模电课程设计仅供参考

20132014 学年第一学期 模拟电子技术基础 课程设计报告 题目串联型直流稳压电源的设计 班级 12 级通信（1）班 姓名 指导老师 电气工程系 2013 年 12 月 1 模拟电子技术基础任务书 课题名称 指导教师 执行时间 学生姓名 串联型直流稳压电源的设计 20132014 学年第一学期 第周 学号承担任务评分 串联型直流稳压 电源的设计 设计 要求 在输入电压 220V 50HZ 电压变化范围10条件下 （1）输出电压可调范围9 12V； 2最大输出电流300mA; 3测出设计电路的输出电阻 输入电压变化范围 10下, 满载。 4测出设计电路的稳压系数 最低输入电压下,满载，并 将稳压系数减到最小。 5Mutisim 的电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿 真实验对设计的电路进行性能分析 2 摘 要 直流稳压电源应用广泛，几乎所有电器、 电力或电子设备都毫不例外地需要稳定 的直流电压（电流）供电，它是电子电路工作的“能源”和“动力” 。不同的电 路对电源的要求是不同的。 在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或 负载发生变化时，输出电压仍能基本保持不变的电源。电子设备中的电源一般由 交流电网提供，如何将交流电压（电流）变为直流电压（电流）供电又如何使 直流电压（电流）稳定这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很 多， 归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类，它们又各自可 以用集成电路或分立元件构成。 半导体二极管和晶体管是电子电路中常用的半导体器件， 也是构成集成电路 的基本单元。 本工程训练主要利用这两种元器件设计制作一个分立式元器件串联 反馈型稳压电源。直流稳压电源由交流电网经变压、整流、滤波、和稳压四个主 要部分构成。 本次设计的主要内容是围绕着如何使分立式元器件串联可调直流稳 压电源输出直流电压稳定、脉动成分减小而展开的。首先介绍了全波整流电路的 工作原理， 接着介绍了电容滤波电路的性能特点，然后引入了具有放大环节和辅 助电源的串联可调式稳压电源，并在电路中采用了提高稳定度，提高温度稳定性 及限流型过流保护电路的具体措施，以确保电路安全稳定的工作。 关键字串联稳压,直流,可调电源，DXP 软件，PCB 板, 3 目 录 模拟电子技术基础任务书2 摘 要.3 第一章 串联直流稳压电源的基本原理.5 1.1 串流稳压电路原理 . 5 1.2 电源变压器知识. 5 1.3 整流、滤波电路. 6 第二章 主要元器件简介10 2.1 三极管 10 2.2 常用整流二极管参数 10 2.3 芯片 10 2.4 电磁继电器. 11 第三章第三章 串联型直流稳压电源的电路图及仿真电路串联型直流稳压电源的电路图及仿真电路 .12 3.1 整体框架图整体框架图 . 12 3.23.2 方案比较及单元电路设计方案比较及单元电路设计. 12 3.33.3 稳压电路及保护电路设计稳压电路及保护电路设计. 16 3.4 总线路图总线路图. 17 PCB 板制作的一般流程 .19 调试分析与性能测试调试分析与性能测试 19 总结.20 参考文献.21 4 第一章 串联直流稳压电源的基本原理 1.1 串流稳压电路原理 当电网电压降低或负载电阻减小而使输出端电压有所降低时，其取样电压 UB2 相应减小， T2 基极电位降低。 但因 T2 发射极电位既稳压管的稳定 Uz 保持不 变， 所以发射极电压 UBE2 减小， 导致 T2 集电极电流减小而集电极电位 Uc2 升高， 由于放大管 T2 的集电极与调整管 T1 的基极接在一起，故 T1 基极电位升高，导 致集电极电流增大而管压降 UCE1 减小。因为 T1 与 RL 串联，所以，输出电压Uo 基本不变。 同理，当电网电压或负载发生变化引起输出电压 Uo 增大时，通过取样、比 较放大、调整等过程，将使调整管的管压降 UCE1 增加，结果抑制了输出端电压 的增大，输出电压仍基本保持不变。调节电位器 Rp，可对输出电压进行微调。 从图可见， 调整管 T1 与负载电阻 RL 组成的是射极输出电路，所以具有稳定输出 电压的特点。 在串联型稳压电源电路的工作过程中，要求调整管始终处在放大状 况。通过调整管的电流等于负载电流，因此必须选用适当的大功率管作调整管， 并按规定安装散热装置。 为了防止短路或长期过载烧坏调整管，在直流稳压器中 一般还设有短路保护和过载保护等电路。 1.2 电源变压器知识 1．初级 Primary Winding 是指电源变压器的电源输入端。2．次级 Secondary Winding是指电源变压器的输出端。3．额定输入电压 U是指电 源变压器的初级所接上的电压，也就是电源变压器的工作电压。对 GS 变压器来 说，U＝230V；对 BS 变压器来说，U＝240V。4．空载电流 I是指电源变压器的 5 初级接上额定输入电压 U 而次级不带负载（即开路）时，流过初级的电流。I 与 变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其I 也可能不同。5． 空载电压 U是指变压器初级接受上额定输入电压 U 次级不带 负载（即开路）时，次级两端的电压。U 与变压器的设计有关，即使是两个不同 厂家生产的相同规格的电源变压器，其 U 也可能不同。6． 负载电流 I是指变 压器初级接上额定输入电压 U，次级接上额定负载时，流过负载的电流。7． 负 载电压 U是指变压器初级接上额定输入电压 U，次级接上额定负载时，负载两 端的电压。8． 定输出功率 P是指变压器在额定输入电压 U 时的输出功率，它 表示变压器传送能量的大小。一般来说，在相同频率下，P 越大，变压器的尺寸 越大；P 相同，即使输出电压 U 不同，变压器的尺寸也相同，即变压器的价格也 应相差无几。由公式 PU*I 可知若输出功率 P 一定，若输出电压 U 越高，则输出 电流 I 越低。举例来说，一个输出功率 P10VA 的变压器，若输出电压 U24V， 则输出电流 I P/U10VA/24V＝ 0.416A；若 U12V， 则输出电流 I0.833A。 电源变压器将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压 u2 较小。 变压器副边与原边的功率比为 P2/ P1η，式中η是变压器的效率。 功率 P/vA 效率η 〈10 0.6 10-30 0.7 30-80 0.8 80-200 0.85 对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小，额定输出功 率，变压器的额定容量，所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器，有 四组输出线分别为 7V、10V、17V、10V。可根据具体功率及计算要求选择。 1.3 整流、滤波电路 6 1、半波整流电路 由以上图可知，半波整流电路的利用率低，一般不采用。 2、全波整流电路 由于变压器副线圈的接线较复杂，在实际中叶一般不采用。 3、桥式整流电路 电路工作原理利用二极管正向导通反向截止的工作原理,当 U2 为正半周时二极 管 D1、D3 导通,D2\D4 截止当 U2 为负半周时