串聯(lián)式直流穩(wěn)壓源課程方案

1、模擬電子技術課程設計串聯(lián)式可調直流穩(wěn)壓電源姓名：XXX學號:xxxxxxx組員：XXX班級：電子102指導老師劉純天成績：2018.01.09一、任務及要求本課程是學習了模擬電子技術課程之后，讓學生運用模擬電子技術所學 知識，進行實際電子線路的設計、裝接和調試工作，以加深電子電路基本知識 的理解，又能培養(yǎng)電路的實踐技能，提高他們分析、解決問題的能力。它是針 對模擬電子技術課程進行的綜合訓練。本課程是工業(yè)電氣自動化專業(yè)的必修 課。1、目的：加深電子電路基本知識的理解，培養(yǎng)電子電路的動手技能，提高分析、解決問題的能力。2、課程設計內容：串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源設計3、設計內容及要求1. 用晶體管組成設計

2、串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源電路2. 要求輸出：輸出直流電壓 Vo= 12V± 0.2V輸出直流電流Io = 0-200mA電網(wǎng)電壓（220V>波動范圍為10%輸出內阻r°v= 0.1 Q輸出紋波電壓 Voac<= 2mV有過流保護3. 畫出電路圖，寫總結報告模擬電子技術課程設計二、設計原理本設計電路分為降壓電路、整流電路、濾波電路和調壓穩(wěn)壓電路四 大部分，穩(wěn)壓電路部分又由基準電壓源、輸出電壓米樣電路、電壓 比較放大電路、過流保護電路和輸出電壓調整電路組成。220 V50 Hz直流電源的輸入為220V的市電，需要通過電源變壓器降壓后，再對 交流電進行處理。變壓器副邊電壓有

3、效值決定于后面電路的需要。變壓器副邊電壓通過整流電路從交流電壓轉換為直流電壓，即 將正弦電壓轉變?yōu)閱我环较虻拿}動電壓，但含有較大的交流成分， 會影響負載電路的正常工作。為了減小電壓的脈動，需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平 滑，理想情況下，應將全部交流分量全部濾掉，使濾波電路的輸出 電壓僅為直流電壓。然而，因為濾波電路為無源電路，所以接入負 載后勢必會影響其濾波效果。交流電壓通過整流、濾波后雖然變?yōu)榻涣鞣至枯^小的直流電 壓，但是，當電網(wǎng)電壓波動或負載變化時，其平均值也將隨之變 化。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不隨電網(wǎng)電壓波動或負載變化的影響，從而獲得足夠高的穩(wěn)定性。i. 降壓電路本電路

4、使用的降壓電路是單相交流變壓器，根據(jù)要求要輸出512V穩(wěn)定可調的電壓，考慮到其他波動因素，選擇輸出15V的變壓器。2整流電路 整流電路的主要作用是把經(jīng)過變壓器降壓后的交流電通 過整流變成單個方向的直流電。但是這種直流電的幅值變化很大。 它主要是通過二極管的截止和導通來實現(xiàn)的。常見的整流電路主要 有全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電路。我們選取單相橋式整流電路選擇4支IN4001構成整流橋。實現(xiàn)設計中的整流功能因為電容在電路中也有儲能的作用，并聯(lián)的電容器在電源供給的電 壓升高時，能把部分能量存儲起來，而當電源電壓降低時，就把能 量釋放出來，使負載電壓比較平滑。因為本電路后級是穩(wěn)壓電路， 因此

5、可以使用電容濾波電路進行簡單濾波。電容選?。弘娙莸娜≈祽斢幸粋€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，當輸出電流為0.2A時，我們可以求得電路的負載為60歐，我們可以根據(jù)濾波電容的計算公式：aC=(3 5>來求濾波電容的取值范圍，其中在電路頻C2率為50HZ的情況下，T為20ms則電容的取值范圍為500-834uF,保利用險起見我們可以取標準值為1000uF額定電壓為25V的電容。C2、C4小電容濾去紋波。整流及濾波:4.基準電壓穩(wěn)定電路T42.7電壓電路作用是為后面比較電路提供一個基準電壓，此處采D1 D22V,且較穩(wěn)壓C1 C2+T3用一個紅色發(fā)光二極管，其發(fā)光

6、后電壓穩(wěn)定在紅色發(fā)光二極管工作在二級管適合工作在小電流電路中。10mA所以限流電阻上下限:D3D4RiR210KT1T2=1.65k?R3510Q=2.7k?取 2K?D1-D4:1N4001T1-T3,T5: 9013T4:50V,3A5.比較電路和放大電路比較放大電路連接在基準電壓電路后面，為了實現(xiàn)電壓可調固在 電路中引入了放大環(huán)節(jié)，加深電壓負反饋以提高 輸出電壓的穩(wěn)定性，并且還抑制了溫度的漂移。 如右圖所示。因為在此對精度的要求不高，又從 經(jīng)濟的角度上考慮后在此用一個長尾式差分放大電路來實現(xiàn)。控制流過T2的電流為1mA。R2上端的電位 濾波后）波動應為16V21V，故R2取20K Q。三

7、極管選擇兩個9013的NPN管子。首先三極管工作必要有一個合適的靜態(tài)工作點Q。在此濾波后電壓 V=20V , U =0.7V, R =20K Q, U盡量選在中間即 10V。 6.調整電路在本電路中調整管是保證電路安全工作的核心元件，由一個大功率TIT3調整 電路管T4）和一個普通的 NPN管T3）組成復合管。這是因為流過集電極和發(fā)射極的電流可能很大，一般管子無法承受大電流故選用一個大功率管。其基極接在差動放大電路的集電極上，因為差動的集電極上電流過大，用萬用表測量后發(fā)現(xiàn) T4的B值為75,如果不用復合管至于那個單管，那么，當輸出電流為最大200mA時，基 極電流應為3mA左右，顯然這里不能有

8、3mA基極的電流，故此用復 合管對B進行補償，這樣以后基極電流就可以小到 uA級了。而集電 極接在濾波電路的后面， 射極接上采樣電路后從射極輸出構成電壓 跟隨，這樣有利于對電壓的穩(wěn)定。至于調整管的管功耗，當輸出 5V200mA時，濾波后的電位器既調整管集電極的電位正常應為19V， 那么，管壓降應為14V，功率應為 P=UI=14X0.2=2.8W所以本電路的管功耗最多為2.8W。R4 2 7Q1W因為此電路的精度不高穩(wěn)定性也相對較差所T57保護電路以在調整管的射極后加上一個過流保護。如果電路正常工作時T5管 子是不導通的，因為PN結上沒有0.7V的電壓，而R4阻值又太小可 以忽略不計，也就相當

9、于沒有這個保護電路。但是當某種原因使得 調整管的射極電流突然增大，使得 R4上的壓降達到0.7V后T5管子 導通。如果把保護電流設在250mA,那么0.7九二三二八故R4取2.7 Q基極和集電極又是反相的關系，既基極電位上升，導致集電極電位 下降，從而使得調整管的基極電位下降于是抑制了電流的持續(xù)增大，這樣就保護了電路里的元器件。也就相當于對調整管引入了一個負反饋。不僅限制了電流，同時還順便控制了溫度。關于R4的選擇，因為這里電流可能過大故選取一個大功率的電阻，并且阻值要小盡量少分壓。而 T5就是一個普通的NPN管子。8米樣電路(R5路JL5K1 W1R65K采樣電路是配合著差動放大和基準電壓來

10、實現(xiàn)電壓 的可調。工作原理就是電位器的2號引腳上的電位和 基準電壓近似相等，通過基準電壓值和調節(jié)電位器 改變電位器2腳以下的電阻從而控制電流。再利用電 流在采樣電路中幾乎沒有從電位器的 2腳流走。故 可推斷出整個采樣電路的電壓。在這里我們假設電 位器2腳的電位就是基準電壓2V。所以，當電位器滑動到最上端時，輸出電壓最小，為Wi + R6U<5V當電位器滑動到最下端時，輸出電壓最大，為經(jīng)綜合考慮后 R、R和 W1分別選5.6K Q和1.5K Q電阻和5K Q的電 位器。這樣選下來電壓可調的理論范圍在 4V16V。故優(yōu)于設計條 件的 5V12V。三. 焊接與調試1.電路原理圖R42.7 Q

11、/1WAD1 A D2D1-D4:1N4001T1-T3,T5: 9013T4:50V,3A1KJZ -R24 B10K2.5KT1R55.6KT2；：IR1 KKT5T4AT3A5鳥紅1.1C3C4R/AmuQZ -o >Vr- -C2所需設備清單： 四單相0.5KW調壓器，或晶體管直流穩(wěn)壓電源v模擬市電波動）五.MF47萬用表六滑線變阻器v假負載）200Q /300W七.30W電烙鐵3材料清單：2. 整流二極管1n40014只3電解電容 1000u/25V2只4. 三極管 90135只5. 大功率三極管3A/50V1只6. 紅色發(fā)光二極管1 只7. 大電阻： 2.7Q /1W1只8.

12、1/4W 電阻：510Q, 1.5K, 2K , 5.6K, 10K, 12K，各 1 只9. 瓷片電容：0.01卩2只10. 變壓器： 15V/220V 5W 1 只11. 80X 100mm2萬能印刷板 1塊12. 松香、焊錫若干13. 二芯帶插頭電源線1 根4. 準備工作按電路圖將各元件布局在通用板上，用萬用表判斷三極管極性，或在網(wǎng)站上查詢相關型號器件極性，布局完成，檢查各處器件參數(shù)設 置，妥當無誤后開始焊接。四、性能測試電壓變化范圍經(jīng)示波器觀察，調電位器的電阻值，發(fā)現(xiàn)，電位器調到最大和最小時，輸 出電壓范圍，V min=3.44V , Vmax=15.25V紋波大小有200mv五、心得體會通過這次實際動手焊接，我們在一下幾個方面有所認識： 1：對理論有了初步的系統(tǒng)了解。2：提升了自己的實際操作能力，也是自己對專業(yè)只是有了更進一步 的了解。3：實訓讓我們學到了很多課本上無法學到的最實用、最基礎的知識4: 通過這次實訓也培養(yǎng)了我們膽大、心細、謹慎的工作作風。5。操作期間我們還懂得了 Multisim 軟件的運用，通過它更深刻的 了解了電路圖的基本操作。6；設計中最重要的是懂得了串聯(lián)穩(wěn)壓電源原理，串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的電子電路之一，它被廣泛地應用在各種電子電路中?？?/p>