1.彭介華電子技術(shù)課程設計指導北京：高等教育出版社，20052.陳大欽主編電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗電子電路實驗設計仿真北京：高等教育出版社，20003.高吉祥主編電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設計北京：電子工業(yè)出版社，20024鄭步生.Multisim2001電路設計及仿真入門與應用.電子工業(yè)出版社.20025/6/一、方案論證與比較1.1方案提出方案一：三端穩(wěn)壓器構(gòu)成的單電源電壓輸出串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路。方案二：放大器構(gòu)成的串聯(lián)負反饋氏穩(wěn)壓電路。1.2設計方案的論證和選擇我選擇了方案二作為本次試驗的實驗設計電路，原因如下：（1）仿真軟件中三端穩(wěn)壓器不符合我的第一套方案。（2）方案二相對來說較為簡單，對實驗數(shù)據(jù)的測量和修改方便。（3）方案二電路在深度負反饋下，調(diào)整作用更強，輸出電壓Vo也越穩(wěn)定。二、系統(tǒng)的功能及設計框圖2.1系統(tǒng)的全部功能、要求及技術(shù)指標。1、電網(wǎng)供給的交流電壓U1為220V，50HZ；2、變壓器輸出電壓U2為18V20V，50HZ；3、穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調(diào)，最大負載電流100mA左右；4、輸出紋波電壓小于5mv，穩(wěn)壓系數(shù)=0.01；5、驅(qū)動負載可調(diào)（120RL240）；6、適當考慮如何采取短路保護功能。2.2確定設計框圖（系統(tǒng)包含的單元電路及結(jié)構(gòu)）和總體設計方案可將電路分成四個部分：變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路。這個實驗我選用簡單的電容作為濾波電路，并將整流與濾波合為框圖2（右上部分）。整流電路采用單向橋式整流電路，其中3號接頭接電壓正極，2號接頭接電壓負極（如圖右上部分所示），濾波電路為電容濾波電路（如圖右上部分所示），穩(wěn)壓電路為串聯(lián)負反饋式穩(wěn)壓電路（中間部分）。組合調(diào)整電阻即可達到實驗要求。2.3單元電路的分析與設計：各功能模塊電路的定性說明以及計算分析。第一部分，變壓器變壓公式為V1：V2=N1：N2.調(diào)整線圈匝數(shù)比即可得到適當電壓。第二部分，整流濾波電路，正弦波的的正負部分交替通過4個二極管組成的橋式電路，并改變波形全為正值，并濾波。第三部分，整流濾波電壓經(jīng)過R1接入電路中，Q1為調(diào)整管，A為放大器。，D2電壓為基準電壓，D2與R1串聯(lián)組成簡單穩(wěn)壓電路，R2，R3組成反饋網(wǎng)絡。分析得，Vo近似等于V（D2）*（1+R2/R3）。分析可知，當反饋越深時，反饋的調(diào)整作用越強，輸出電壓越定。（參考教材P453）。三、系統(tǒng)仿真調(diào)試分析3.1軟件仿真原理圖3.2模擬仿真過程1、變壓器輸出電壓為1820V，50Hz測試得電壓為19.443V。2、調(diào)試電路使穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調(diào)，最大負載電流為100mA左右。改變電阻R4的電阻可以調(diào)整輸出電壓，當R5=120歐姆時,有最大負載電流。測得Imax=99.995mA3、紋波電壓：穩(wěn)壓電路輸出端交流分量的有效值。測得V（紋波）=0V4、電壓輸出波形。3.3各項指標測試1、穩(wěn)壓系數(shù)：當負載不變，輸出電壓相對變化量與輸入電壓相對變化量的比。此時，負載為R5=120歐姆。調(diào)整變壓器R4阻值可改變電壓，電流。測量如下：Vo1=11.998VVI1=25.035VVo2=11.993VVI2=20.105VS=【（Vo1-Vo2）/Vo1】/【（VI