串聯(lián)型穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源要求：設(shè)計(jì)并制作用晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的申聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。指標(biāo)：1、輸出電壓6V、9V兩檔，同時(shí)具備正負(fù)極性輸出；2、輸出電流：額定電流為 150mA，最大電流為500mA;3、在最大輸出電流的時(shí)候紋波電壓峰值 Vop-pWmv;一.原理電路和設(shè)計(jì)程序小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分 組成，如圖所示。220V的交流電經(jīng)變壓器后變成電壓值比較小的交流，再經(jīng)橋 式整流電路和濾波電路形成直流， 穩(wěn)壓部分采用申聯(lián)型穩(wěn)壓電路。下圖為其基本 框架電源受壓器整流電路®波電路穩(wěn)壓電路+珥+M2+P21.方案比較確定方案一：用晶體管和集成運(yùn)放組

2、成的基本申聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源O* >o 方案二：用晶體管和集成運(yùn)放組成的具有保護(hù)環(huán)節(jié)的申聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路上面兩種方案中，方案一較簡(jiǎn)單，但功能較少，沒有保護(hù)電路和比較放大 電路，因而不夠?qū)嵱?，故拋棄方案一。從?jiǎn)單、合理、可靠、經(jīng)濟(jì)而且便丁購 買 的前提出發(fā)，選擇方案二位最終的設(shè)計(jì)方案。2. 變壓電路(1)電源變壓器T的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器副邊與原邊的功率比為 P2/ P1=t，式中T是變壓 器的效率。變壓器副邊電壓有效值決定丁后面電路的需要。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，穩(wěn)壓電 路 的輸出電壓一般選取U= (23) U6所以選擇15V10W的變壓器。3.

3、 整流和濾波電路整流電路在工作時(shí)，電路中的四只二極管都是作為開關(guān)運(yùn)用， 根據(jù)整流濾波電路工作原理圖可知：當(dāng)正半周時(shí)，二極管D1、D2導(dǎo)通(D5 D4截止)，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周；當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管D5 D4導(dǎo)通(D1、D2截止)，在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動(dòng)直流電壓U3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓 U。U與交流電壓U2的有效值U2的關(guān)系為：U, =(1.11.2)U2在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為:U RM = 2U 2流過每只二極管的平均電流為:I R 0.45U 24. 穩(wěn)壓電路交流電壓經(jīng)過整流、濾波后雖然

4、變?yōu)榻涣鞣至枯^小的直流電壓，但是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，其平均值也隨機(jī)變化。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直 流電壓基本不受電網(wǎng)的電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得更高的穩(wěn)定性。由丁成本、元件和仿真的條件限制，穩(wěn)壓電路只采取一個(gè)具有放大環(huán)節(jié)的基本申聯(lián)型穩(wěn)壓電路和一個(gè)保護(hù)電路由丁簡(jiǎn)易申聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出電壓受穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值得限制無法調(diào)節(jié)，造成電路 的靈活性較差；同時(shí)由輸出電壓直接控制運(yùn)算放大器的工作， 造成電路的穩(wěn)壓效 果也不夠理想。所以必須對(duì)簡(jiǎn)易穩(wěn)壓電源進(jìn)行改進(jìn)， 增加一級(jí)放大電路，專門負(fù) 責(zé)將輸出電壓的變化量放大后控制運(yùn)算放大器的工作。由丁整個(gè)控制過程是一個(gè) 負(fù)反饋過程，所以這樣的穩(wěn)壓電源叫申聯(lián)負(fù)

5、反饋穩(wěn)壓電源。輸出電壓的范圍由0-12V穩(wěn)壓管穩(wěn)壓為3.6V有公式可知道 3.6 (1+F4 / R0 =6 3.6 (1+F3/ F2) =9 其中 R2=1心 得到 R4=666 Q R3=1.5k Q 因此可以選擇 R4=66(D R3=1.5K Q5. 保護(hù)功能原理過流保護(hù)電路能夠在穩(wěn)壓器輸出電流超過額定值時(shí)， 限流調(diào)整管發(fā)射極電流 在某一數(shù)值或使之迅速減小，從而保護(hù)調(diào)整管不會(huì)因電流過大而燒壞。 凡在過流 時(shí)使用調(diào)整管發(fā)射極電流限制在某一數(shù)值電路， 稱為限流型過流保護(hù)電路；凡在 過流時(shí)使調(diào)整管發(fā)射極電流迅速減小到較小數(shù)值的電路， 稱為截留型過流保護(hù)電 路。下圖為限流型過流保護(hù)電路圖中Q

6、1為調(diào)整管，Q2和R1構(gòu)成保護(hù)電路。從上面的分析可以得到本次設(shè)計(jì)的電路圖如下.以下為電路的仿真結(jié)果Spacerice liMmIM-AL * | * Q2 1P41A理論值為6.064V和9.133V而實(shí)際測(cè)量值為 4.955v和8.632v誤差分析：誤差相差有差有點(diǎn)大可能是在焊接上出了問題還有就是實(shí)際買的原件跟它標(biāo)出來的理論值有一定的偏差電路輸出的直流電波形圖如下Orci11oscnpfl- ZSGITim* iChartn«lwA tharmcflB Channd_C CI*winelHD 勺宣| | IS6 HM mi I «K2 mV > 1 43C mVT3

7、育ONO LCharvMl fa1 W rmc/Cfrv3 LX pufiWn 1D| 5 號(hào) I A+#ST |°。，cU 仁 L L廠MarAmJiMmfiW1vL叫從圖中可以看到電波圖為標(biāo)準(zhǔn)的直線而且實(shí)際測(cè)量值也是這樣 輸出波形基本為一條直線紋波電壓在2.5mv左右 而實(shí)際電壓的紋波只有 0.9mv左右 符合要求三.總結(jié)心得優(yōu)點(diǎn)：該電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，紋波值小，使用原件較少，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，輸出功率較大缺點(diǎn)： 電路的實(shí)際測(cè)得的電壓不穩(wěn)定，有待改進(jìn)。課程設(shè)計(jì)期間，通過學(xué)習(xí)、查資料、設(shè)計(jì)、焊接實(shí)物電路的過程，使我提高了對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，更加牢靠的掌握了所學(xué)的理論知識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)，讓我明白了理論和實(shí) 際是有很大差距的，在仿真軟件中能完美運(yùn)行的，在實(shí)際元件操作中卻可能會(huì)有不一樣的結(jié) 果。讓我明白了，理論必須聯(lián)系實(shí)際，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)。這一次課程設(shè)計(jì)對(duì)我們來說是一次很好的訓(xùn)練，可以測(cè)試我們對(duì)于電子電路設(shè)計(jì)的掌握程度，提高動(dòng)手