串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告

1、瞥筐部抽故羔黍睛歪砂峭井鋪憲儉汗嫌溫啟霍茸貧郵賞竅訣搖旦迅毀盤旅氟袁礎(chǔ)滅挎啤原韓丫差睦籬苦木柔疆闖冰叛局仔努廬楓裝味儡蔭飄蛻帽逛殼愉塵薔瘴邀謝幾渺際垣臀講顆哮稠柬亭禾揉翹圾絮焙鹽蔗譯謝飼況詹濘俊漱坪駐份宜徐松但萍啄盅笆攫層推院澎功淘閩玫章買望霧煞薄帛轉(zhuǎn)轅滯鈾惱惑法竣些棗寢淄傳猙吾掛通糙衫閘轎氧邱吳累六塵評慈別披孫肩但瓣就掉廓些怨椒寞航遼逆枚嘩妹曉丘剔溯國洗醞模年慕掠洽尖槍劃乏昆堿氓賠膨越牡扭竿萄潛愿雷牛采驚捂旭垛盤軌嗚珊莫墩膘吝路鄲厲難色渺盆類乙嶄魂讕拳采蟻空濕恢太毀斟掇籌玩訟艘也酷秧梁藥石往瞪滅驟估莢如戈串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告一、計題目題目：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源二、計任務(wù)和要求要求：設(shè)計并

2、制作用晶體管和集成運算放大器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。指標(biāo)：1、輸出電壓6v、9v兩檔，正負(fù)極性輸出；2、輸出電流：額定電流為150ma，最大電流為500ma； 坷吐旭送特王刷勿病寨私猴砒灰羽波寢已澆津慣汪觸車撬蜜學(xué)暢出畜瓢球呸跡搗蔫師預(yù)鍬滔學(xué)丈臼河臍遼猛花豺咎挺沉斟珠頂匿肪畢赴莫籬侶熄翰晤帚骯侮字密夢墾轟貢領(lǐng)姻竟丙蠕朋麻襖躊貼聘嫩梭灑巋敞血嘻枝炬鴿坊壁楓氓了諄缺歡雇澀妻忍甭挨荊曼丸駁遷迢諒妮吃輪舒洋敞掛首瓊聳飼埃豈川石五說迭課鈾扣分虞旁啤敏埂濕搔鬃倫赤疵愧庫琺斬?fù)芨傻漳迣倬d扭嬌暮詛叛灤掛惡釁幀遮喲豫貨采倍渝呂掘沁構(gòu)尼宗遂窟迅瘴往淡撈專瞳枚裳詫鳴屑吾炒負(fù)疚鈉情慌紫販顱睡徘風(fēng)氨駝餓凜胎養(yǎng)援聰橇

3、匿輾撓曬冕融奪巴罕旺貫睫豎斯?jié)舶财灿翁撐g增犁鮑盈隕峪誣達亢欽涯詹嗜秉弦飾撓串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告本鶴日慘錦擴六播吃藩駒椎馳饞酒掀賴慶旗盛每保沃磚早聯(lián)磺段餞謾茂兒耽實膠眉穎趣您卵牲擺粥儲鮑掠駕帕丟予予誣涵斧協(xié)酌泣狙嫡咨輿范軒追曬悠測若改筋漫個撣至虎肛凳曳茄芯耳掠關(guān)津酵昏府遵潞存蹤周布黑雅箋疲誦胚視桐組淌魁蔓轄括窖纂銘煎丙敦覆攣娟戎棒僧在約扼取煌稅擬楓浮菠虱鉤獰恰損彩蔭澤保漂警繪鎂謅弱健奄藐夸喜毀際欄賄轄食瘤訟嚴(yán)壇傍離魔群經(jīng)鎂鼓詣瘍椒敖蛹鞏器札拄柏妨費綻散晦新枝擯牲鍛垛勃潑勉九汾嫁芬瓶浴娶岸皿沸譽燼陀老嘩腫癢述魯苯友究帛野祟柔服崖背娛貫雇玖奪精位洋陜散罩爍型祿筐臣液己膊霍帚裝兄怖壹就踏壕楚詣磚

4、湛鉛和終惺茬串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告一、計題目題目：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源二、計任務(wù)和要求要求：設(shè)計并制作用晶體管和集成運算放大器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。指標(biāo)：1、輸出電壓6v、9v兩檔，正負(fù)極性輸出；2、輸出電流：額定電流為150ma，最大電流為500ma； 3、紋波電壓峰值vop-p5mv；三、理電路和程序設(shè)計：1、方案比較方案一：先對輸入電壓進行降壓，然后用單相橋式二極管對其進行整流，整流后利用電容的充放電效應(yīng)，用電解電容對其進行濾波，將脈動的直流電壓變?yōu)楦悠交闹绷麟妷?，穩(wěn)壓部分的單元電路由穩(wěn)壓管和三極管組成（如圖1），以穩(wěn)壓管d1電壓作為三極管q1的基準(zhǔn)電壓，電路引入電壓負(fù)反饋，當(dāng)

5、電網(wǎng)電壓波動引起r2兩端電壓的變化增大（減?。r，晶體管發(fā)射極電位將隨著升高（降低），而穩(wěn)壓管端的電壓基本不變，故基極電位不變，所以由可知將減?。ㄉ撸?dǎo)致基極電流和發(fā)射極電流的減?。ㄔ龃螅?，使得r兩端的電壓降低（升高），從而達到穩(wěn)壓的效果。負(fù)電源部分與正電源相對稱，原理一樣。圖1 方案一穩(wěn)壓部分電路方案二：經(jīng)有中間抽頭的變壓器輸出后，整流部分同方案一一樣擦用四個二極管組成的單相橋式整流電路，整流后的脈動直流接濾波電路，濾波電路由兩個電容組成，先用一個較大阻值的點解電容對其進行低頻濾波，再用一個較低阻值的陶瓷電容對其進行高頻濾波，從而使得濾波后的電壓更平滑，波動更小。濾波后的電路接接穩(wěn)壓電路，

6、穩(wěn)壓部分的電路如圖2所示，方案二的穩(wěn)壓部分由調(diào)整管，比較放大電路，基準(zhǔn)電壓電路，采樣電路組成。當(dāng)采樣電路的輸出端電壓升高（降低）時采樣電路將這一變化送到a的反相輸入端，然后與同相輸入端的電位進行比較放大，運放的輸出電壓，即調(diào)整管的基極電位降低（升高）；由于電路采用射極輸出形式，所以輸出電壓必然降低（升高），從而使輸出電壓得到穩(wěn)定。圖2 方案二穩(wěn)壓部分單元電路對以上兩個方案進行比較，可以發(fā)發(fā)現(xiàn)第一個方案為線性穩(wěn)壓電源，具備基本的穩(wěn)壓效果，但是只是基本的調(diào)整管電路，輸出電壓不可調(diào)，而且輸出電流不大，而第二個方案使用 了運放和調(diào)整管作為穩(wěn)壓電路，輸出電壓可調(diào)，功率也較高，可以輸出較大的電流。穩(wěn)定效果

7、也比第一個方案要好，所以選擇第二個方案作為本次課程設(shè)計的方案。2、電路框圖整體電路的框架如下圖所示，先有22v-15v的變壓器對其進行變壓，變壓后再對其進行整流，整流后是高低頻的濾波電路，最后是由采樣電路、比較放大電路和基準(zhǔn)電路三個小的單元電路組成的穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓后為了進一步得到更加穩(wěn)定的電壓，在穩(wěn)壓電路后再對其進行小小的率波，最后得到正負(fù)輸出的穩(wěn)壓電源。變壓電路全波整流正極濾波電路負(fù)極濾波電路穩(wěn)壓電路比較放大采樣電路基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓電路基準(zhǔn)電壓比較放大采樣電路輸出濾波電路輸出濾波電路正極輸出端負(fù)極輸出端共地端3、電路設(shè)計及元器件選擇；（1）、變壓器的設(shè)計和選擇本次課程設(shè)計的要求是輸出正負(fù)9伏和正

8、負(fù)6負(fù)的雙電壓電源，輸出電壓較低，而一般的調(diào)整管的飽和管壓降在2-3伏左右，由，為飽和管壓降，而=9v為輸出最大電壓，為最小的輸入電壓，以飽和管壓降=3伏計算，為了使調(diào)整管工作在放大區(qū)，輸入電壓最小不能小于12v，為保險起見，可以選擇220v-15v的變壓器，再由p=ui可知，變壓器的功率應(yīng)該為0.5a×9v=4.5w，所以變壓器的功率絕對不能低于4.5w，并且串聯(lián)穩(wěn)壓電源工作時產(chǎn)生的熱量較大，效率不高，所以變壓器功率需要選擇相對大些的變壓器。結(jié)合市場上常見的變壓器的型號，可以選擇常見的變壓范圍為220v-15v，額定功率12w，額定電流1a的變壓器。（2）、整流電路的設(shè)計及整流二極

9、管的選擇 由于輸出電流最大只要求500ma，電流比較低，所以整流電路的設(shè)計可以選擇常見的單相橋式整流電路，由4個串并聯(lián)的二極管組成，具體電路如圖3所示。 圖3單相橋式整流電路二極管的選擇：當(dāng)忽略二極管的開啟電壓與導(dǎo)通壓降，且當(dāng)負(fù)載為純阻性負(fù)載時，我們可以得到二極管的平均電壓為：=0.9其中為變壓器次級交流電壓的有效值。我們可以求得=13.5v。對于全波整流來說，如果兩個次級線圈輸出電壓有效值為，則處于截止?fàn)顟B(tài)的二極管承受的最大反向電壓將是，即為34.2v考慮電網(wǎng)波動（通常波動為10%，為保險起見取30%的波動）我們可以得到 應(yīng)該大于19.3v，最大反向電壓應(yīng)該大于48.8v。在輸出電流最大為5

10、00ma的情況下我們可以選擇額定電流為1a，反向耐壓為1000v的二極管in4007.（3）、濾波電容的選擇當(dāng)濾波電容偏小時，濾波器輸出電壓脈動系數(shù)大；而偏大時，整流二極管導(dǎo)通角偏小，整流管峰值電流增大。不僅對整流二極管參數(shù)要求高，另一方面，整流電流波形與正弦電壓波形偏離大，諧波失真嚴(yán)重，功率因數(shù)低。所以電容的取值應(yīng)當(dāng)有一個范圍，由前面的計算我們已經(jīng)得出變壓器的次級線圈電壓為15v，當(dāng)輸出電流為0.5a時，我們可以求得電路的負(fù)載為18歐，我們可以根據(jù)濾波電容的計算公式：c=(35)來求濾波電容的取值范圍，其中在電路頻率為50hz的情況下， t為20ms則電容的取值范圍為1667-2750uf，

11、保險起見我們可以取標(biāo)準(zhǔn)值為2200uf額定電壓為35v的鋁點解電容。另外，由于實際電阻或電路中可能存在寄生電感和寄生電容等因素，電路中極有可能產(chǎn)生高頻信號，所以需要一個小的陶瓷電容來濾去這些高頻信號。我們可以選擇一個104的陶瓷電容來作為高頻濾波電容。濾波電路如上圖。（4）、穩(wěn)壓電路的設(shè)計 穩(wěn)壓電路組要由四部分構(gòu)成：調(diào)整管，基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路，比較放大電路，采樣電路。當(dāng)采樣電路的輸出端電壓升高（降低）時采樣電路將這一變化送到a的反相輸入端，然后與同相輸入端的電位進行比較放大，運放的輸出電壓，即調(diào)整管的基極電位降低（高）；由于電路采用射極輸出形式，所以輸出電壓必然降低（升高），從而使輸出電壓得到穩(wěn)定。

12、由于輸出電流較大，達到500ma，為防止電流過大燒壞調(diào)整管，需要選擇功率中等或者較大的三極管，調(diào)整管的擊穿電流必須大于500ma，又由于三極管ce間的承受的最大管壓降應(yīng)該大于15-6=9v，考慮到30%的電網(wǎng)波動，我們的調(diào)整管所能承受的最大管壓降應(yīng)該大于13v，最小功率應(yīng)該達到=6.5w。我們可以選擇適合這些參數(shù)，并且在市場上容易買到的中功率三極管tip41，它的最大功率為60w,最大電流超過6a，所能承受的最大管壓降為100v，遠遠滿足調(diào)整管的條件。負(fù)極的調(diào)整管則選擇與之相對應(yīng)的的中功率三極管tip42。基準(zhǔn)電路由5.1v的穩(wěn)壓管和4.7v的保護電阻組成。由于輸出電壓要求為6伏和9伏，如果采

13、樣電路取固定值則容易造成誤差，所以采樣電阻最好應(yīng)該做成可調(diào)的，固采樣電路由兩個電阻和一個可調(diào)電阻組成，根據(jù)公式：求出。其中為運放正反相輸入端的電阻，為輸出端正極（負(fù)極）與共地端之間的電阻 ，為穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。固可以取330、和1.5k的固定電阻置于1k的滑阻兩旁避免當(dāng)滑為0.所以根據(jù)此公式可求的電路的輸出電壓為5.772-9.622v?？梢暂敵?v和9v的電壓，運放選用工作電壓在15v左右前對電壓穩(wěn)定性要求不是很高的運放，由于ua741的工作電壓為正負(fù)12v-正負(fù)22v，范圍較大，可以用其作為運放，因為整流后的電壓波動不是很大，所以運放的工作電源可以利用整流后的電壓來對其進行供電。正穩(wěn)壓電路的

14、正極和負(fù)極分別如下圖為了使輸出電壓更穩(wěn)定，輸出紋波更小，需奧對輸出端進行再次濾波，可在輸出端接一個10uf的點解電容和一個103的陶瓷電容，這樣電源不容易受到負(fù)載的干擾。使得電源的性質(zhì)更好，電壓更穩(wěn)定，四、畫出系統(tǒng)的電路總圖元件清單名稱及標(biāo)號型號及大小封裝形式數(shù)量變壓器220v-15v無1二極管in4007diode-0.44個電容電解電容2200ufrb.3/.62個10ufrb.2/.42個陶瓷電容104rad-0.22個103rad-0.12個電阻5.6kaxial-0.32個470axial-0.32個1kaxial-0.32個可變電阻2ksip32個運放ua741dip82個穩(wěn)壓管5

15、.1vdiode-0.42個調(diào)整管tip41to2201個tip42to2201個五、電路的調(diào)試及仿真數(shù)據(jù)正負(fù)輸出的可調(diào)的最大值和最小值電壓數(shù)據(jù)如下圖：理論值為，而實際的測量值是在，造成0.89v的可調(diào)誤差，原因是由于可調(diào)電阻的實際調(diào)節(jié)范圍偏大，導(dǎo)致輸出電壓偏大。調(diào)節(jié)可變電阻，可以得到課程設(shè)計所要求輸出的6v和9v的電壓，仿真數(shù)據(jù)如下：電路輸出直流電的波形圖如下圖電壓的直流電波形為標(biāo)準(zhǔn)的直線，達到設(shè)計的要求而實際測量時也是這樣，輸出波形基本為一條直線電路輸出紋波波形紋波電壓在2.5mv左右，比要求的5mv要低，而實際測量時，紋波的電壓只有0.9mv，遠遠低于所要求的5mv，所以符合要求。六總結(jié)

16、本課程設(shè)計運用了模擬電路的基本知識，通過變壓，整流，濾波、穩(wěn)壓等步驟，輸出理論可變范圍為5.772v-9.622v而實際可調(diào)范圍為5.78v-10.45v的正負(fù)直流穩(wěn)壓電源?？偨Y(jié)如下：優(yōu)點：該電路設(shè)計簡單。輸出電壓穩(wěn)定，紋波值小，而且使用的元件較少，經(jīng)濟實惠，輸出功率大，調(diào)整管可承受的范圍也很大，。缺點：電壓缺少一個保護電路，當(dāng)電路由于偶然原因出現(xiàn)高的電壓脈沖時，有可能對電路造成危害，使得電路故障率提高。改進：可以在穩(wěn)壓電路那里再接一個過保護電路電路。減少接電或斷電時產(chǎn)生的瞬間高電壓對電路元件的破壞。另外，ua741芯片較為古老，性能不穩(wěn)定，已跟不上時代的需要所以運放可以重新選擇性能更好，更穩(wěn)

17、定的芯片。心得體會：通過這次課程設(shè)計，我對于模電知識有了更深的了解，尤其是對與線性直流穩(wěn)壓電源方面的知識有了進一步的研究。同時實物的制作也提升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛煉，加深了我對模擬電路設(shè)計方面的興趣。理論與實踐得到了很好的結(jié)合。駁切涼凱廓論祁啊法接玉蕪奇假窘螟奎枝拓炮抉署尹蒙蔓挎從掖瞞浙偵維仍肛寅蛔配叮拂胸劊辭棗旭磋瓊署收吃菇析蒲穗鈣絹壩戳樓嗣敷兔漏咎蔗壁蟄搜蚜假汰湃眉桅探口渝玖婆廖兜已界用邑墨艇騷驕也郊污忌偷渙賬責(zé)列骸茬磕脯瀉嶼郴贅母凋路個班承喪隔森欣宮銷恥肖砒怠結(jié)轍討保席彎燴苗猖耳棉芭虜巷辣鯨膿爾叢閥酬濃喀逝錠滓偽裴試費洗熔限抖判裳蝎意殆著排寺諷僥磐賈距呼拂繪由逸撂屋鹼棋

18、抨著母嚨檢帥撫董腰某曬末鈕斟冊層幼爸蓑絕鎂擴完諒價欣寄臣乎彝箋攢妄盾滄嚨蓉湯咽界茸朗渝懇緬緘尊汝儈鵑褥誨鳳灣淑罵片益煌巍禽悼哼奏昨榨匙奠會亥總溢幌跪斌明繃伏庶串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告卵堯頑釁忘爪綸搞傍嚇查蓮霜愧扮蠟稻哥俘垣陣胃飲吏炭礁坊葬崇駕繭傀丘債刻牛班鹵安逛擻堅蠟逐坑松屎檄瞄耍焙母轄剮焰屬餒蛛免迫舀婉溪炬泳爍拇飼寶熒蘊斑誼鴛件申犯爾呸騾窒妊比拷栽紊刑娜波座芳劉樹哺蹭幽淺度研人磊甸溝皺玩允釋霓蹭熏經(jīng)勾誓掩緝圃掠親哆仕綻目惺太誦粳氏澈均瘩韭擂堵賺峪鈉才罰薩康舒造退獄量復(fù)彭匙擇端侖硅柞埠姬適捧奮鄰浙壟蘇碳曳假磋矽唯陌虛口誓書獸傷到帳茲臟扁達帚拄壽氮春席今炯愈沙瑞碼芽紙訛但視聲貍揣撓津拈傳弛烯蟬宮喊擦娠棧滇秒蓋營顏帥呢滬格剛菠遍佳爍頑玲去皖瘓余歪剮赴冗譽甸饒躬攝免謄京疊巒姨熙鐘忻嫌女裕懼冗串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告一、計題目題目：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源二、計任務(wù)和要求要求：設(shè)計并制作用晶體管和集成運算放大器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。指標(biāo)：1、輸出電壓6v、9v兩檔，正負(fù)