串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源課程方案及仿真

1、模擬電子線路 課程設(shè)計(jì) 題 目： 學(xué) 院： 專業(yè)班級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告 一：設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源 二：設(shè)計(jì)目的 1掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法 2掌握 Mulism 仿真軟件的應(yīng)用 3培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的能力 4掌握常用元器件的識(shí)別和測(cè)試 5熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法 三：設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)輸出電壓可調(diào)的串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源，將 220 V/ 50HZ的交流電經(jīng)電壓變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓 電路后轉(zhuǎn)變?yōu)?915V 的直流穩(wěn)壓電源。 要求： 穩(wěn)壓電路要加有放大環(huán)節(jié)以改善穩(wěn)定性 輸出電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào) 要加保護(hù)電路 四：設(shè)計(jì)原理 電

2、子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少 數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電轉(zhuǎn) 變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。 直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分組成 ，其原理框圖如圖經(jīng)電源 變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓 U2，經(jīng)單向整流 電路得到脈動(dòng)電壓U3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到 比較平直的直流電壓U4.但這樣的直流輸出電壓還會(huì)隨交流電網(wǎng) 電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)而變化。在對(duì)直流供電要求較高的場(chǎng)合， 還需使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。圖 2） 3 ） V,取Uce=8V 所以 Ui=23V 2: U2及變壓器的確定 采用橋式整流、電容濾波電路，則

3、Ui - 1.2U2?？紤]到 電網(wǎng)電壓可能有10%的波動(dòng)，因此要求變壓器二次電壓為 U2 1.1 X Ui/1.2 所以 U2=21V 3:濾波電容C1的選擇 為提高濾波效果，C1選用500uf的電解電容。 4:取樣環(huán)節(jié)R2, R3, R4的確定 Uomax=(R1+R2+R3*Uz/R3 Uomin=(R1+R2+R3*Uz/(R2+R3 Uz=7.5 V Uomax=15V Uomin=9V R1+R2+R3 2k 聯(lián)列可求得 R3=1KR2=670R1=330 5:整流二極管的選擇 Urn U2=1.414*21V=30V，查表選用 1B4B42 6:集成運(yùn)放的選擇 因?yàn)閷?duì)集成運(yùn)放的要求

4、不高，所以選用通用型集成運(yùn)放。 六：各部分電路圖及其仿真結(jié)果 1、電源變壓器電路圖 電源變壓器將交流電nV VA2 VA2-VA1 VBT VB2 Tim-ebas Cbarre A Charnel E 10 mjDiv Scale 110 V-Div Scatfr | 5 V Oiv 盼nr jj廠 X po&ition |?.O Y pcitior0.O Y pDsrton |0 Level |o v |Y/T Md| B/a AB AC |3 | 5 W AC| : |2C | E rz. hz A_r 輸出波形: OscilloscopeXSC1 TrrrreiM! C.3 m C.3

5、 V f? Sr 二匹 | 10 ITE Z . X posittor 10.0 |YT陽(yáng)訓(xùn)環(huán)| AjJ T：m Rsvers-fi 畑曲 Save Char re 3 pTriwer )mV.Eiv Edg 孑 T Y posibon I-3 0 Level |0 AC : |ZC - | 54ii| 10 V.Diw Y pomrtQr AC Q | DC 樸 3、電容濾波圖及其仿真結(jié)果 電路圖: 仿真結(jié)果: (X Oscilloscope-XSC1 4、總的電路圖及其仿真結(jié)果 總電路圖: I 1 D2 s | R2 X BTOObm R3 皓口hm RL 2kohm 151 LS1 通過(guò)

6、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 R2的阻值可得到915V的穩(wěn)定直流電壓 仿真結(jié)果: 輸入電壓波形: 輸出電壓波形: 實(shí)際電路連接和數(shù)據(jù)測(cè)量 元件清單 名稱及標(biāo)號(hào) 型號(hào)及大小 數(shù)量 變壓器 220V-21V 1個(gè) 二極管 IN4007 1個(gè) 電阻 330 1個(gè) 2k 1個(gè) 1.5k 2個(gè) 可變電阻 670 1個(gè) 運(yùn)放 OPAMP 3T VIRTUAL 1個(gè) 穩(wěn)壓管 BZV55-C7V5 1個(gè) 電容 500uf 1個(gè) 橋式整流管 1B4B42 1個(gè) 復(fù)合二極管 BCX38B 1個(gè) 電路的連接: 1、按電路圖在面包板上連出實(shí)際電路，測(cè)出電源通過(guò)變壓器 的電壓U1。 2、測(cè)出有電容濾波電路的輸出電壓 Uc1，和無(wú)電容

7、濾波的輸 出電壓Uc2。 3、 滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭至兩端，分別測(cè)得電路輸出電壓Uo 1 和 Uo2， 數(shù)據(jù)記錄： 項(xiàng)目 U1 Uc1 Uc2 Uo1 Uo2 數(shù)據(jù) 20.89 25.30 19.02 8.62 15.33 七：課程設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì) 通過(guò)這次模擬電路串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源的課程設(shè)計(jì)， 使我基本掌握了電路設(shè)計(jì)軟件 Multism的使用方法，而且初 步掌握了電子電路的設(shè)計(jì)方法，在以后還需要多加練習(xí)， 熟練掌握；這次課程設(shè)計(jì)還使我鞏固和加深了在模擬電子 技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識(shí)。對(duì)電源變壓電路，整流電路 ，濾波電路，穩(wěn)壓電路等的認(rèn)識(shí)更加深刻，提高了分析問(wèn) 題，解決問(wèn)題的能力。此外在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用模塊化的設(shè) 計(jì)順序可以優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，使之更符合邏輯性。要注意的 是在每個(gè)環(huán)節(jié)必須認(rèn)真進(jìn)行，如果某模塊電路沒有設(shè)計(jì)好 ，或者存在錯(cuò)誤，則總的電路必然會(huì)受到影響，所以在設(shè) 計(jì)過(guò)程中我們要保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。 這次課程設(shè)計(jì)是一次理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，在這次 課程設(shè)計(jì)中遇到了許多實(shí)際問(wèn)題，在理論上正確的結(jié)果可 能會(huì)在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)各種意料之外的結(jié)果，這就要我們?cè)谠O(shè) 計(jì)過(guò)程中從實(shí)際出發(fā)，盡可能多地考慮各種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的 影響。另外，在遇到問(wèn)題時(shí)要學(xué)會(huì)用理論聯(lián)系實(shí)際的方法 分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。 回想這次課程設(shè)計(jì)，到