直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計

1、目錄第一章概述.11.1交流穩(wěn)壓電源的分類及其特點(diǎn)21.2 直流穩(wěn)定電源的種類及選用31.3 簡述工作原理5第二章設(shè)計任務(wù)與要求62.1  設(shè)計目的62.2  設(shè)計的內(nèi)容要求72.3  設(shè)計的步驟及要求7第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計.83.1  直流穩(wěn)壓電源設(shè)計思路83.2  直流穩(wěn)壓電源原理93.3  單元電路的設(shè)計93.4 直流穩(wěn)壓電源及充電器設(shè)計總電路圖13第四章系統(tǒng)仿真.154.1 仿真電路原理圖154.2 仿真結(jié)果17第五章系統(tǒng)元件及測試225.1  實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元件225.2  測試要求225.3 測試調(diào)

2、整22第六章結(jié)論246.1  對于本次課程設(shè)計的總結(jié)246.2  發(fā)展前景246.3  心得體會25電氣電子課程設(shè)計水建學(xué)院 班級：電氣121班 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師：何自立 ganxuetao摘要： 一般晶體管電路都需要直流電源，而且是穩(wěn)定的電源，才能正常工作，如收音機(jī)，電視機(jī)等。不管是用分立元件組成電路，還是用集成電路，其中都少不了放大信號的晶體管。為了保證晶體管能夠保證放大信號，必須采用穩(wěn)定的直流電源供電，穩(wěn)定的直流電壓可由干電池或蓄電池獲得，但他們儲蓄電量的能力有限，不能供應(yīng)電器長時間工作。 穩(wěn)定的直流電源可由交流電經(jīng)過降壓，然后經(jīng)過穩(wěn)壓獲得，這就是常

3、見的穩(wěn)壓電源，他能供電器長時間工作。本課題主要設(shè)計一個連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電路以及用這個電路對5號和7號電池進(jìn)行充電，以實(shí)現(xiàn)其多功能化。關(guān)鍵字：整流電路 濾波電路 穩(wěn)壓電路 充電電路第一章概述直流穩(wěn)壓電源由穩(wěn)壓電源和充電器兩部分組成，是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出3V、6V的直流穩(wěn)壓電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。 它可作為收音機(jī)、收錄機(jī)、MP3等小型電器的外接電源；充電器可對5號、7號可充電電池進(jìn)行恒流充電。電源變壓器的作用是將220v的交流電壓變換為6v的交變電壓，以提供整流濾波電路所需電壓。整流電路由四個整流二極管按橋式整流方法連接對輸入交流電壓進(jìn)行整流。電源

4、的分類及知識1.1交流穩(wěn)壓電源的分類及其特點(diǎn)能夠提供一個穩(wěn)定電壓和頻率的電源稱交流穩(wěn)定電源。目前國內(nèi)多數(shù)廠家所做的工作是交流電壓穩(wěn)定。下面結(jié)合市場有的交流穩(wěn)壓電源簡述其分類特點(diǎn)。參數(shù)調(diào)整（諧振）型這類穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓的基本原理是LC 串聯(lián)諧振,早期出現(xiàn)的磁飽和型穩(wěn)壓器就屬于這一類.它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,無眾多的元器件,可靠性相當(dāng)高穩(wěn)壓范圍相當(dāng)寬,抗干擾和抗過載能力強(qiáng).缺點(diǎn)是能耗大、噪聲大、笨重且造價高。在磁飽和原理的基礎(chǔ)上的發(fā)育進(jìn)形成的參數(shù)穩(wěn)壓器和我國50 年代已流行的“磁放大器調(diào)整型電子交流穩(wěn)壓器”（即614 型）均屬此類原理的交流穩(wěn)壓器。 自耦（變比）調(diào)整型1&#

5、160;、機(jī)械調(diào)壓型，即以伺服電機(jī)帶動炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動面上移動，改變Vo 對Vi 的比值，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整和穩(wěn)定。該種穩(wěn)壓器可以從幾百瓦到幾千瓦。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價低，輸出波形失真??；但由于炭刷滑動接點(diǎn)易產(chǎn)生電火花，造成電刷損壞以至燒毀而失效；且電壓調(diào)整速度慢。2 、改變抽頭型，將自耦變壓器做成多個固定抽頭，通過繼電器或可控硅（固態(tài)繼電器）做為開關(guān)器10 件，自動改變抽頭位置，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。該種型穩(wěn)壓器優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，穩(wěn)壓范圍寬（130V-280V），效率高（95%），價格低。而缺點(diǎn)是穩(wěn)壓精度低（#177;810%）工作壽

6、命短，它適用于家庭給空調(diào)器供電。大功率補(bǔ)償型凈化型穩(wěn)壓器（含精密型穩(wěn)壓器）它用補(bǔ)償環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定，易實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。它的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能好，穩(wěn)壓精度高（#177;1%）、響應(yīng)快（4060ms）、電路簡單、工作可靠。缺點(diǎn)是：帶計算機(jī)，程控交換機(jī)等非線性負(fù)載時有低頻振蕩現(xiàn)象；輸入側(cè)電流失真度大，源功率因數(shù)較低；輸出電壓對輸入電壓有相移。對抗干擾功能要求較高的單位，在城市里應(yīng)用為宜，計算機(jī)供電時，必須選用計算機(jī)總功率的2-3 倍左右穩(wěn)壓器來使用。因具有穩(wěn)壓、抗干擾，響應(yīng)速度快、價格適中等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛。開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源它應(yīng)用于高頻脈寬調(diào)制技術(shù)，與一般開關(guān)電源的區(qū)別是它的輸出量必

7、須是與輸入側(cè)同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波型有準(zhǔn)方波、梯型波、正弦波等，市場上的不間斷電源（UPS）抽掉其中的蓄電源和充電器，就是一臺開關(guān)型交流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓性好，控制功能強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)智能化，是非常具有前途的交流穩(wěn)壓電源。但因其電路復(fù)雜，價格較高，所以推廣較慢。1.2 直流穩(wěn)定電源的種類及選用直流穩(wěn)定電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源，線性穩(wěn)定電源和開關(guān)型穩(wěn)定電源，它們又分別具有各種不同類型：1、化學(xué)電源我們平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于這一類，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又產(chǎn)生了智能化電池；在充電電池材料方面，美國研制人員發(fā)現(xiàn)錳的一種碘化物，用它可以

8、制造出便宜、小巧、放電時間長，多次充電后仍保持性能良好的環(huán)保型充電電池。線性穩(wěn)定電源線性穩(wěn)定電源有一個共同的特點(diǎn)就是它的功率器件調(diào)整管工作在線性區(qū)，靠調(diào)整管之間電壓降來穩(wěn)定輸出。由于調(diào)整管靜態(tài)損耗大，需要安裝一個很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻（50Hz）上,所以重量較大。該類電源優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高、紋波小、可靠性高、易做成多路、輸出連續(xù)可調(diào)的成品。缺點(diǎn)是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩(wěn)定電源又有很多種，從輸出性質(zhì)可分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源及集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流（雙穩(wěn)）電源。從輸出值來看可分定點(diǎn)輸出電源、波段開關(guān)調(diào)整式和電位器連續(xù)可調(diào)式。2、開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源與線性穩(wěn)壓電源

9、不同的一類穩(wěn)電源就是開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源，它的電路型式主要有單端反激式，單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區(qū)即開關(guān)狀態(tài)；開關(guān)電源因此而得名。開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠；缺點(diǎn)相對于線性電源來說紋波較大（一般1%VO(P-P),好的可做到十幾mV(P-P)或更?。?。它的功率可自幾瓦幾千瓦均有產(chǎn)品。價位為3 元十幾萬元/瓦，下面就一般習(xí)慣分類介紹幾種開關(guān)電源：（1）AC/DC 電源該類電源也稱一次電源，它自電網(wǎng)取得能量，經(jīng)過高壓整流濾波得到一個直流高壓，供DC/D

10、C 變換器在輸出端獲得一個或幾個穩(wěn)定的直流電壓，功率從幾瓦幾千瓦均有產(chǎn)品，用于不同場合。屬此類產(chǎn)品的規(guī)格型號繁多，據(jù)用戶需要而定通信電源中的一次電源（AC220 輸入，DC48V 或24V 輸出）也屬此類.DC/DC 電源在通信系統(tǒng)中也稱二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓，經(jīng)DC/DC 變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓。（2）通信電源通信電源其實(shí)質(zhì)上就是DC/DC 變換器式電源，只是它一般以直流48V 或24V 供電，并用后備電池作DC 供電的備份，將DC 的

11、供電電壓變換成電路的工作電壓，一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種，以后者可靠性最高。（3）電臺電源電臺電源輸入AC220V/110V，輸出DC13.8V,功率由所供電臺功率而定,幾安幾百安均有產(chǎn)品.為防止AC 電網(wǎng)斷電影響電臺工作,而需要有電池組作為備份,所以此類電源除輸出一個13.8V 直流電壓外,還具有對電池充電自動轉(zhuǎn)換功能。（4）模塊電源隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，對電源可靠性、容量/體積比要求越來越高，模塊電源越來越顯示其優(yōu)越性，它工作頻率高、體積小、可靠性高，便于安裝和組合擴(kuò)容，所以越來越被廣泛采用。目前，目前國內(nèi)雖有相應(yīng)模塊生產(chǎn)，但因生產(chǎn)工藝未能趕上國際水平，

12、故障率較高。DC/DC 模塊電源目前雖然成本較高，但從產(chǎn)品的漫長的應(yīng)用周期的整體成本來看，特別是因系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的高昂的維修成本及商譽(yù)損失來看，選用該電源模塊還是合算合算的，在此還值得一提的是羅氏變換器電路，它的突出優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近于零。（5）特種電源高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz 輸入的AC/DC 電源等，可歸于此類，可根據(jù)特殊需要選用。開關(guān)電源的價位一般在2-8 元/瓦特殊小功率和大功率電源價格稍高，可達(dá)11-13 元/瓦。1.3 簡述工作原理電路電源由變壓器T降壓，二極管VD1VD4整流，三

13、端穩(wěn)壓集成塊A1穩(wěn)壓及電C1,C2濾波后供給， 通電后可輸出穩(wěn)定的9V直流電壓供給充電器使用。電壓比較器由時基電路A2組成，在它的控制端5腳由一個穩(wěn)壓二極管VS（穩(wěn)定電壓為5.6V），所以將電路的復(fù)位電平定在5.6V。發(fā)光二極管VL為充電指示器。1節(jié)5號鎳鎘電池正常工作電壓為1.2V，充電終止電壓為1.4V左右。G為4節(jié)待充的鎳鎘電池，所以充電終止電壓為4×1.4V=5.6V。將電池裝入充電支架后，合上電源開關(guān)S，便可開始充電。電路工作過程：由于電容C3兩端電壓不能突變，剛通電時，A2的2腳為低電平，A2被觸發(fā)置位，3腳輸出高電平，此高電平經(jīng)電位器RP、二極管VD5向電池G充電，改變

14、RP值可以調(diào)節(jié)充電電流的大小。此時A2的7腳被懸空，VL發(fā)光指示電路在充電。隨著充電不斷進(jìn)行，G兩端電壓逐漸升高，當(dāng)升至5.6V時，A2復(fù)位，3腳輸出低電平，充電自動終止，同時A2內(nèi)部放電管導(dǎo)通，7腳輸出低電平，VL熄滅表示充電結(jié)束。 第二章設(shè)計任務(wù)與要求ZX2018C型直流穩(wěn)壓電源及充電器設(shè)計2.1  設(shè)計目的1. 通過本次課題的設(shè)計,掌握模擬電路系統(tǒng)的設(shè)計方法，設(shè)計步驟。2. 學(xué)會直流穩(wěn)壓電源及充電器的設(shè)計方法和性能指標(biāo)測試方法。3. 培養(yǎng)實(shí)踐技能以及分析和解決實(shí)際問題的能力。2.2  設(shè)計的內(nèi)容要求設(shè)計并制作一個連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源及充電器，主要技術(shù)指標(biāo)要求 （1）

15、輸出電壓：交流220V，直流3V，6V（2） 最大輸出電流：500mA（3） 電池充電器：左通道（E1,E2）充電電流5060MA(普通充電)；右通道（E3,E4）充電電流110130mA（快速充電）（4） 穩(wěn)壓電源和充電器可同時使用，但兩者電流之和不能超過500mA1. 設(shè)計電路結(jié)構(gòu)，選擇電路元件，計算確定元件參數(shù)，畫出實(shí)用原理電路圖。2. 自擬實(shí)驗(yàn)方法、步驟及數(shù)據(jù)表格，提出測試所需儀器及元器件的規(guī)格、數(shù)量，交指導(dǎo)教師審核。3. 批準(zhǔn)后，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行組裝、調(diào)試，并測試其主要性能參數(shù)。2.3  設(shè)計的步驟及要求1. 電路圖設(shè)計（1）設(shè)計整個系統(tǒng)是由那幾個模塊組成，各個模塊的信號傳輸，

16、并畫出組成系統(tǒng)方框圖。（2）系統(tǒng)分析：根據(jù)系統(tǒng)功能，選擇各模塊所用電路形式。（3）參數(shù)選擇：根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)的要求，確定各模塊電路中元件的參數(shù)。（4）總電路圖：2.電路安裝與調(diào)試（1）自行設(shè)計印刷電路板，并焊接。（2）在每個模塊電路的輸入端加一個輸入信號，測試輸出端信號，以驗(yàn)證每個模塊電路能否達(dá)到所規(guī)定的指標(biāo)。（3）重點(diǎn)測試穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)。（4）將各模塊電路連接起來，整機(jī)調(diào)試，并測量該系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1  直流穩(wěn)壓電源設(shè)計思路（1）電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。（2）降壓后

17、的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。（3）脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。（4）濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。3.2  直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出6V、9V的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成，見圖1。圖1直流穩(wěn)壓電源方框圖其中：（1）電源變壓器：電源變壓器的作用是將220v的交流電壓變換為9v的交變電壓，以提供整流濾波電路所需電壓。整流電路由四個整流二極管按橋式

18、整流方法連接對輸入交流電壓進(jìn)行整流。（2）整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。3.3  單元電路的設(shè)計（1）整流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖2所示。在u2的正半周內(nèi)，二極管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；u2的負(fù)半周內(nèi)，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過的負(fù)載電阻RL，且方向是一致的。電路的輸出波形為正弦波。圖2整流電路圖3輸出波形在橋

19、式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即 。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2是變壓器副邊電壓有效值)。（2）濾波電路把經(jīng)過橋式整流電路得到的直流電壓的紋波濾去，但其輸出電流電壓不太穩(wěn)定，內(nèi)阻和紋波較大。C1、C2為濾波電容。如圖4所示圖4濾波電路圖5仿真波形（3）在穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。穩(wěn)壓電路的基本組成：又T1和T2組成的復(fù)合管（調(diào)頻管）、又R2和LED1組成的過流保護(hù)、由R3和LED2組成的穩(wěn)壓電路、由T3組成的放大器、由R4和R5加R6組成的取樣電路。在設(shè)計中，

20、由于濾波電路輸出電壓和電流不是太穩(wěn)定，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點(diǎn)將電容器和負(fù)載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1=(1.11.2)U2，直流輸出電流： （I2是變壓器副邊電流的有效值。），穩(wěn)壓電路可以采用復(fù)合管穩(wěn)壓電路。其組成框圖如圖6所示整流電路復(fù)合管比較放大器基準(zhǔn)電壓取樣電路保護(hù)電路圖6穩(wěn)壓電路方框圖具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路是由調(diào)整元件比較放大，基準(zhǔn)電壓和取樣電路等幾部分組成穩(wěn)壓電路原理圖如圖7所示圖7穩(wěn)壓電路原理圖T1、T2是復(fù)合管作為電壓調(diào)整管，LED2為發(fā)光二極管同時又

21、有穩(wěn)壓管的作用，提供基準(zhǔn)電壓，R3是它的限流電阻，它們在一起組成穩(wěn)壓電路。電阻R4/R5和R6組成分壓器，其作用是把輸出電壓的變化量取出一部分，加到由T3組成的放大器的輸入端，所以叫做取樣電路。T3是比較放大管，R1是它的集電極負(fù)載電阻，也是T2的基極偏置電阻，它將基極的取樣電壓與發(fā)射極的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并將其差值進(jìn)行放大。從T3集電極輸出的信號直接加到復(fù)合管T1和T2的基極。T3輸出電流控制電壓調(diào)整管c、e極間等效電阻的大小。C1、C2、C3是濾波電容。C2、T1、T2、R1又組成有源電子濾波電路。穩(wěn)壓電路的過程是這樣的：當(dāng)輸出電壓U0上升時，電路將發(fā)生如下變化：取樣電路從輸出電壓中取樣，使

22、T3基極電位Ub3上升，因穩(wěn)壓管LED2的作用使T3發(fā)射極電位Ue3不變，則T3發(fā)射結(jié)正反偏置電壓Ube3上升，使T3基極電流Ib3增加， T3集電極電流Ic3增加，流過R1的電流I增大，R1上壓降增大使復(fù)合管基極電位Ub1下降，使T1發(fā)射結(jié)正向偏置電壓Ube1下降， T1基極電流Ib1下降，使T1的c、e間等效電阻R增加， T1的c、e極間電壓Uce1增加，從而輸出電壓U0下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。同理，當(dāng)輸出電壓U0下降時，有下述變化過程U0 Ub3 Ube3 Ib3 Ic3 Ub1 Ube1 Ib1 R Uce1U0 同樣，當(dāng)電網(wǎng)電壓變化使輸出電壓U0變化時，穩(wěn)壓電路也有上述過程U0Ub3

23、Uc3 Ub1 U0調(diào)節(jié)電路中S1的大小可以改變輸出電壓U0的大小S1Ub3 Uc3Ub1 U0當(dāng)放大器的放大倍數(shù)越大時，輸出 電壓的穩(wěn)定度就越高。 （4）直流穩(wěn)壓電源充電器部分從橋式整流電路輸出的直流經(jīng)過電阻R7后，在VT4集電極產(chǎn)生壓降，對電池進(jìn)行普充?？斐洳糠衷砼c普充電路原理相同，但由于R9阻值比R7阻值小，而橋式整流電路輸出電壓一定，因此在快充電路產(chǎn)生的電流大。普沖是R7部分，快沖為R9部分，兩者的區(qū)別是快沖電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普沖電流。在充電電路中VD5和VD6起到了保護(hù)電路的作用，例如，當(dāng)電池充滿電時，VD5陰極電壓為3V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陽極電壓，VD5截止；LED3和LED4是充電顯示作用，

24、二極管電壓為穩(wěn)定時，恒亮，顯示電池已充滿。充電器原理圖如圖8所示圖8充電器原理圖3.4 直流穩(wěn)壓電源及充電器設(shè)計總電路圖總電路圖如圖9所示圖9 ZX2018C型直流穩(wěn)壓電源及充電器設(shè)計總電路圖圖10整流濾波穩(wěn)壓電路仿真波形圖第四章系統(tǒng)仿真4.1 仿真電路原理圖在multisim中畫出電路原理圖進(jìn)行仿真 左邊變壓器的原副邊匝數(shù)之比為220：7.5 如圖11 由于原件庫里沒有單刀三制開關(guān)，所以用兩個單刀雙制開關(guān)進(jìn)行替代。圖12和圖13為電路圖總體視圖。圖11 加220V 50HZ 交流電壓 變壓器匝數(shù)比為270:7.5圖12 圖13用MULTISIM進(jìn)行仿真的總電路圖4.2 仿真結(jié)果1.整流電路，

25、正負(fù)半周內(nèi)部都有電流流過的負(fù)載電阻R10，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖14和圖15所示。圖14 整流電路的輸出波形圖15整流電路示波器截圖2.濾波電路 可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。如圖圖16 濾波電路仿真波形圖17 濾波電路示波器截圖3.穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。通過穩(wěn)壓電路輸出的波形將更為穩(wěn)定，如圖18和圖19所示。圖18 穩(wěn)壓電路輸出仿真波形圖19 穩(wěn)壓電路示波器波形截圖第五章系統(tǒng)元件及測試5.1  實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元件 萬用表 示波器 交流毫伏表 二極管 三極管 變壓器 電

26、容 電阻5.2  測試要求1. 測試并記錄電路中各環(huán)節(jié)的輸出波形。2. 測量穩(wěn)壓電源輸出電壓的調(diào)整范圍及最大輸出電流。3. 測量輸出電阻R。4. 測量穩(wěn)壓系數(shù)。用改變輸入交流電壓的方法，模擬Ui的變化，則可算出穩(wěn)壓系數(shù)Sv。5. 用毫伏表測量輸出直流電壓中的交流紋波電壓大小，并用示波器觀察，記錄波形。6. 分析測量結(jié)果，并提出改進(jìn)意見。5.3 測試調(diào)整1測試接通電源，綠色通電指示燈（LED1）亮；2)空載電壓：空載時測量通過十字插頭輸出的直流電壓，其值應(yīng)略高于額定電壓；3）輸出極性：撥動S2開關(guān)，輸出極性應(yīng)相應(yīng)變化；4）負(fù)載能力：當(dāng)負(fù)載電流在額定值150mA左右時，輸出電壓的誤差小于

27、±10%；5）過載保護(hù)：當(dāng)負(fù)載電流增大到一定值時LED1綠色指示燈逐漸變亮，LED2逐漸變暗，同時輸出電壓下降。當(dāng)電流增大到500mA左右時保護(hù)電路起作用，LED1亮，LED2滅。若負(fù)載電流減小則電路恢復(fù)正常；6）充電電流:充電通道內(nèi)不裝電池，置萬用表于直流電流檔，當(dāng)正負(fù)表筆分別觸及所測通道的正負(fù)極時（兩節(jié)電池為一組），被測通道充電指示燈亮，所顯示的電流值即為充電電流值。也可用儀器測量1、2、3的測試點(diǎn)。2調(diào)整若穩(wěn)壓電源負(fù)載在150mA時，輸出電壓誤差大于規(guī)定值的±10%時，3伏檔更換R4，6伏檔更換R5，阻值增大電壓升高，阻值減小電壓降低；2）若要改變充電電流值，可更換R

28、7（R9），阻值增大，充電電流減小。阻值減小，充電電流增大。附 元件清單表序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1二極管1N4001VD1-66支18負(fù)極彈簧片4個2三極管9013VT1、32支19主線路板1塊3三極管8050VT21支20負(fù)極線路板1塊4三極管8550VT4、52支21電源插座1塊5發(fā)光二極管3綠色LED1、22支22直流電源插座2、1DC1個6發(fā)光二極管3紅色LED3、42支23功能指示不干膠2孔1張7電解電容470F/16VC11支24產(chǎn)品型號不干膠30×461張8電解電容22F/10VC21支25電源插頭線1m1根9電解電容100F/10VC31支2

29、6十字插頭輸出線0.8m1根10電阻1、9.1100R2、R9R4各1支27短導(dǎo)線10cm6根11電阻330、470R6、R5各1支28熱塑套管2cm2根12電阻15、24R11、R72支29外殼上蓋、下蓋1套13電阻560R8、R102支30透明蓋、塑料腰條各1個14電阻1KR1、R32支31自攻螺絲2.5×52粒15變壓器220V，5.5WT1支32自攻螺絲2.5×104粒16直腳開關(guān)1×2、2×2S1、S2各1支33自攻螺絲3×62粒17正極片4個34裝配說明1份第六章結(jié)論6.1  對于本次課程設(shè)計的總結(jié)直流穩(wěn)壓電源和充電器是由

30、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路、充電電路組成電源變壓器把220V的交流電變成9V的交流電，通過整流橋把交流電變成直流電，然后通過濾波電路和穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定平滑的直流電，可以供給我們?nèi)粘Ｉ钪幸恍┬⌒碗娮赢a(chǎn)品的外接電源，并且可以對5號、7號電池進(jìn)行充電，給我們的日常生活帶來了方便。但是本電路仍具有一些缺點(diǎn)，下面我根據(jù)設(shè)計過程中遇到的一些問題，提出一些改進(jìn)措施（僅供參考）電網(wǎng)電壓波動引起波動時，將通過放大管集電極電阻R1影響復(fù)合管的基極電位，并引起輸出電壓U0的波動。由于引進(jìn)帶輔助電源的串聯(lián)穩(wěn)壓電路。當(dāng)環(huán)境溫度 的變化引起放大管VT3靜態(tài)工作點(diǎn)漂移時，將引起輸出電壓的不 穩(wěn)定。由此引進(jìn)差動放大器電路

31、代替VT3進(jìn)行比較放大。增加集電極負(fù)載電阻R1可增加放大電路的放大倍數(shù)，但同時會使復(fù)合管將不到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，而使穩(wěn)壓電流不能正常工作。由此我們可以采用恒流源負(fù)載代替R1.當(dāng)負(fù)載電流過大或負(fù)載短路時，流過復(fù)合管的額定功耗值而燒壞，因此我們引入限流型、載流型等保護(hù)電路。6.2  發(fā)展前景直流穩(wěn)壓電源目前還不能完全被取代。 1、因?yàn)殚_關(guān)電源等誰然優(yōu)勢顯著，但現(xiàn)在很難做到大功率的輸出穩(wěn)壓。另外，電子元件數(shù)目多也就修理繁瑣故障率大。 2、在一些高空牌匾以及外用設(shè)備上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如直流耐用。還有開關(guān)電源等頻率高一般幾十道幾百千赫，對這一頻率的信號（音頻）源造成干擾大。所以在功放和一些家電設(shè)備上也不適合。 市場很大，前景光明。 6.3  心得體會電子課程設(shè)計是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次比較完整的直流穩(wěn)壓電源與充電器的設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整