串联型直流稳压电源.docx

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1、 模拟电子电路课程设计说明书题目名称：串联型直流稳压电源 模拟电子技术课程设计任务书 适用班级：电气工程及其自动化设计周期：一周一、设计题目：直流稳压电源（II） 串联型稳压电源 二、设计目的 1、 研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。 2、 学习稳压电源的设计方法以及主要技术指标的测试方法。 三、设计要求及主要技术指标 设计要求 1、方案论证，确定总体电路原理方框图。 2、单元电路设计，元器件选择。 3、仿真调试及测量结果。 主要技术指标 1、电网供给的交流电压U1为220V，50HZ。 2、变压器输出电压U2为18V20V，50HZ。 3、稳压电源输出直流电压可调。4、输出纹波电压小于5

2、mv，稳压系数=0.01；四、仿真需要的主要电子元器件 1、电源变压器 2、滑线变阻器 3、三端稳压器或晶体三极管等，如：3DG6（9011），3DG12（9013） 晶体二极管IN4007，稳压管IN4735，电阻器、电容器若干 五、设计报告总结 1、 对所测结果（如：输出电压，最大负载电流，电压输出波形等）进行全面分析，总结桥式整流、电容滤波电路的特点。 2、 根据所测数据，计算稳压电路的稳压系数S和输出电阻R0，并进行分析。 3、 分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。 4、 给出完整的电路仿真图 。5、 体会与收获。注：方案都要求同学们适当考虑如何采取短路保护措施。六、参考文献1.

3、彭介华电子技术课程设计指导北京：高等教育出版社，20052.陈大钦主编电子技术基础实验电子电路实验设计仿真北京：高等教育出版社，20003.高吉祥主编电子技术基础实验与课程设计北京：电子工业出版社，20024郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.200256一、方案论证与比较1.1 方案提出方案一：硅稳压管并联式稳压电路方案二：三端集成稳压器方案三：串联型直流稳压电源电路1.2设计方案的论证和选择方案一中的硅稳压管并联式稳压电路结构简单，但电压固定，负载能力小，不适用于较大负载方案二中的三端集成稳压器将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压的集成电路， 用分

4、立元件组成的稳压电源，固有输出功率大，适应性较广的优点方案三中的串联型直流稳压电源电路具有稳定性的输出电源，负载能力和可调性较好的特点经以上分析并且由于我们在课程上所学的是方案三中的串联型直流稳压电源电路，所以，选择该方案进行设计制作。二、系统的功能及设计框图2.1 系统的全部功能、要求及技术指标。 系统全部功能及主要技术指标 1、电网供给的交流电压U1为220V，50HZ。 2、变压器输出电压U2为18V20V，50HZ。 3、稳压电源输出直流电压可调。4、输出纹波电压小于5mv，稳压系数=0.01；2.2确定设计框图（系统包含的单元电路及结构）和总体设计方案2.3单元电路的分析与设计：各功

5、能模块电路的定性说明以及计算分析。（1）变压器 变压器降压电路是利用电源变压器一、二次绕组匝数比的不同来实现电压变换的。电源变压器一次绕组的线径较细，匝数较多，二次绕组的线径较粗，匝数较少，可以有多个绕组。当变压器的一次绕组接在220V交流电压上时，二次绕组上就会感应出一定值的交流电压。（2）整流电路整流电路分为半波整流和全波整流半波整流是通过直接在交流电路中串接一个合适的二极管，利用二极管的单相导电性，把交流电转换为直流电，电路图如下图所示：u1u2aTbDRLuo产生如图所示的电压波形：uo全波整流利用单相桥式整流电路：它有四只二极管组成。其构成原则就是利用二极管正向导通反向截止的工作原理

6、,当U2为正半周时二极管D1、D3导通，D2、D4截止当U2为负半周时二极管D2、D4导通, D1、D3截止。而流过负载的电流的方向是一致的，在负载形成单方向的全波脉动电压。.从而实现将交流的电压变为直流电压。电路图如下所示： 波形图如下图所示：uo（3）滤波电路电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端并联一个电容（区分正负极）即构成电容滤波电路，电容在电路中也有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑。电路如下图所示：波形图如下所示：（4）稳压电路调整管VT接在输入直流电压UI与输出端的

7、负载电阻RL之间，当输出电压UO发生波动时，调整管的集电极电压产生相应的变化，使输出电压基本保持稳定。下面分析串联型直流稳压电路的稳压原理。假设由于Ui增大或IL减小而导致输出电压UO增大，则通过采样以后反馈到放大电路的反向输入端的电压UF也按比例的增大，但同相输入端的基准电压保持不变，故放大电路的差模输入电压Uid=UZ-UF将减小，于是放大电路的输出电压减小，使调整管的基极输入电压减小，则调整管的集电极电流Ic随之减小，同时集电极电压Uce增大，最后使输出电压的UO保持基本不变。以上稳压过程可简明的表示如下：Ui 或IL UO UF Uid Ic UO Uce 由此看出，串联型直流稳压电路

8、的稳压过程，实质上是通过电压负反馈使输出电压保持基本稳定的过程。三、 系统仿真调试分析3.1软件仿真原理图3.2模拟仿真过程1、利用变压器把市电降为我们所需要的电压，如下图所示2、作出整流电路并连接到电源上，测出整流后的波形3、接上滤波电路，用波形发生器测出滤波后的波形4、接上稳压电路，测出波形3.3各项指标测试1、测试变压器输出电压。如图所示，为19.995V，符合1820V的要求2、调节可变电阻，测出输出最大和最小直流电压。 测得直流最大和最小输出电压为15.122V和9.689V，符合可调的要求3、用万用表测得输出纹波电压，并求纹波系数测得纹波电压为94.662uV，符合小于5mV的要求

9、，根据公式求得纹波系数为0.002，符合要求。四、电路的安装与调试以下为实物图 五、电路的实验结果由于实验室所提供变压器的输出平均电压为12V，导致无法得出理论上的结果，以上为实际测得的输出直流最大电压和最小电压。六、实验总结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关模拟电子技术方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手操作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，

10、本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认

11、识。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方法；以及如何提高电路的性能等等，掌握了可调直流稳压电源构造及原理。七、参考文献1.彭介华电子技术课程设计指导北京：高等教育出版社，20052.陈大钦主编电子技术基础实验电子电路实验设计仿真北京：高等教育出版社20003.高吉祥主编电子技术基础实验与课程设计北京：电子工业出版社，20024郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.200256附录1：设计中用到的元器件的明细清单。序号名称规格型号1整流二极管IN40072稳压二极管6V3三极管90134功率三极管F36（TIP41C）5电容470uF/25V6电容100uF/25V7独石电容103（0.01uF）8线绕电位器WX13-12/220欧（精调）9电阻1W/5.1欧10电阻1/4W，100欧11电阻1/4W，200欧12电阻1/4W，510欧13电阻1/4W，1K欧14电阻1/4W，33K欧15电阻1/4W，4.7K欧16电阻1/4W，10K欧附录2：所提出的方案电路图 附录3：Multisim仿真软件对所设计电路的仿真结果。附录4：所设计电路的实物图片。