模电课程设计方案串联型直流稳压电源.docx
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模电课程设计方案串联型直流稳压电源
模电课程设计报告
串联型直流稳压电源
（课题＞
电子科学系
班级：
姓名：
学号：
指导老师:
201
.6.24
言
3
二、设
计
题
目
••3
三、技
术
指
标
••3
四、设
计
要
求
3
五、方案选择及电路工作原
2/12
3
六、单元电路设计及计
5
七、元器件的选择及元器件清
单
7
八、总电路图及仿真图，
8
九、安装、调试中遇到的问题，解决的方法及实验效
果9
十、电路性能指标测试结果及对成果的评
10
10
十二、参
献
11
一、引言：
直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在8~15V可调。
二、设计题目：
设计一台串联型直流稳压电源
三、技术指标：
1、输出电压：
8~15V可调
2、输出电流：
IO=1A
3、输入电压：
交流220V+/-10%
4、保护电流：
IOm=1.2A
5、稳压系数：
Sr=0.05%/V
6、输出电阻：
RO<0.5Q
7、交流分量<波纹电压）：
<10mV
四、设计要求：
1、分析电路组成及工作原理；
2、单元电路设计计算；
3、采用分立元件电路；
4、画出完整电路图；
5、调试方法；
6、小结与讨论。
五、方案选择及电路工作原理
<一）方案选择：
<1）硅稳压管并联式稳压电路。
该电路结构简单，但电压固定，负载能力小。
<2）串联型直流稳压电源。
该电路的输出电源稳定性，负载能力和可调性能都较好。
<3）三段集成稳压器。
这种电路的实质是第<2）种电路的集成化和优化。
<4）串联或并联型稳压电源。
这种电路的最大优点是效率高，可达75%~90%
方案<2）是我们模电课学习的重点内容。
所以我们选择方案<2）为设计对象。
<二）电路工作原理：
电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机
外，大多数是采用把交流电<市电）转变为直流电的直流稳压电源。
电网供给的交流电压U1（220V,50Hz>经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压
U2,然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3,再用滤波器滤去其交
流分量，就可得到比较平直的直流电压UI。
但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的
波动或负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
其原理框图如图<1）所示。
<1）变压部分通过变压器即可实现
<2）整流部分一般采用桥式整流，可采用4个整流二极管接成桥式，也可采用二极管整流桥堆。
图<2）单相桥式整流电路
<3）滤波部分在输出电流不大的情况下一般采用电容滤波即可。
图<3）电容滤波电路
<4）稳压部分由串联型稳压电路构成，采用恒流源电路作为放大管的集电极负并且采用了调整管
过流保护电路，式稳压电路的性能得到提高。
串联型稳压电路框图如下:
图<4）串联型稳压电路的方框图
六、单元电路设计及计算:
<一）确定变压器次级电压
IxI
考虑到最低电压为~220-10%=198V，此时次级应有15V，所以正常＜~220V）时有:
＜三）元器件参数选择
1、调整管选择
最高输入电压发生在~220+10%=242V此时变压器次级电压U次=18.7V
0
□
极端情况，负载短路，且考虑峰值：
取BVCEO=100V
最大电流：
IOM＞=1.2A
最大管压降：
J~~1
最大集电极功耗：
°
2、选基准电压、稳压管
选DZ1=6V，可选稳压管2CWIDZ=10mA
3、取样电路
般取样电流为30~50mA，取
4、调整电路
IOM=1.5mA取B1=32=50
㈢
取R2=2kQ
5、保护电路
当IOM=1.2A时保护，取RO=0.6Q,URO=1.2*0.6=0.72V
七、元器件选择及元器件清单：
（一＞元器件选择：
1.二极管：
整流用二极管就原理而言，从输入交流中得到输出的直流是整流。
2.三极管：
电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用。
3.电阻：
电阻的种类繁多，从构成的材料来分，有碳质电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器等。
从结构形式来分，有固定电阻器、可变电阻器和电位器三种。
4.电容：
一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、整流、能量转换等。
5.变压器：
变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。
＜二）元器件清单
名称大小数量
变压器
220V-15V
1
电容
电解电容
2200uF
1个
10uF
1个
陶瓷电容
104
1个
103
1个
电阻
4.7K
2个
330
1个
1.5k
2个
可变电阻
1k
1个
运放
uA741
1个
稳压管
5.1v
1个
八、总电路图及仿真图:
V—）总电路图
V二）仿真图
九、安装、调试中遇到的问题，解决的方法及实验效果
<一）安装：
安装好后，首先检查电路的元件是否有装配错误，特别应检查晶体管、二极管、二极管及电解电容等元件的极性有无接反。
再检查焊点有无漏焊、虚焊，特别应注意焊点之间或线路间有无短接，防止通电后由于某一部分的短路导致原器件损坏。
V二）调试
<1）调Rw1,看输出电压是否随之变化，变化正常则说明电路工作正常，否则，先排除故障再调试。
<2）将输出电压调在额定值4.5V，然后改变RI数值，使输出电流达到80mA，这时输出电压应基本不降低。
当输出电流升高到100mA后,过流保护电路工作，是输出电压逐渐降
低，起到限流保护作用。
<3）将输入电压变化约5%或10%这时输出电压应稳定在正常值。
如稳定不良，则应检查取样电路，基准电路，输入电压及调整管，比较放大器等各级电压。
比较放大器基极电位太高或太低将引起集电极电位太高或太低，这会造成稳定不良。
原因可能是作基准电压用的二极管基准电压不对或取样电阻，微调电位器阻值不对或损坏。
<三）故障分析：
<1）Vo=0,这是由于调整管T1截止或Vi不正常造成的。
首先查整流滤波电路输出电压，如其不正常，则先检查和排除整流滤波电路故障；如其为正常值，则说明调整管或电路其他部分有故障。
可断开T1基极，观察输出电压有无变化，如Vo升高接近Vi，
则说明故障再比较放大级，检查T3是否损坏或断路，各点连接是否正确，找到故障并排除之。
<2）Vo=V1左右时，说明调整管T1饱和，把T3集电极断开，如Vo降到0,表明调整级良好，故障出在比较放大级，检查比较放大部分，找到故障并排除之。
女口Vo仍不下降,
表明故障在调整管部分,并找到故障并排除。
<四）实验效果：
实验效果跟理论计算和仿真有区别。
尤其是第一次去实验室的时候,实验的结果很离谱,不过后来问了老师和找网上资料把问题化简了很多。
最终结果还是有区别。
不过我们已经算比较满意了。
毕竟这是我们第一次做课程设计。
我们相信下次会做的更好
十、电路性能指标测试结果及对成果的评价
我们将所有的元器件安装完成后,必须仔细对照电路图检查线路是否正确,看有没有接错
的地方。
然后接通220V电源，按下主电路开关SW1用万用表检测输出端有无电压输出，若无电压输出，则检测输出端以前的电路每点的电位，找到电位异常的点后，可断开电源，仔细分析原因,检测此部位的元器件是否存在有虚焊的情况,用万用表的蜂鸣档检测是否有短路或是开路。
对电路整体进行分析排查,看是否有元器件因为某点的短路而烧坏的,逐级进行。
反复调试,直到找到原因所在。
调试完成后，测试主电路的输出范围，是否满足8~15V这个档位。
观察电主路输出电压实
际值为多少，一般做出来之后范围在11~20V左右，在仔细分析产生误差的原因，可知由于取样电路的的阻值与理论计算值是存在一定的差异,可以对照原理图将取样部分的电阻R5、
R6R7、R8全都换成500Q精密可调电阻，调动这些可调电阻，使其输出电压的范围在8~15V
这个档位之间连续变化。
这样,整个直流稳压电源就做好了。
我对这次课程设计还是比较满意的。
在做课程设计期间：
我跟队友一起讨论,一起找资料。
经过几个星期的设计及实验我们终于把它完成了。
不过在电脑上仿真跟在实验室实际操作时很大区别。
最后我们通过问老师和网上找资料把大部分问题的解决了。
一、收获与心得体会：
通过这次稳压电源的设计,使我巩固和加深了在模拟电子技术课程中所学的理论知识，对整流电路,滤波电路,稳压电路等的认识更加深刻,并学会查阅相关手册和资料，提高了分析问题，解决问题的能力；也使我基本掌握了设计软件Multisim2001的使用方法,且初步掌握了电子电路的设计方法,在以后还需多加练习，熟练掌握；
这次课程设计也是一次理论联系实际的过程，在设计中遇到了许许多多的实际问题，在理论上正确的结果在模拟时可能出现各种各样意料之外的结果，这就需要我们在设计的过程中从实际出发，尽可能的考虑到实际情况。
另外，在遇到问题时要学会用理论联系实际的方法分析问题，解决问题；
回顾本次课程设计，至今感慨颇多，从选题到定稿，从理论到实践，使我懂得了理论和实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正掌握知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力；
我们相信有了这次课程设计的基础，下次可以完成的更好更有效率。
十二、参考文献
[1]童诗白、华成英，模拟电子技术基础＜第四版），高等教育出版社，2006
[2]李震梅等主编电子技术实验与课程设计，机械工业出版社，2018.2
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