串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源課程方案

1、電子項(xiàng)目系課程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：課程名稱(chēng):模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 課題名稱(chēng):串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人員：指導(dǎo)教師：20186月7日串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、課題名稱(chēng)：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源二、技術(shù)指標(biāo)：穩(wěn)壓系數(shù)Sv輸出電阻r0溫度系數(shù)ST紋波電壓U0r及紋波系數(shù)Sv紋波電壓SW 5 mV三、要求：輸出電壓Uo可調(diào)：612V輸出額定電流：lo=500mA電壓調(diào)整率Ku < 0.5電源內(nèi)阻Rs<0.1紋波電壓S< 5 mV過(guò)載電流保護(hù)：輸出電流為600mA,限流保護(hù)電路工作指導(dǎo)教師：學(xué)生：電子項(xiàng)目系2018年6月7日課題名稱(chēng)：課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)評(píng)閱頁(yè)串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)班級(jí)：姓

2、名：2018年6月7日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：考核成績(jī)：指導(dǎo)教師簽名：2018年月曰摘要直流穩(wěn)壓電源應(yīng)用廣泛，幾乎所有電器、電力或電子設(shè)備都毫不例外地需要穩(wěn) 定的直流電壓 < 電流）供電，它是電子電路工作的“能源”和“動(dòng)力”。不同 的電路對(duì)電源的要求是不同的。在很多電子設(shè)備和電路中需要一種當(dāng)電網(wǎng)電壓 波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓仍能基本保持不變的電源。電子設(shè)備中的電 源一般由交流電網(wǎng)提供，如何將交流電壓 < 電流）變?yōu)橹绷麟妷?< 電流）供電?又如何使直流電壓 < 電流）穩(wěn)定？這是電子技術(shù)的一個(gè)基本問(wèn)題。解決這個(gè)問(wèn) 題的方案很多，歸納起來(lái)大致可分為線性電子穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源

3、兩類(lèi)， 它們又各自可以用集成電路或分立元件構(gòu)成。半導(dǎo)體二極管和晶體管是電子電路中常用的半導(dǎo)體器件，也是構(gòu)成集成電 路的基本單元。本項(xiàng)目訓(xùn)練主要利用這兩種元器件設(shè)計(jì)制作一個(gè)分立式元器件 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源由交流電網(wǎng)經(jīng)變壓、整流、濾波、和穩(wěn)壓 四個(gè)主要部分構(gòu)成。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是圍繞著如何使分立式元器件串聯(lián)可 調(diào)直流穩(wěn)壓電源輸出直流電壓穩(wěn)定、脈動(dòng)成分減小而展開(kāi)的。首先介紹了全波 整流電路的工作原理，接著介紹了電容濾波電路的性能特點(diǎn)，然后引入了具有 放大環(huán)節(jié)和輔助電源的串聯(lián)可調(diào)式穩(wěn)壓電源，并在電路中采用了提高穩(wěn)定度， 提高溫度穩(wěn)定性及限流型過(guò)流保護(hù)電路的具體措施，以確保電路安全穩(wěn)定的

4、工 作。關(guān)鍵字 ：串聯(lián)穩(wěn)壓 ,直流,可調(diào)電源， DXP 軟件， PCB 板,目錄一串聯(lián)直流型穩(wěn)壓電源整體簡(jiǎn)介 61.1 制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的目的要求 61.2 基本知識(shí)介紹 6二分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與計(jì)算 122.1 串穩(wěn)壓電路原理 122.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理圖 122.3 電路整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與各部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 132.4 電路選擇 14三 PCB 板的制作與元器件的安裝 233.1PCB板的制作流程介紹233.2打印PCB圖，熱轉(zhuǎn)印，腐蝕，鉆孔，完成 PCB板的制作。233.3 安裝元器件 23四調(diào)試分析與性能測(cè)試 24五心得體會(huì) 25六元件清單 26一串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源整體

5、簡(jiǎn)介1.1 制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的目的要求一、基本目的此次項(xiàng)目訓(xùn)練選擇使用分立式元器件構(gòu)成串聯(lián)反饋型直流穩(wěn)壓電源。學(xué)生通過(guò) 實(shí)訓(xùn)了解相關(guān)分立式元器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和參數(shù)以及由它們構(gòu) 成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的工作原理、原理圖的設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算、元器件的 選用、計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)硬件的仿真、 PCB 板的設(shè)計(jì)、電路的安裝和調(diào)試，最后 完成達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。二、基本要求1 、依據(jù)性能指標(biāo)和器件狀況，設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源電子電路，并計(jì)算器件參數(shù) 確定選擇器件。 <含散熱設(shè)計(jì))；2 、以本項(xiàng)目訓(xùn)練為實(shí)例先學(xué)習(xí) Altium Designer 基本知識(shí)，并運(yùn)用其繪制電源sch原理圖和PCB圖

6、；3 、學(xué)習(xí) Proteus 知識(shí)，對(duì)本電源電路進(jìn)行仿真，最終確定 sch 和 pcb圖；4 、掌握電子電路板制作的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)電源的制作；5 、測(cè)量電源相關(guān)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，完成系統(tǒng)調(diào)試。1.2 基本知識(shí)介紹一、電源變壓器知識(shí)1初級(jí) (Primary Winding> ：是指電源變壓器的電源輸入端。2次級(jí) (Secondary Winding> ：是指電源變壓器的輸出端。3 額定輸入電壓 U:是指電源變壓器的初級(jí)所接上的電壓，也就是電源 變壓器的工作電壓。對(duì)GS變壓器來(lái)說(shuō)，U= 230V;對(duì)BS變壓器來(lái)說(shuō)，U=240V。4空載電流 I :是指電源變壓器的初級(jí)接上額定輸入電壓 U 而次

7、級(jí)不帶 負(fù)載即開(kāi)路）時(shí)，流過(guò)初級(jí)的電流。I與變壓器的設(shè)計(jì)有關(guān)，即使是兩個(gè)不同 廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的電源變壓器，其 I也可能不同。5空載電壓U:是指變壓器初級(jí)接受上額定輸入電壓U次級(jí)不帶負(fù)載 即開(kāi)路）時(shí)，次級(jí)兩端的電壓。U與變壓器的設(shè)計(jì)有關(guān)，即使是兩個(gè)不同廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的電源變壓器，其 U也可能不同。6負(fù)載電流I :是指變壓器初級(jí)接上額定輸入電壓 U,次級(jí)接上額定負(fù)載 時(shí)，流過(guò)負(fù)載的電流。7負(fù)載電壓U:是指變壓器初級(jí)接上額定輸入電壓 U,次級(jí)接上額定負(fù)載 時(shí)，負(fù)載兩端的電壓。8.定輸出功率P:是指變壓器在額定輸入電壓 U時(shí)的輸出功率，它表示 變壓器傳送能量的大小。一般來(lái)說(shuō)，在相同頻率下，P越

8、大，變壓器的尺寸越大；P相同，即使輸出電壓 U不同，變壓器的尺寸也相同，即變壓器的價(jià)格也 應(yīng)相差無(wú)幾。由公式P=U*I可知若輸出功率P 一定，若輸出電壓U越高，則輸出電流I 越低。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)輸出功率 P=10VA的變壓器，若輸出電壓 U=24V則輸出 電流 I= P/U=10VA/24V = 0.416A ; 若 U=12V 則輸出電流 I=0.833A。電源變壓器：將電網(wǎng)交流電壓變?yōu)檎麟娐匪璧慕涣麟妷?，一般次?jí)電壓 u2較小。變壓器副邊與原邊的功率比為 P2/ P1= n ,式中n是變壓器的效率副邊功率P/vA1010-3030-8080-200效率n0.60.70.80.85對(duì)于本

9、次項(xiàng)目訓(xùn)練對(duì)電源變壓器的要求主要為次級(jí)空載電壓大小，額定輸出功 率，變壓器的額定容量，所以在本次項(xiàng)目訓(xùn)練中選擇的是小型單相式變壓器， 有四組輸出線分別為7V、10V、17V、10V。可根據(jù)具體功率及計(jì)算要求選擇、整流電路1、半波整流電路由以上圖可知，半波整流電路的利用率低，一般不采用。因?yàn)樽儔浩鞲本€圈的接線較復(fù)雜，在實(shí)際中葉一般不采用。電路工作原理：利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂沟墓ぷ髟?，?dāng)U2為正半周時(shí) 二極管D1、D3導(dǎo)通,D2D4截止當(dāng)U2為負(fù)半周時(shí)二極管 D2、D4導(dǎo)通,D1、D3 截止。而流過(guò)負(fù)載的電流的方向是一致的，在負(fù)載形成單方向的全波脈動(dòng)電壓。 從而實(shí)現(xiàn)將交流的電壓變?yōu)橹绷麟妷褐?/p>

10、要參數(shù)：Uo=0.9*Ui脈動(dòng)系數(shù):S=0.67 選管原則：If > 1/2loUr >1.414U2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性能優(yōu)越，絕大多數(shù)整流電路采用橋式整流電路，所以本次項(xiàng)目訓(xùn)練采用橋式整流。、濾波電路濾波電路主要有：電容濾波、RC-n型濾波、LV-n型濾波、L濾波，LC濾LC波，其中LC濾波電路在負(fù)載電流較大或較小時(shí)，均有較佳的濾波特性，故濾波對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性最強(qiáng)，整流管的沖擊電流小，特別適用在電流變化較大的場(chǎng)合，所以本電路采用LC濾波電路，LC濾波波形（a）電路（b）uo的波形電路利用電感器兩端的電流不能突變的特點(diǎn)，把電感器與負(fù)載串聯(lián)起來(lái)， 以達(dá)到使輸出電流平滑的目的。從能量的觀點(diǎn)看，當(dāng)

11、電源提供的電流增大由電源電壓增加引起）時(shí)，電感器L把能量存儲(chǔ)起來(lái)；而當(dāng)電流減小時(shí)，又把能量釋 放出來(lái)，使負(fù)載電流平滑，所以電感L有平波作用，再并上一個(gè)電容，利用電容的充放電作用，使得負(fù)載電流較大時(shí)或較小時(shí)均有較佳的濾波能力主要參數(shù):LC濾波電路的直流輸出電壓，如忽略電感上的壓降，則輸出直流電壓等于全 波整流的輸出電壓,則有 Uo=0.9U2四、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路：它能在電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流的變化時(shí)，保持輸出直流電壓的穩(wěn) 定。它是直流穩(wěn)壓電源的重要組成部分，決定著直流電源的重要性能指標(biāo)。穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo)：1 .穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo)穩(wěn)壓系數(shù) Sr和穩(wěn)壓電路的輸出電阻穩(wěn)壓系數(shù)Sr:穩(wěn)壓系數(shù)是在有負(fù)

12、載固定不變的前提下，輸出電壓的相對(duì)變 化量 Uo/Uo與穩(wěn)壓電路輸入電壓相對(duì)變化量 Ui/Ui之比，即：該指標(biāo)反映了電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響。此外穩(wěn)壓電路輸入電壓Usc就是整流濾波以后的直流電壓。2穩(wěn)壓電路的輸出電阻輸出電阻可以衡量穩(wěn)壓電路受載電阻的影響程度 , 即：除了上述兩個(gè)指標(biāo)外 有時(shí)還用其它指標(biāo)：電壓調(diào)整率，指當(dāng)電網(wǎng)電壓<u2）變化10%寸，輸出電壓的 相對(duì)變化量；電流調(diào)整率，指當(dāng)輸出電流 Io 從零到最大時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變 化；最大波紋電壓，反映在輸出端存在的HZ或者100Hz交流分量，通常以有效值或峰峰值表示；溫度系數(shù)，指電網(wǎng)電壓和負(fù)載都不變時(shí)，因?yàn)闇囟茸兓?引起的輸出電

13、壓漂移等。 直流穩(wěn)壓電路的類(lèi)型很多，有：硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電 路、串聯(lián)某型穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路，開(kāi)關(guān)穩(wěn)奪電路，其中集成穩(wěn)壓電路相 對(duì)于其它類(lèi)型的穩(wěn)奪電路來(lái)講具有體積小、穩(wěn)定性高、輸出電阻小、溫度性能 好、使用方便、外圍元件少等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。集成穩(wěn)壓器 有兩種：輸出固定電壓和可調(diào)輸出電壓的穩(wěn)壓塊。1.3 主要元器件簡(jiǎn)介一、三極管：<1）、9013 NPN 低頻放大 40V 50V 0.5A 0.625W 150MHZ hFE： 1001000 （放大倍數(shù)分段可選<2）、9012 PNP 50V 500mA 600mW氐頻管放大倍數(shù) 30-90<3）、大功率三極管

14、2SC2563 NPN 通用參數(shù)： 8.0A/120V二、常用整流二極管參數(shù)IN5399 耐壓 1000V1.5A1N4007 硅整流二極管 1000V, 1A, 1N4735A 1W 6.2V 穩(wěn)壓管 1N4727A 1W 3V 穩(wěn)壓管-丄三、芯片1 、數(shù)顯部分芯片： ICL7107（31/2 位雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器， >主要參數(shù)：電 源電壓 ICL7107 V+ to GND 6V溫度范圍0 °c to 70 CICL7107 V- to GND -9V熱電阻 PDIP 封裝 qJA（ c /W> 50MQFP寸裝80模擬輸入電壓 V+ to V- 最大結(jié)溫150

15、 °C參考輸入電壓 V+ to V-最高儲(chǔ)存溫度范圍-65 C to 150 C時(shí)鐘輸入 GND to V+2、7805芯片輸出5V電壓具體參數(shù)見(jiàn)集成電路查詢(xún)網(wǎng)四、電磁繼電器 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在 線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效 應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶 動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn) 常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也 隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的 靜觸點(diǎn) 常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、 切斷的目的。對(duì)

16、于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器 線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的 靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。二分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1 串穩(wěn)壓電路原理當(dāng)電網(wǎng)電壓降低或負(fù)載電阻減小而使輸出端電壓有所降低時(shí)，其取樣電壓UB2相應(yīng)減小， T2 基極電位降低。但因 T2 發(fā)射極電位既穩(wěn)壓管的穩(wěn)定 Uz 保持不 變，所以發(fā)射極電壓 UBE2減小，導(dǎo)致T2集電極電流減小而集電極電位 Uc2升 高，因?yàn)榉糯蠊?T2 的集電極與調(diào)整管 T1 的基極接在一起，故 T1 基極電位升 高，導(dǎo)致集電極電流增大而管壓降 UCE1減小。因?yàn)門(mén)1與RL串聯(lián)，所以，

17、輸出 電壓 Uo 基本不變。同理，當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載發(fā)生變化引起輸出電壓 Uo增大時(shí)，通過(guò)取樣、比 較放大、調(diào)整等過(guò)程，將使調(diào)整管的管壓降 UCE1增加，結(jié)果抑制了輸出端電壓 的增大，輸出電壓仍基本保持不變。調(diào)節(jié)電位器Rp,可對(duì)輸出電壓進(jìn)行微調(diào)。從圖可見(jiàn)，調(diào)整管 T1與負(fù)載電阻RL 組成的是射極輸出電路，所以具有穩(wěn)定輸出電壓的特點(diǎn)。在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路的工作過(guò)程中，要求調(diào)整管始終處在放大狀況。通過(guò)調(diào)整管的電流等于負(fù)載電流，因此必須選用適當(dāng)?shù)拇蠊β使茏髡{(diào)整管，并按規(guī)定 安裝散熱裝置。為了防止短路或長(zhǎng)期過(guò)載燒壞調(diào)整管，在直流穩(wěn)壓器中一般還 設(shè)有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)等電路。2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理圖2.3電路

18、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與各部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算直流穩(wěn)壓電源電路可分為以下幾個(gè)模塊：變壓器V220V50HZ 一整流一濾波一穩(wěn)壓電路 反饋調(diào)整、取樣電路)- 穩(wěn)定直流一、整流電路1、整流輸出電壓平均值：U)U 0= 1/2 P / 0 P Uod(wt=0.9U2、脈動(dòng)系數(shù)SS 定義為：整流輸出電壓的基波峰值 Um與平均值U的比值。所以，經(jīng)計(jì)算知S=2/30.67二、濾波電路RLC愈大一電容放電越慢-Uo越大一般取近似估算：U0=1.2U2三、穩(wěn)壓輸出電路部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 可分析得知該電路具有穩(wěn)壓功能。對(duì)應(yīng)原理圖看有(一個(gè)檔位>：UQ5=<R1+R4 U0/(R1+R4+R8>所以，

19、輸出最?。篣o=(R1+R4+R8> UW(R4+R8>負(fù)載上的平均電流：I l=0.9UJRl 2輸出最大：Uo= (R1+R4+R8> U Q5/R52.4電路選擇根據(jù)所給的電路性能指標(biāo)，初選直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖如下：TI圖4-3-1：關(guān)黠電騒廠閥頤懣變壓部分這一部分主要計(jì)算變壓器B1次級(jí)輸出電壓<LBi) o和變壓器的功率PBi。一般整流濾波電路有 2V以上的電壓波動(dòng) < 設(shè)為AID)。調(diào)整管T1的管壓降 <Uri) CE應(yīng)維持在3V以上，才能保證調(diào)整管 T1工作在放大區(qū)。整流輸出電壓最 大值為15V。根據(jù)第二章常用整流濾波電路計(jì)算表可知，橋式整流輸

20、出電 壓是變壓器次級(jí)電壓的1.2倍。當(dāng)電網(wǎng)電壓下降一10%時(shí)，變壓器次級(jí)輸出的電壓應(yīng)能保證后續(xù)電路正常工作，那么變壓器 B1次級(jí)輸出電壓VUBl) OMIN應(yīng)該是：<UBi) omin= < UD+ <Uri) ce+ <UO) maX 寧 1.2<UB1) OMIN= <2V+ 3V+ 15V)十 1.2 = 20V- 1.2 = 16.67V則變壓器 B1 次級(jí)額定電壓為：<U31) O <U31) OMIN- 0.9<UB1)尸 16.67V - 0.9 = 18.5V當(dāng)電網(wǎng)電壓上升+ 10%時(shí)，變壓器B1的輸出功率最大。這時(shí)穩(wěn)壓電

21、源輸出的最大電流<Io) max為500mA此時(shí)變壓器次級(jí)電壓 <也)omax為： <1)OMA <1) oX 1.1<UB1) OMA 18.5V X 1.1 = 20.35V變壓器 B1 的設(shè)計(jì)功率為：Pb1= <Ub1) OMAXx <I O) MAxPb1 = 20.35V X 500mA= 10.2VA為保證變壓器留有一定的功率余量，確定變壓器 B1 的額定輸出電壓為 18.5V，額定功率為12VA實(shí)際購(gòu)買(mǎi)零件時(shí)如果沒(méi)有輸出電壓為18.5V的變壓器可以選用輸出電壓為18V或以上的變壓器。當(dāng)選用較高輸出電壓的變壓器時(shí)，后面各部分電路的參數(shù)需要重

22、新計(jì)算，以免因?yàn)殡妷哼^(guò)高造成元件損壞。 整流部分這一部分主要計(jì)算整流管的最大電流 <1 D1)MAX和耐壓<V)1)RM。因?yàn)樗膫€(gè) 整流管D1D4參數(shù)相同，所以只需要計(jì)算 D1的參數(shù)。根據(jù)第二章常用整流濾波電路計(jì)算表可知，整流管 D1 的最大整流 電流為：<I D1)MAX= 0.5XIO<1D1)max= 0.5 X 500mA= 0.25A考慮到取樣和放大部分的電流，可選取最大電流 <Id1)MA)為0.3A。 整流管D1的耐壓vVD1)rm即當(dāng)市電上升10%時(shí)D1兩端的最大反向峰值 電壓為：<VD1) rQ 1.414 X <UB1) OMA&g

23、t; 1.414X 1.1 X<UB1) OQ1.555X<UB1) O<VD1) RMQ1.555X18.5VQ29V得到這些參數(shù)后可以查閱有關(guān)整流二極管參數(shù)表，這里我們選擇額定電流1A,反向峰值電壓50V的IN4001作為整流二極管。濾波部分這里主要計(jì)算濾波電容的電容量 C1和其耐壓Vci值。根據(jù)根據(jù)第二章濾波電容選擇條件公式可知濾波電容的電容量為<35)X 0.5 X T十R, 般系數(shù)取5,因?yàn)槭须婎l率是50Hz,所以T為0.02S, R為 負(fù)載電阻。當(dāng)最不利的情況下，即輸出電壓為 15V,負(fù)載電流為500mA寸：C1= 5 X 0.5 X T* <UO*

24、I o)C1= 5X 0.5 X 0.02S* <15V 0.5A) 1666 卩 F當(dāng)市電上升 10時(shí)整流電路輸出的電壓值最大,此時(shí)濾波電容承受 的最大電壓為：Vci= <UBi) OMA 20.35V 實(shí)際上普通電容都是標(biāo)準(zhǔn)電容值,只能選取相近的容量,這里可以選擇2200卩F的鋁質(zhì)電解電容。耐壓可選擇 25V以上，一般為留有余量并保證長(zhǎng)期 使用中的安全,可將濾波電容的耐壓值選大一點(diǎn),這里選擇35V。調(diào)整部分調(diào)整部分主要是計(jì)算調(diào)整管 T1 和 T2 的集電極發(fā)射極反向擊穿電壓 <BVl) CEO最大允許集電極電流<I T1) CM,最大允許集電極耗散功率<PTl

25、) CM。在最不利的情況下，市電上升 10，同時(shí)負(fù)載斷路，整流濾波后的出 電壓全部加到調(diào)整管 T1 上，這時(shí)調(diào)整管 T1 的集電極發(fā)射極反向擊穿電壓 <BV" ceo為：<BVT1) CEO= <UB1) OMA=X 20.35V考慮到留有一定余量，可取<BV1)CEO為25V。當(dāng)負(fù)載電流最大時(shí)最大允許集電極電流 <I T1)CM為：<I T1) CM= I O= 500mA 考慮到放大取樣電路需要消耗少量電流，同時(shí)留有一定余量，可取 <1 巧)cm為 600mA這樣大允許集電極耗散功率<PT1)CM為:<PT1) CMI= &l

26、t;<UB1) OMAX UOMIN) X <I T1)CM<PTi) c尸 <20.35V-6V)X 600m* 8.61W考慮到留有一定余量，可取vFTi) cm為10W查詢(xún)晶體管參數(shù)手冊(cè)后選擇3DD155A作為調(diào)整管T1。該管參數(shù)為：Pc尸20W Icm= 1A, BMeo> 50V,完全可以滿(mǎn)足要求。如果實(shí)在無(wú)法找到 3DD155A也可以考慮用 3DD15A代替，該管參數(shù)為：PC心50W I c心5A, BCeo> 60V。選擇調(diào)整管T1時(shí)需要注意其放大倍數(shù)B > 40。調(diào)整管 T2 各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算原則與 T1 類(lèi)似，下面給出各項(xiàng)參數(shù) 的計(jì)算過(guò)

27、程。VBV2) CEO= <BVl) CEO= <UBi) OMA> 20.35V同樣考慮到留有一定余量，取<BV2)CEO為25Vo<I T2) CM <I Tl) CMT B T1<1 t2)cm= 600mAr 40= 15mA<PT2) CM= <<UB1) OMAX UOMIN) X <I T2) CM<PT2) CM=<20.35V6V)X15mA=0.21525W考慮到留有一定余量，可取<Pt2)cm為250mW查詢(xún)晶體管參數(shù)手冊(cè)后選擇3GD6D乍為調(diào)整管T2。該管參數(shù)為： Pcm= 500mW

28、Icm= 20mA BVCeo> 30V,完全可以滿(mǎn)足要求。還可以采用9014作為調(diào)整管T2,該管參數(shù)為：PCm= 450mWIc= 100mA BVe>45V,也可以滿(mǎn)足要 求。選擇調(diào)整管T2時(shí)需要注意其放大倍數(shù)B >80o則此時(shí)T2所需要的基極驅(qū)動(dòng)電流為：<1 T2) MA= <1 T2)CMT B T1 = 15mAr 80= 0.1875mA 基準(zhǔn)電源部分基準(zhǔn)電源部分主要計(jì)算穩(wěn)壓管 D5和限流電阻R2的參數(shù)。穩(wěn)壓管D5的穩(wěn)壓值應(yīng)該小于最小輸出電壓UOmin但是也不能過(guò)小，否則會(huì)影響穩(wěn)定度。這里選擇穩(wěn)壓值為3V的2CW51該型穩(wěn)壓管的最大工作電流為71mA最

29、大功耗為250mW/為保證穩(wěn)定度,穩(wěn)壓管的工作電流ID5應(yīng)該盡量 選擇大一些。而其工作電流I D5= <1 T3)CE+ I R2,因?yàn)?lt;It3)CE在工作中是變化值，為保證穩(wěn)定度取I R2>> <I T3) CE,則I D5 I R2o這里初步確定Ir2min= 8mA貝U R2為：R2= <UOmin UD5) 寧 I R2MINR2= <6V 3V)* 8mA= 375 Q實(shí)際選擇時(shí)可取R2為390 Q當(dāng)輸出電壓UO最咼時(shí)，I R2MAX為：I R2MA尸 UOMA*X R2I r2ma尸 15V* 390心 38.46mA這時(shí)的電流I R2MA

30、X小于穩(wěn)壓管D5的最大工作電流，可見(jiàn)選擇的穩(wěn)壓 管能夠安全工作。取樣部分取樣部分主要計(jì)算取樣電阻 R3 R4 R5的阻值。輸出電壓：Ub3MAX=<R知 R5)* <R3+ R4+ R5)X UOU omin =<R3 R4+ R5)* <R4+ R5)X Ub3MAXUb3MIN = R5* <R3+ R4+ R5)X UOUoMAX=<R3+ R4+ R5)* R5 X U b3MIN其中 Ub3 = UD5+ <UT3) BE即可根據(jù)電阻的取值求出 Uo 的范圍電路同時(shí)接入 T3的基極，為避免 T3基極電流It3b對(duì)取樣電路分壓比產(chǎn)生影 響，需要

31、讓It3B>> IR30另外為了保證穩(wěn)壓電源空載時(shí)調(diào)整管能夠工作在放大 區(qū)，需要讓IR3大于調(diào)整管T1的最小工作電流v|T1)cemin=因?yàn)?DD155A最小工 作電流<I T1)CEMIt為1mA因此取 I R3MIN= 10mA則可得：V1)當(dāng)輸出電壓的檔位為 38V時(shí)，UD5 =2V變壓器 B1 次級(jí)輸出電壓即 UIMIN 應(yīng)該是：U IMIN = <UD5+ <UT3) BE + UoMAX)* 1.2=<2V+3V+8V)* 1.2=10VR3+ R4+ R5= UOmin* I R3MINR3+ R4+ R5= 3V* 10m岸 300 Q當(dāng)輸

32、出電壓UO= 3V時(shí)：CDs+ <UT3) be= <R4+ R5)* <R3+ R4+ R5)X Ub<R4+ R5) <UD5+ <UT3) be)X vR3+ R4+ R5)* Ub<R4+ R5 <2V+ 0.7V) X 300Q * 3V 270Q當(dāng)輸出電壓UO 8V時(shí)：UD5+ <UT3)BE R5* <R3+ R4+ R5)X UbR5 <UD5+ < UT3) BE) X <R3+ R4+ R5)* UbR5 <2V+ 0.7V)X 300Q * 8V 100Q實(shí)際選擇時(shí)可取R5為470Q。R3

33、為430Q。但實(shí)際選擇時(shí)可取 R3 為 220 Q 0(2>當(dāng)輸出電壓的檔位為815V時(shí)，UD5 =6.2V變壓器 B1 次級(jí)輸出電壓即 UIMIN 應(yīng)該是：UIMIN = <UD5+ <UT3)BE + U bMAX) * 1.2=<2V+3V+15V)* 1.2=17V同理可計(jì)算出 R3=120Q， R5=240Q 放大部分放大部分主要是計(jì)算限流電阻 R1 和比較放大管 T3 的參數(shù)0因?yàn)檫@部分電路的電流比較小，主要考慮T3的放大倍數(shù)B和集電極一發(fā)射極反向擊穿電壓 <BVT1)CEb0這里需要 T3 工作在放大區(qū)，可通過(guò)控制 T3 的集電極電流 <It3

34、)c來(lái)達(dá)到。而<1丁3)c是由限流電阻R1控制，并且有：I R1 <I T3)C+ <I T2)B一方面，為保證 T1 能夠滿(mǎn)足負(fù)載電流的要求，要求滿(mǎn)足 I R1> <1 T2)B；另一方面，為保證 T3穩(wěn)定工作在放大區(qū)，以保證電源的穩(wěn)定度，其 集電極電流<1丁3)C不能太大。這里可以選IR1為1mA當(dāng)輸出電壓最小時(shí)，貝U R1為：R1 <<UB1) b Ub < UT1) BE<UT2) BE)* I R1R1= <15V 6V 0.7V 0.7V) - 1m* 7.6K Q實(shí)際選擇時(shí)可取R1為7.5 K Q。當(dāng)輸出電壓最大時(shí)

35、，I R1為：I R1= <<UBl) O一 Lb一 <UTl) BE一 <UT2) be)* R1Iri= <15V- 6V- 0.7V 0.7V)* 7.5 K Q 1.013mA可見(jiàn)當(dāng)輸出電壓最大時(shí)Iri上升幅度僅1%,對(duì)T3工作點(diǎn)影 響不大，可滿(mǎn)足要求。因?yàn)榉烹婋娐返碾娏鞑⒉淮?，各?xiàng)電壓也都小于調(diào)整電路， 可以直接選用3GD6D或 9014作為放大管T3。通過(guò)前面的計(jì)算，已經(jīng)得到了所有元件的參數(shù)?？梢詫⑦@些 參數(shù)標(biāo)注到圖4 3 1中，這樣就得到完整的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖，見(jiàn) 圖4 3 2。這里計(jì)算的其實(shí)都還只是初步的參數(shù)，實(shí)際組裝完畢后應(yīng)該仔細(xì) 測(cè)量電源的各項(xiàng)指標(biāo)是否符合要求，各部分元件工作是否正常。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn) 題，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況作出調(diào)整。根據(jù)調(diào)整的結(jié)果來(lái)修正原理圖