直流穩(wěn)壓電源了課程設(shè)計(jì)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、-. z課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告系別：專(zhuān)業(yè)：班級(jí)：指導(dǎo)教師：目 錄1 設(shè)計(jì)題目32 設(shè)計(jì)方案和要求 32.1 設(shè)計(jì)目的32.2設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)與要求3根本要求3技術(shù)指標(biāo)33電路原理分析3 3.1 原理分析34 各單元電路圖及功能說(shuō)明4 電源變壓器 .4 整流電路 .5 濾波電路 .6 穩(wěn)壓電路 .6 總電路 .8 元件清單.8 5 電路的調(diào)試及仿真數(shù)據(jù)95.1 虛擬示波器檢測(cè)圖 .9 5.2 數(shù)據(jù)指標(biāo) 。10 6 心得體會(huì).11 7 致語(yǔ).11 8 參考文獻(xiàn)121 設(shè)計(jì)題目題目：?基于EWB的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)?2 設(shè)計(jì)方案和要求2.1 設(shè)計(jì)目的1、設(shè)計(jì)用晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電

2、源。2、學(xué)習(xí)使用EWB軟件并對(duì)串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源進(jìn)展仿真驗(yàn)證。2.2設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)與要求、根本要求 A、電路能輸出直流5V與9V兩檔電壓； B、擬定測(cè)試方案和設(shè)計(jì)步驟； C、根據(jù)性能指標(biāo)，計(jì)算元件參數(shù)，選好元件，并畫(huà)出電路圖； D、仿真驗(yàn)證輸出信號(hào)； E、寫(xiě)出設(shè)計(jì)性報(bào)告。、技術(shù)指標(biāo)：A、輸出5V與9V兩檔電壓,同時(shí)具備正負(fù)極性輸出；B、輸出額定電流250mA最大電流650mA；C、在最大輸出電流時(shí)紋波電壓峰值3 電路原理分析與方案設(shè)計(jì)31原理分析：采用變壓器、二極管、集成運(yùn)放，電阻、穩(wěn)壓管、三極管 等元件器件。220V的交流電經(jīng)變壓器變壓后變成電壓值較小的交流，再經(jīng)橋式整流電路和濾波電路形成直流

3、，穩(wěn)壓局部采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。比例運(yùn)算電路的輸入電壓為穩(wěn)定電壓，且比例系數(shù)可調(diào)，所以其輸出電壓也以調(diào)節(jié)；同時(shí)，為了擴(kuò)大輸出大電流，集成運(yùn)放輸出端加晶體管，并保持射極輸出形式，就構(gòu)成了具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。整體功能構(gòu)造如圖。4 各單元電路圖及功能說(shuō)明電源變壓器直流電的輸入為220V的電網(wǎng)電壓，一般情況下，所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而需要通過(guò)電源變壓器降壓后，再對(duì)電流電壓處理。變壓器副邊電壓有效值決定后面電路的需要。根據(jù)經(jīng)歷，選擇匝數(shù)比為19:1的變壓器。整流電路：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐?波形圖為了將正弦波電壓轉(zhuǎn)換為單一方向的脈動(dòng)電壓，通過(guò)整流電路實(shí)現(xiàn)。查閱資料可知單相整流

4、電路有單相橋式整流電路全波整流電路。橋式整流電路巧妙地利用了二極管的單向?qū)щ娦?，將四個(gè)二極管分為兩組，根據(jù)變壓器次級(jí)電壓的極性分別導(dǎo)通，將變壓器次級(jí)電壓的正極性端與負(fù)載電阻的上端相連，負(fù)極性端與負(fù)載電阻的下端相連，使負(fù)載上始終可以得到一個(gè)單方向的脈動(dòng)電壓。單相橋式整流電路，具有輸出電壓高，變壓器利用率高、脈動(dòng)系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。所以在電路中采用單相橋式整流電路。濾波電路整流后的輸出電壓雖然是單一方向的，但是含有較大的交流成分，會(huì)影響電路的正常工作。一般在整流后，還需要利用濾波電路將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?。所以需通過(guò)低通濾波電路，使輸出電壓平滑。理想情況下，應(yīng)將交流分量全部濾掉，使輸出電壓僅

5、為直流電壓。在實(shí)際電路中，應(yīng)選擇濾波電容的容量滿足C=(35)T/2的條件，為了獲得更好的濾波效果，電容容量應(yīng)選得更大些。復(fù)式濾波電路的效果最好，所以在電路中采用RC型的復(fù)式濾波電路，如下圖：穩(wěn)壓電路：用晶體管和集成運(yùn)放組成的具有保護(hù)環(huán)節(jié)的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源從簡(jiǎn)單、合理、可靠、經(jīng)濟(jì)等方面考慮，我們采用此方案比擬合算，因此本人的電路設(shè)計(jì)采用的便是此方案。a穩(wěn)壓原理：假設(shè)由于*種原因使UO增大，則UOUNUBUOb輸出電壓的調(diào)節(jié)圍：故6V,取=5.6V402,1000K(100),820c串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的根本組成局部及其作用：調(diào)節(jié)管：是電路的核心，UFE隨UI和負(fù)載產(chǎn)生變化以穩(wěn)定Uo?；鶞?zhǔn)電壓：是

6、Uo的參考電壓。采樣電阻：對(duì)Uo的采樣，與基準(zhǔn)電壓共同決定Uo。比擬放大：將Uo的采樣電壓與基準(zhǔn)電壓比擬后放大，決定電路的穩(wěn)壓性能。d串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中調(diào)整管的選擇：要想使調(diào)整管起到調(diào)整作用，必須使之工作在放大狀態(tài)，因此其管壓降應(yīng)大于飽和管壓降；調(diào)整管極限參數(shù)確實(shí)定，必須考慮到輸出電壓由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)而產(chǎn)生的變化，以及輸出輸出電壓的調(diào)節(jié)和負(fù)載電流的變化所產(chǎn)的影響。根據(jù)極限參數(shù)ICM、UBRCEO、PCM選擇調(diào)整管：=-= R電網(wǎng)電壓最低且負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最大。= R總電路：元件清單：元件類(lèi)型元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量變壓器T510-to-1匝數(shù)19:11個(gè)整流橋D7DYM10-1000

7、1個(gè)集成運(yùn)算放大器AR2LF411c1個(gè)穩(wěn)壓管D81N5255B3.011V，0.0454一個(gè)三極管Q5MRF95111個(gè)電容C56300uF1個(gè)電阻R1、R2、R3、R4、R6、R7、R82.0455M1K2501M0.7245M,20.9214.2電源線1條開(kāi)關(guān)單刀雙擲3個(gè)5 電路的調(diào)試及仿真數(shù)據(jù)5.1虛擬示波器檢測(cè)圖5.2數(shù)據(jù)指標(biāo)穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一種是特性指標(biāo)，包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來(lái)衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度、包括穩(wěn)壓系數(shù)或電壓調(diào)整率、輸出電阻或電流調(diào)整率、紋波電壓紋波系數(shù)及溫度系數(shù)。1穩(wěn)壓系數(shù)：在負(fù)載電流、環(huán)境溫度不變

8、的情況下，輸出電壓的相對(duì)變化引起輸出電壓的相對(duì)變化，即電壓調(diào)整率：輸入電壓相對(duì)變化為10%時(shí)的輸出電壓相對(duì)變化量，穩(wěn)壓系數(shù)和電壓調(diào)整率均說(shuō)明輸入電壓變化對(duì)輸出電壓的影響，因此也只需測(cè)試其中之一即可。2輸出電阻及電流調(diào)整率輸出電阻與放大器的輸出電阻一樣，其值為當(dāng)輸入電壓不變時(shí)，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對(duì)值。電流調(diào)整率：輸入電流從0變到最大值時(shí)所產(chǎn)生的輸出電壓相對(duì)變化值。輸出電阻和電流調(diào)整率均說(shuō)明負(fù)載電流變化對(duì)輸出電壓的影響，因此也只需測(cè)試其中之一即可。 3紋波電壓：疊加在輸出電壓上的交流分量。用示波器測(cè)試其峰峰值一般為毫伏量級(jí)。也可用交流毫伏表測(cè)量其有效值，但因紋波不是正弦波，所以

9、有一定的誤差。理論值輸出是9V和5V，但實(shí)際輸出是有點(diǎn)誤差，但是可以通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)到達(dá)準(zhǔn)確的9V和5V，之后就可以直接用雙擲開(kāi)關(guān)來(lái)選擇所要用的輸出電壓了。心得體會(huì)通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)我體會(huì)到以下幾點(diǎn) 1：對(duì)自己的動(dòng)手能力是個(gè)很大的鍛煉。 2：通過(guò)這次專(zhuān)周實(shí)驗(yàn)也培養(yǎng)了我們膽大、心細(xì)、慎重的工作作風(fēng)。 3：我們懂得了ewb軟件的運(yùn)行與操作。 4：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(yīng)用在各種電子電路中。 而且在這次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也遇到不少問(wèn)題，但在獨(dú)立思考和互相交流的情況下，最終都能順利完成任務(wù)。其中，在初次設(shè)計(jì)電路圖時(shí)，元件的擺放和布線造成很多困擾，獨(dú)立思考了一段時(shí)間后終于想到一個(gè)比擬可行的方案，接著和周?chē)耐瑢W(xué)互相交流布線方案，通過(guò)交流，發(fā)現(xiàn)到自己元件選擇和布線上存在的缺乏，接著通過(guò)教師的指導(dǎo)與校正成功的完成了任務(wù)。我也深深的體會(huì)到一個(gè)工程是否是好是成功的，就要考慮他的本錢(qián)與與環(huán)境的影響。最大限度的到達(dá)高收益低投入?？傊谶@次實(shí)驗(yàn)中受益匪淺。7 致語(yǔ)通過(guò)這次的專(zhuān)周實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，我從總學(xué)會(huì)了很多，我的指導(dǎo)教師：盧光寶，佳新，蔡信建，鄢仁武傾注了大量的心血，從開(kāi)場(chǎng)專(zhuān)周第一天起，到完畢。一遍又一遍地指出與講解設(shè)計(jì)中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感。同時(shí)我還要感在我實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)期間給我極大關(guān)心和幫助的各位同學(xué)。這一切