直流稳压电源.docx
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直流稳压电源
兰州交通大学博文学院
课程设计
设计题目：
直流稳压电源
专业班级：
09电子信息工程
学生姓名：
姚鸿德
学生学号：
20090253
指导教师：
李贵栓
设计时间：
2011年4月1日
电信工程系
1绪论
2设计内容及要求
3方案设定
4电路设计及原理与参数计算及器件选择
5注意事项
6安装与调试
7性能测试与分析
8课程设计心得体会
9元器件清单及相关参数
10参考文献
直流稳压电源的设计
1、绪论
在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电，其次，在电子设计中，对于初学者来说，首先要打好基础，应该先试着设计比较基础的东西，并且要与我们所学知识内容相紧密联系，所以我将设计一个直流稳压电源
2、设计内容及要求
Ⅰ输出直流电压VL=12v±2v,连续可调；
Ⅱ输出直流电流IL=200mA;
Ⅲ调压系数Sv≤0.05;
Ⅳ电源电阻r0≥0.1Ω;
Ⅴ交流电网电压：
50Hz,220v±10%。
3、方案设定
在制作中，主要原理是：
电源变压器将交流电网220V的电压变为所需的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。
但这样的电压还随电网电压波动（一般有±10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。
稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。
如下图所示
图1-1稳压电源的构成图
图1-2整流及稳压过程
方案一：
稳压部分采用串联式稳压电路，电路结构简单，成本低，容易实现，可满足全部设计要求，所需内容与我们所学基础知识紧密结合。
方案二：
稳压部分采用三端集成稳压器，电路极其简单，采用集成块，先进，但造价比方案一高，与所学基础知识结合不太紧密：
它具有体积小、价格低、稳定性较好、输出电压可调和保护功能较完善等优点，但它的输出电压实际值的误差较大，不能满足某些场合的特殊要求。
综合2种方案的优缺点：
决定选用方案一
4、电路设计及原理与参数计算及器件选择
电路如上图所示
⑵确定变压器的次边电压V2及功率P.
设ν1=
V1sinωt（v）=
*220sin2πft=
*220sin（2π*50t）（v）
ν2=
V2sin（2π*50t）（v）
ν1为标称值时，V1=220v——V2——VI
ν1波动率为+10%时,V1（max）=1.1V1——V2（max）=1.1V2——VI（max）=1.1VI
ν1波动率为-10%时,V1（min）=0.9V1——V2（min）=0.9V2——VI（min）=0.9VI
VL——VI——V2
若使T1不进入饱和区，则必须满足Vce1≥（1.5~2）Vces=2Vces
VI（min）-VL（max）≥Vces
即0.9VI-13≥2*1
∴VI=16.7v
不带负载时，VI=
V2
带负载时，VI=（1.1~1.3）V2
此时取VI=1.2V2,则V2=VI/1.2=16.7/1.2=14v
P=V2*I2,一般情况下，I2=1.2II（max）而II（max）=1.5IL
故I2=1.2*1.5*200=360mA
P=V2*I2=14v*360mA=5.04w
综上所述，选定功率为15w,次边有18v抽的电源变压器。
⑶整流滤波电路参数的确定。
①选定4只二极管
根据导通时的平均功率及二极管承受反向电压时的最大电流选定二极管。
由ID≥（1/2）*II（max）=（1/2）*1.5*200=150mA
VRm≥
V2（max）=
*1.1V2=21.6v
可选定4只二极管的型号为2DP4（ID=500mA,VRm=600v）
②选定C1
根据RL′·C1≥（3~5）·（2/T）
Ri=VI/II=16.7v/II（max）=16.7/（1.5*200mA）=56Ω
RL′=Ri=56ΩT=1/f=1/50
C1≥（5/2）T/Ri=（5/2）（1/50）/56=892μf
故可选定C1为1000μf/30v
③确定T1，TI′
对T1,由V（BR）CEO>VI-VL（min）=1.1*16.7-11=7.4v
ICM1>IL（max）=1.5*200=300mA
PCM≥V（BR）CEO·ICM=7.4*300mA=2.3w
可选定大功率管为3DD01B（V（BR）CEO=100v,ICM=1A,PCM=15w）
对T1′,由V（BR）CEO=7.4v
I′CM1=ICM/β=300/50=6mA
P′CM≥7.4v*6mA=44.4mw
可选定小功率管为3DG4E（V（BR）CEO=20v,ICM=20mA,PCM=300w）
④确定基准电压参数
选定DZ,RZ.
由VBE2+VZ=（R2′/（R1′+R2′））VL=nVL（0.5VL=（（R1′+R2′）/R2′）（VBE2+VZ）=（R1+RW+R2）（VBE2+VZ）/R2′
取n=R2′/（R1′+R2′）=0.6则可得VZ=nVL-VBE2=0.6*12-0.7=6.5v
故选DZ为2CWTC（VZ=5v~6.5v,Izmin=4mA,Izmax=38mA）
由（VLmax-VZ）/RZ（VLmin-VZ）/RZ可得（VLmax-VZ）/IZmax即（13-6.5）/38mA故选RZ=390Ω
⑤确定取样电阻RW=1kΩ，
由VLmax=（（R1+RW+R2）/R2）（VBE2+VZ）
VLmin=（（R1+RW+R2）/R2+RW）（VBE2+VZ）
即13=（（R1+R2）/R2）（6.5+0.7）
11=（（R1+R2+1）/（R2+1））（6.5+0.7）
从而解得R1=3kΩ，R2=5kΩ，
故选定R1=3kΩ，R2=5kΩ，RW=1kΩ。
⑷验证SV，ro,（SV<0.05，ro<0.1Ω）
SO=（△VL/VL）/（△VI/VI）／RL恒定=（1/n|AV2|）（VτVL）
RO=|△VL/IL|／VI恒定≈（RC+rbe1）/β1n|AV2|（n=R1′/（R1′+R2′）
AV2=β2RC2/{R1′∥R2′+rbe1+（1+β2）r2}
5、注意事项
安装时，先安装比较小的元件，应先安装整流电路，再安装稳压电路，最后安装滤波电路（电容）。
安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。
经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后用万用表检查
6、安装与调试（使用MULTISIM调试）
按电路设计图（图2）所示，制作好电路板。
7、性能测试与分析
输出电压与最大输出电流的测试
8、课程设计心得体会
在没接触过焊接技术时候想当然的认为很容易，谁知道自己要查资料，自己买元件，自己焊接，自己调试。
自己找错误。
有许多曾经没有遇到过的事情，但还是自己通过努力做好了。
通过这次的课程设计了解了电源制作的整个过程，还有它的工作原理，在和课本上的知识对照更加理解了电源的原理。
通过仿真软件ＥＷＢ对其仿真，检查错误等，也使得对此软件有了一个了解。
但还是不是很熟悉要继续深层次的加深理解多运用软件进行电路的仿真。
通过这次的课设方案，了解了直流稳压电源的方案论证和模块之间的联系以及元器件的选取，让我们更加进一步的刘杰直流稳压电源的工作原理和它的性能指标。
但在购买元器件的过程中有很多的不便，比如没有预定的原件或者原件的性能不符等，这就要求我们要善于变通，用不同的角度来考虑问题从而达到预定的效果。
这次设计之后，我认识到自己只有在实践中才能真正的了解电路了解自己的知识掌握程度，加深对知识的理解程度。
9、元器件清单及相关参数
名称
型号
数量（个）
二极管
2DP4（ID=500mA,VRm=600w）
4
电解电容C1
1000μf/30v
1
三极管T1
3DD01B（V（BR）CEO=100v,ICM=1A,PCM=15w）
1
三极管T1′
3DG4E（V（BR）CEO=20v,ICM=20mA,PCM=300w）
1
稳压二极管DZ
2CWTC（VZ=5v~6.5v,Izmin=4mA,Izmax=38mA）
1
稳压电阻RZ
390Ω
1
取样电阻RW
1kΩ
1
电阻R1
3kΩ
1
电阻R2
5kΩ
1
实验设备：
万用表，示波器，电流表等
10、参考文献
[１]周政新．《电子设计自动化实践与训练（第三版）》．北京：
中国民航出版社，２００２
[２]童诗白．《模拟电子技术基础（第二版）》．北京：
高等教育出版社，１９８８
[３]谢自美．《电子线路设计、试验、测试（第二版）》．武汉：
华中科技大学出版社，２０００
[４]康华光．《电子技术基础 模拟部分（第四版）》．武汉：
华中科技大学出版社，１９９８
[５]吴友宇．《模拟电子技术基础（第一版）》．北京：
清华大学出版社，２００９
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