课题——串联型直流稳压电源毕业设计.docx

1、 目录一、设计摘要- 1 -二、设计目的- 1 -三、设计要求和技术指标- 2 -3.1技术指标- 2 -3.2 设计基本要求- 2 -四、电路组成- 2 -五、用复合管做调整管的电路图- 3 -六、原理解释- 4 -6.1电源变压器- 4 -6.2整流原理- 5 -6.3电容滤波原理- 7 -6.4电路的稳压原理- 9 -6.5 输出电压的范围- 10 -七、电路参数计算、元件选择及仿真- 10 -7.1确定次级电压- 10 -7.2变压器的选择- 11 -7.3 D1D4的选择- 11 -7.4 C的选择- 11 -7.5 确定基准环节- 12 -7.6 确定取样电阻- 12 -7.7 调

2、整管的选择- 12 -7.8 仿真结果- 13 -八、实验室进行试验- 15 -8.1对图- 15 -8.2对图查元件- 16 -8.3插板- 16 -8.4通电并记录数据- 16 -九、设计感想- 17 -十、参考文献- 18 -一、设计摘要（1）直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。（2）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（3）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（4）脉动大的直流电压须经过

3、滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（5）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。（6）根据设计到实验室选择合适的原件进行试验。（7）报告中给出各部分电路原理以及原件选择，最后给出原件参数以及参考文献。二、设计目的1. 学习电子系统设计的一般方法。2. 学会选择变压器、整流二极管、三极管等原件设计直流稳压电源。3. 掌握电源的主要性能参数。4. 掌握Multisim仿真软件的应用。5. 掌握常用元器件的识别与测量。6. 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。三、设计要求和技术指标3.1技术指标：要求电源输出

4、电压为12V，输入电压为交流220V/50Hz，最大输出电流为300mA。输出电压要在915V可调。3.2 设计基本要求（1）设计一个输出12V的直流稳压电源,且在一定范围连续可调；（2）稳压电路要加有放大环节以改善稳定性；（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（4）要求汇出原理图；（5）在实验室中能根据原理图进行插板；（6）测量直流稳压电源带负载和空载时的输出电压，输入电压，各管脚电压及调节可变电阻时输出电压的变化范围（7）撰写设计报告。四、电路组成直流稳压电源的工作流程如下直流稳压电源的设计电路图直流与稳压过程五、用复合管做调整管的电路图电路的解释：图中，变压器的作用是降

5、压； 的作用是整流；电解电容的作用是滤波。电路包括四部分：采样电阻，放大电路，基准电压，调整管采样电阻由电阻,和组成，当输出电压发生变化时，采样电阻对变化量进行采样，并传送到放大电路的基极。放大电路比较放大器的作用是将采样电阻送来的变化量进行放大，然后传送到调整管的基极。基准电压基准电压由稳压管提供，接在比较放大器的发射极。调整管在电路中调整管由和共同构成。调整管T接在输入直流电压与输出端得负载电阻之间，当输出电压发生波动时，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。六、原理解释6.1电源变压器一、 变压器原理图电网提供的交流电一般为220V（或380V），而各种电子设备所需要

6、直流电压的幅值却各不相同。因此，常常需要将电网电压先经过电源变压器，然后将变换以后的二次电压再去整流，滤波，和稳压，最后得到所需要的直流电压幅值。6.2整流原理 整流电路的作用是利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替的正选交流电压整流为单方向的脉动电压。但是，这种单向脉动电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差的很远。在小功率直流电源中，经常采用单向半波，单向全波和单向桥式整流电路。单相桥式整流电路在的正半周，二极管和导电，截止，电流、流过，在负载得到的输出电压极性为上正下负。在的负半轴， 导通，和截止，流过时产生的电压极性也是上正下负，因此在负载上得到一个单方向的脉动电压。桥

7、式整流电路的波形图如下：单向桥式整流电路图单相桥式整流电路电压、电流波形6.3电容滤波原理整流电路虽然可将交流电变成直流电，但其脉动成分较大，在一些要求直流电平滑的场合是不适用的，需加上滤波电路，以减小整流后直流电中的脉动成分。电路图桥式整流电路电容滤波电路电压、直流波形当=时：；当为有限值时：通常取,RC越大越大；为获得良好的滤波效果，一般取（35）（T为电网交流电压的周期）（a）外特性（b）滤波特性6.4电路的稳压原理稳压管稳压电路原理图稳压原理：假设稳压电路的输入电压保持不变，当负载电阻减小，负载电流增大时，由于电流在电阻R上的压降升高，输出电压将下降。而稳压管并联在输出端，由图中稳压管

8、两端的电压有一个很小的下降时，稳压管的电流将减小很多。此时IR也有减小的趋势。实际上利用IZ的减小来补偿流过负载的电流的增大，使IR基本保持不变，从而使输出电压也保持基本稳定。假设负载电阻保持不变，由于电网电压升高而使电容两端电压升高时，自输出电压也将随之上升。但是，由于稳压管的伏安特性课件，此时稳压管的电流将急剧增加，于是电阻R上的压降增大，以此抵消电容两端电压的升高，从而使输出电压基本保持稳定。6.5 输出电压的范围当的滑动端调至最上端时，= 0，=，此时达到最小值，=当的滑动端调至最下端时，=，=0，此时达到最大值，=七、 电路参数计算、元件选择及仿真7.1确定次级电压7.2变压器的选择

9、，由1得 由变压器的原理得：=，即初级线圈和次级线圈匝数比为：15：1.7.3 D1D4的选择二极管正向平均电流:电桥中,和,轮流导电，其中为负载电流的最大值，取为300mA。二极管最大反向峰值电压：每个整流管的最大反向峰值电压是指整流管不导电时，在它两端出现的最大反向电压。选管时应该选择耐压比这个数值高的管子，以免被击穿。在电桥中，=,所以D的承受压7.4 C的选择容量：每0.1A的电流对应200F的电容。因为输出电流为300mA，所以=。在电容滤波电路中，电容放电的时间常数=RC愈大，放电过程愈慢，则输出直流电压愈高，同时脉动成分也愈小，即滤波效果愈好。所以应该选择大容量的电容作为滤波电容

10、。其中交流电源周期T=20ms，T/2=10ms，所以。耐压值考虑电网电压最大，负载电流最小时的情况材质：由于电容值比较大，一般为几十至几千微法，通常可用电解电容器。因此，可选用容量为，耐压值不低于25V的电解电容。7.5确定基准环节一般有稳压管提供的稳定直流电压，其电压值由决定，其中n为取样电阻分压比。1. 选用或者内部具有温度补偿的稳压管。2. 为减小稳压管内阻及变化电流对稳压值的影响，稳压管工作电流应取。3. 在输出电压范围较大时，要使选定的限流电阻R满足：。7.6确定取样电阻由采样电阻组成，取样电阻分压比为，为了提高稳定度，n应尽量取大一些，一般在0.50.8之间。由可知，一经选定,当

11、n变化时,也在变,所以常在取样电阻间串连一个电位器,调节输出电压.取,则,而且要使，可取.7.7调整管的选择集电极最大与许电流；7.8仿真结果变压后电压输出电压（无负载）输出电压（有负载）输出电压范围八、实验室进行试验8.1对图（实验室的电路图中的调整管此时已经不是复合管）电路图：8.2对图查元件1) 查二极管D实验室中提供的二极管IN4001。实验前须用万用表检测二极管的好坏。2) 查三极管T实验室中不用复合管，提供 3DD15作为VT1，VT2型号为 9013。使用前要用万用表检测其好坏并确定E,B,C极。3) 查电阻R实验室里提供很多电阻，须根据色环或标记选出自己需要的电阻，实验前要用万

12、用表测量所选电阻的实际值。4) 查电容C实验室提供了2200uF的电解电容，如果发现电容如爆裂或破损，那就直接更换新的，耐压值不能低于原来元件的耐压值。5) 查变压器B实验室提供已做好的变压器（15：1），只需检测其是否能正常导电和变压即可。8.3插板将元件按照电路图接好，注意正负极不要接反，而且稳压管要反接，极性电容要正接。8.4通电并记录数据在试验中，实际采用的电阻阻值如下：电阻名称理论阻值2K1k100470100实际阻值21809989955698数据记录：空载负载（40）14.8612.14V11.85V电容电压18.31V稳压管电压6.17V6.18V变化范围8.38V14.52V

13、九、设计感想通过这次设计实验我体会到以下几点 1：对自己的动手能力是个很大的锻炼。 2：通过这次专周实验也培养了我们胆大、心细、谨慎的工作作风。 3：我们懂得了Multisim软件的运行与操作。 4：最重要的是懂得了串联稳压电源原理，串联型稳压电路是最常用的电子电路之一，它被广泛地应用在各种电子电路中。不仅在收获知识的同时，我还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、设计的能力，在各种其它能力上也都有了提高。我将所学知识运用到设计中，按照设计要求设计电路的参数，在按对应的参数选取元器件，通过查找资料了解元器件的主要特性与相关使用注意

14、事项。在电路设计中选取最优元件来满足设计的要求。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。相信以后我会以更加积极地态度对待我的学习、对待我的生活。我会更加努力地去弥补自己的缺点，发展自己的优点，去充实自己，只有在了解了自己的长短之后，我们会更加珍惜拥有的，更加努力的去完善它，增进它。只有不断的测试自己，挑战自己，才能拥有更多的成功和快乐！认真对待每一个实验，珍惜每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，这个是我在课程设计中学到的最重要的东西，也是以后都将受益匪浅的！十、参考文献 模拟电子技术基础简明教程（第三版），杨素行主编，清华大学电子学教研组编，高等教育出版社。 基于EDA的电子技术课程设计，夏路易主编，电子工艺出版社 电子线路设计实验测试（第三版），谢子美主编，华中科技大学出版社 电子技术课程设计指导，彭介华主编，高等教育出版社 电子技术基础课程设计指南，焦宝文主编，清华大学出版社 电子技术常用器件手册- 18 -