直流穩(wěn)壓電源課程設計

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　課程題目： 直 流 穩(wěn) 壓 電 源 </p><p>　　專 業(yè): 電 子 信 息 工 程 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　2011年2月24日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、設計目的 …………

3、………………………………………4</p><p>　　2、設計要求 …………………………………………………4</p><p>　　3、設計原理 …………………………………………………4</p><p>　　4、理論分析 …………………………………………………4</p><p>　　4.1整體理論分析 …………………………………………………4&

4、lt;/p><p>　　4.2單元電路分析 …………………………………………………5</p><p>　　4.2.1變壓器 ……………………………………………………5</p><p>　　4.2.2整流電路 …………………………………………………5</p><p>　　4.2.3 濾波電路 …………………………………………………5</p&g

5、t;<p>　　4.2.4電容濾波有以下特點 ………………………………………6</p><p>　　5、設計的電路 ………………………………………………………6</p><p>　　5、1設計電路圖 ……………………………………………………6</p><p>　　5、2穩(wěn)壓電源的主要性能指標 ……………………………………7</p><

6、;p>　　6、設計實驗結果討論 ………………………………………8</p><p>　　7、心得體會 …………………………………………………8</p><p>　　8、參考文獻 …………………………………………………8</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文設計的是量程為12V且在0~1

7、2V可調的直流穩(wěn)壓電源，其最大輸出電流為500mA，并具有數(shù)字顯示電壓功能。并且利用A/D轉化，將輸出的連續(xù)電壓信號變?yōu)殡x散的數(shù)字信號實現(xiàn)輸出電壓的控制。另外核心部分為：采用數(shù)字電路實現(xiàn)輸出電壓的控制，通過加減鍵實現(xiàn)加計數(shù)或減計數(shù)。同時通過計數(shù)器和譯碼-驅動器，最終將電壓值顯示到數(shù)碼管組上。該穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定.結構簡單.電壓、電流指標精度高.調節(jié)方便等優(yōu)點?。</p><p>　　關鍵詞：整流，穩(wěn)壓，數(shù)控，可

8、調</p><p><b>　　一、設計目的</b></p><p>　　1. 研究單相橋式整流、電容濾波電路的特性。</p><p>　　2. 掌握串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源主要技術指標的測試方法。</p><p><b>　　二、設計要求</b></p><p>　　（1）設計

9、一個能輸出正負12V的直流穩(wěn)壓電源；</p><p>　　（2）擬定測試方案和設計步驟；</p><p>　?。?）根據(jù)設計要求和技術指標設計好電路，選好元件及參數(shù)；</p><p>　?。?）測量直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)、紋波電壓；</p><p><b>　　三、設計原理</b></p><p>

10、;　　電子設備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。</p><p><b>　　直流穩(wěn)壓電源框圖</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框圖如圖所示。電網(wǎng)供給的交流電壓u1(220V,50Hz) 經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合

11、電路需要的交流電壓u2，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓u3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓uI。但這樣的直流輸出電壓，還會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負載的變動而變化。在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。　　</p><p><b>　　理論分析</b></p><p><b>

12、　　4.1整體理論分析</b></p><p>　　設計電路框圖如圖1所示:</p><p>　　在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。圖2-1是直流穩(wěn)壓電源設計的基本思路和整體流程。因為我們要得到的直流電源的是12V等的穩(wěn)定直流電壓，而我們平常的生活用電220V的交流電，所以我們必須變壓，變壓后交流變成直流。但此時的直流電壓波動很大，脈動的直流電壓還含有較大的波紋，

13、所以我們要對其進行濾波，得到波動較小的直流電。為了保證得到基本恒定的直流電和電源基本不受電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定對電源輸出的影響，應加穩(wěn)壓電路。</p><p><b>　　4.2單元電路分析</b></p><p><b>　　4.2.1，變壓器</b></p><p>　　源變壓器的作用是將220V的交流電壓,變換成整流濾波電路

14、所需要的交流電壓。因為我們需要的是第電壓,所以必須要一個變壓器將電網(wǎng)的市電降低至我們所需要的.</p><p><b>　　4.2.2整流電路</b></p><p>　　整流電路是把交流電壓轉變?yōu)橹绷髅}動的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式整流等。這里采用常用的橋式整流。</p><p>　　4.2.3 濾波電路</p&

15、gt;<p>　　濾波電路下圖：用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般用電抗元件組成。因此濾波又分電容率波和電感濾波。這里采用電容濾波。</p><p>　　如圖所示為單相橋式整流電容濾波電路。利用電容的儲能特性，使波形平滑，提高直流分量，減小輸出波紋。</p><p>　　4.2.4電容濾波有以下特點：</p><p>　　加入濾波電容后，輸出電壓的直流

16、成分提高，脈動成分減小。</p><p>　　電容濾波放電時間常數(shù)（）越大，放電過程越慢，輸出直流電壓越高，紋波越小，效果越好。為了獲得較好的濾波效果，一般選擇電容值滿足～5) ，此時，輸出電壓的平均值。</p><p>　　電容濾波電路的輸出電壓隨輸出電流的增大而減小，所以電容濾波適合于負載電流變化不大的場合。</p><p><b>　　設計的電路&l

17、t;/b></p><p><b>　　5、1設計電路圖</b></p><p>　　圖是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的電路圖。其整流部分為單相橋式整流、電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它由調整管（晶體管T1）；比較放大管T2；R7既是T1上偏置電阻，又是T2集電極負載電阻；取樣電路R1、R2、RW，基準電壓DW、R3和過流保護電路T3管及電阻R4、R

18、5、R6等組成。整個穩(wěn)壓電路是一個具有電壓串聯(lián)負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當電網(wǎng)電壓波動或負載變動引起輸出直流電壓發(fā)生變化時，取樣電路取出輸出電壓的一部分送入比較放大器，并與基準電壓進行比較，產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)T2放大后送至調整管T1的基極，使調整管改變其管壓降，以補償輸出電壓的變化，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。</p><p>　　串聯(lián)型穩(wěn)壓電源實驗電路</p><p>　　由于在穩(wěn)壓

19、電路中，調整管與負載串聯(lián)，因此流過它的電流與負載電流一樣大。當輸出電流過大或發(fā)生短路時，調整管會因電流過大或電壓過高而損壞，所以需要對調整管加以保護。在圖電路中，晶體管T3、R4、R5、R6組成減流型保護電路。此電路設計在I0P＝1.2I0時開始起保護作用，此時輸出電流減小，輸出電壓降低。故障排除后電路應能自動恢復正常工作。在調試時，若保護提前作用，應減少R6值；若保護作用遲后，則應增大R6之值。</p><p>

20、;　　5、2穩(wěn)壓電源的主要性能指標:</p><p>　　（1）輸出電壓U0和輸出電壓調節(jié)范圍。</p><p>　　調節(jié)RW可以改變輸出電壓U0</p><p>　?。?）最大負載電流Iom 。</p><p>　?。?）輸出電阻Ro。</p><p>　　輸出電阻 R0 定義為：當輸入電壓UI（指穩(wěn)壓電路輸入電壓）

21、保持不變，由于負載變化而引起的輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比，即:</p><p>　?。?） 穩(wěn)壓系數(shù)S （電壓調整率）。</p><p>　　穩(wěn)壓系數(shù)定義為：當負載不變，輸出電壓相對變化量與輸入電壓相對變化量之比,即:</p><p>　　由于工程上常把電網(wǎng)電壓波動±10％做為極限條件，因此也有將此時輸出電壓的相對變化△U0／U0做為衡量指標，稱為

22、電壓調整率。</p><p>　　六、設計實驗結果討論</p><p>　?。?）穩(wěn)壓系數(shù)是表征穩(wěn)壓電源應對輸入電壓的波動而保持輸出電壓穩(wěn)定的能力。穩(wěn)壓系數(shù)越小，表示穩(wěn)定電壓的能力越強。所以一個電源的穩(wěn)壓系數(shù)越小表示其性能越好。</p><p>　?。?）內阻也是電源質量好壞的一個重要的指標，它表征的是電源接負載的能力，內阻越小，接負載時分得的電壓越小，從而保證接大

23、電流負載時能夠保證有足夠的輸出電壓，保證負載能夠正常工作。</p><p>　?。?）紋波電壓時加在直流電壓上的交流成分，其大小決定于濾波電路設計的質量，決定于濾波電容的值是否足夠，紋波電壓越小，說明輸出的直流波形越平。</p><p><b>　　七、心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設計，我對于模電知識有了更深的了解，尤其是

24、對與線性直流穩(wěn)壓電源方面的知識有了進一步的研究。同時實物的制作也提升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛煉，加深了我對模擬電路設計方面的興趣。理論與實踐得到了很好的結合。</p><p>　　在電路設計中，應該仔細認證，從中我們可以學到很多東西，可以提高自己發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，使自己的動手能力有一定的提高。出現(xiàn)故障時要積極面對，在檢查線路時一定要有耐心，不要因為麻煩就放棄。遇見錯誤要一步一步的按照原理圖來，

25、先一步一步的測試，然后整體測試。不要沒順序沒條理，這里測一下那里測一下，最后又什么都沒查出來，那樣既浪費了時間又浪費了精力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】《電子技術基礎》（第五版）康華光編. 北京：高等教育出版社。</p><p>　　【2】《電工電子技術基礎實驗》 操長茂、胡小波等編. 武漢：華中科