課程設(shè)計報告--串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路

1、<p><b>　　本科課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課程名稱： 模擬電子線路 </p><p>　　實驗項目： 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路 </p><p>　　實驗地點： 電機館電子工藝實驗室 </p><p>　　專業(yè)班級：

2、 學號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　同組人： </p><p>　　指導教師：

3、 </p><p>　　年 5 月 28 日</p><p><b>　　一、摘要</b></p><p>　　本設(shè)計主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電。具體過程為電網(wǎng)供電電壓交流220V、50Hz，采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓，降壓后的交流電壓，通過整流電路變

4、成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負載RL。最終實現(xiàn)設(shè)計目的。</p><p>　　二、課程設(shè)計名稱及要求</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計題目</b></p>&l

5、t;p><b>　　串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　（二）設(shè)計目的</b></p><p>　　通過本課題設(shè)計，學習電子系統(tǒng)設(shè)計的一般方法，要求學會選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及三極管來設(shè)計直流穩(wěn)壓電源；掌握穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)；掌握Multisim仿真軟件的應用；掌握常用元器件的識別和測試；熟悉常用儀表，了解

6、電路測試的基本方法。</p><p><b>　?。ㄈ┰O(shè)計要求</b></p><p>　　穩(wěn)壓電路要加有放大環(huán)節(jié)以改善穩(wěn)定性；</p><p>　　輸出電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；</p><p><b>　　要加有保護電路</b></p><p><b>　?。?/p>

7、四）技術(shù)指標</b></p><p>　　輸入交流電壓：220V/50Hz</p><p>　　輸出直流電壓： =9~15V</p><p><b>　　輸出電流： </b></p><p><b>　　穩(wěn)壓系數(shù)： </b></p><p><b>　

8、　三、設(shè)計原理</b></p><p>　　穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成如圖所示：</p><p>　　設(shè)計穩(wěn)壓電源，就是根據(jù)給定的技術(shù)指標，確定整流濾波電路和穩(wěn)壓電路兩部分的電路方案和元器件參數(shù)，保證電源能正常工作。</p><p><b>　　四、設(shè)計思路</b></p><p

9、><b>　?。ㄒ唬┻x電路</b></p><p>　　初選電路，不是越復雜越好，應該選用既滿足指標要求，有比較簡單的電路。</p><p>　?。ǘ┱{(diào)整環(huán)節(jié)：是由工作在放大區(qū)的調(diào)整管構(gòu)成的。因為輸出電壓的穩(wěn)定，要通過調(diào)整管的調(diào)節(jié)作用來實現(xiàn)，輸出的最大電流要由調(diào)整管的最大允許電流來決定。</p><p><b>　　1、調(diào)整管

10、的選擇</b></p><p>　?。?）最大集電極允許電流 </p><p><b>　　通常取 </b></p><p>　　（2）集電極和發(fā)射集之間的最大允許反向電壓 </p><p>　?。?）集電極最大耗散功率 </p><p>　　2、變壓器次級電壓的確定</p>

11、;<p>　　穩(wěn)壓電路的直流輸入電壓</p><p>　　則變壓器次級電壓的有效值為</p><p><b>　　（三）確定基準環(huán)節(jié)</b></p><p>　　一般是由穩(wěn)壓管提供的穩(wěn)定直流電源，其電壓值由 決定，其中n為取樣電阻分壓比。</p><p>　　1、選用5~7V或內(nèi)部具有溫度補償?shù)姆€(wěn)壓管；&l

12、t;/p><p>　　2、為減小穩(wěn)壓管內(nèi)阻 及變化電流對穩(wěn)壓值 的影響，穩(wěn)壓管工作電流應取大一些，一般為10mA左右；</p><p>　　3、在輸出電壓調(diào)節(jié)范圍較大時，要使選定的限流電阻R滿足：</p><p><b>　?。ㄋ模┐_定取樣電阻</b></p><p>　　由采樣電阻 ， 組成，取樣電阻分壓比為 </p

13、><p><b>　　1、 和 的選取</b></p><p>　　為了提高比較放大器的放大倍數(shù)，減小 的影響，應使 選大一些，考慮空載功耗不能太大，設(shè)計時， 應滿足 ，一般取20mA左右。</p><p>　　2、為了提高穩(wěn)定度，n應該盡量取大些，一般在0.5~0.8之間。</p><p>　　3、由 可知， 一經(jīng)選定，當

14、n變化時， 也變，所以常常在 和 之間串一電位器，調(diào)節(jié)輸出電壓。</p><p><b>　?。ㄎ澹╇娙莸倪x取</b></p><p>　　為濾波電容放電電流，一般可取最大負載電流</p><p>　　為濾波電容上電壓在平均值上下的波動量</p><p>　　t 為電容放電時間，因用橋式整流，最大放電時間可取交流電源的半

15、周期。</p><p><b>　　五、設(shè)計步驟</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┻x電路</b></p><p>　　本次試驗對 ， 要求不高，對工作溫度、紋波電壓等也無要求，故選典型電路。另外，由于要求負載電流 較大，故調(diào)整管選用復合管。</p><p><b>　?。ǘ﹨?shù)

16、選擇</b></p><p><b>　　1、確定次級電壓</b></p><p>　　由于要求調(diào)整不管能工作在飽和區(qū)，需滿足：</p><p>　　∴ </p><p>　　對應電網(wǎng)電壓最低值（下降10%）時的整流輸出值，有橋式整流的估算公式可得</p>

17、<p><b>　　∴可取 </b></p><p><b>　　此時</b></p><p>　　變壓器的變壓比n1：n2=110:9 12.2</p><p>　　2、確定整流濾波參數(shù)</p><p>　　橋式整流電路流過每個二極管的直流電流 我最大負載電流的一半，則有：</p&

18、gt;<p>　　當電網(wǎng)電壓升高10%時，每管承受反向的最大反向電壓為</p><p>　　選用1B4B42，參數(shù)為： ， </p><p><b>　　電容的選擇</b></p><p>　　為為濾波電容放電電流，一般可取最大負載電流</p><p>　　為濾波電容上電壓在平均值上線的波動量</p&

19、gt;<p>　　t為電容放電時間，因用橋式整流，最大放電時間可取交流電流的半周期（10ms）。本例取 ， ，t=10ms</p><p>　　選擇耐壓值應該考慮電網(wǎng)電壓最高，負載電流最小的最不利情況，即</p><p>　　， 可選耐壓值25V，容量為600uF電解電容</p><p><b>　　4、調(diào)整管的選取</b><

20、;/p><p>　　考慮到電網(wǎng)電壓波動到最高值，負載短路時，整流濾波輸出電壓全部加在調(diào)整管兩端，則調(diào)整管應該滿足下列要求</p><p><b>　　，可取24V</b></p><p>　　選用2N3441： ， </p><p><b>　　實際測量， ， </b></p><p

21、><b>　　推動管的選擇：</b></p><p>　　可選2N2219: </p><p>　　實際測量， =100</p><p><b>　　5、確定基準環(huán)節(jié)</b></p><p>　　穩(wěn)壓管選用1N4736A，Uz=6.8V， ， </p><p>　　得

22、 272 R8 600 取R為300Ω</p><p><b>　　6、確定取樣電阻</b></p><p>　　假定 R5=900Ω</p><p>　　R3+R5+R9=[R5/（UZ+0.7）]*15=1824Ω</p><p>　　R5+R9=[(R3+R5+R9)/UOMIN ]*（ UZ + 0.7）=1

23、509Ω</p><p>　　R3=316Ω R9=609Ω</p><p>　　7、確定比較放大器參數(shù)</p><p><b>　　實測： </b></p><p><b>　　8、保護電路參數(shù)</b></p><p><b>　　仍選用2N2219&l

24、t;/b></p><p><b>　　實測：</b></p><p>　　R4/（R2+R4）>IO*R7</p><p>　　取R2=1KΩ R4=75Ω</p><p><b>　　則</b></p><p>　　R7<(R4*UOMIN)/[（R

25、2+R4）*ICMAX]=4Ω</p><p><b>　?。ㄈ?驗算 </b></p><p>　　因為比較放大器的放大倍數(shù)</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　經(jīng)過方案設(shè)計，最后

26、選定電路</p><p><b>　　六、電路仿真</b></p><p>　　1、仿真電路圖如下：</p><p><b>　　圖1：仿真電路圖</b></p><p><b>　　2、仿真結(jié)果如下：</b></p><p>　　（1）變壓器變壓后的電

27、壓值</p><p><b>　　圖2：變壓后電壓值</b></p><p>　?。?）整流濾波后的波形：</p><p>　　觀察一下輸出的波形近似一條直線，說明整流濾波比較成功。</p><p>　　圖3：整流濾波后波形</p><p>　　不接負載時輸出電壓的變化范圍</p>

28、<p>　　圖4：不接負載的最小輸出電壓與波形 </p><p>　　圖5：不接負載的最大電壓與波形</p><p>　?。?）接入負載后的波形</p><p>　　圖6：接入負載后的波形圖</p><p><b>　　七、實驗室搭建電路</b></p><p>　?。ㄒ唬┰韴D如圖所

29、示：</p><p><b>　　圖7：實驗室原理圖</b></p><p>　?。ǘ嶋H搭建電路如圖：</p><p><b>　　圖8：實際搭建電路</b></p><p>　　（四）不接負載時電壓范圍：</p><p>　　開路電壓最大值為15.13V，如圖所示<

30、;/p><p>　　圖9：開路電壓最大值</p><p>　　開路電壓最小值為10.12V，如圖所示</p><p>　　圖10：開路電壓最小值</p><p>　　（五）將開路電壓調(diào)節(jié)到12.00V</p><p>　　圖 11：電壓為12V時</p><p>　　接入負載后電壓由12.00V變化

31、為11.79V</p><p>　　圖12：空載12V接入負載后電壓值</p><p><b>　　八、主要元件參數(shù)</b></p><p>　?。ㄒ唬┓抡鏁r元件參數(shù)和元件列表</p><p>　　（二） 實驗室元件參數(shù)和元件列表</p><p><b>　　心得體會</b>

32、</p><p>　　通過這次實驗也培養(yǎng)了我們膽大、心細、謹慎的工作作風，對自己的動手能力是個很大的鍛煉，懂得了Multisim軟件的運行與操作。最重要的是懂得了串聯(lián)穩(wěn)壓電源原理，串聯(lián)型穩(wěn)壓電路是最常用的電子電路之一，它被廣泛地應用在各種電子電路中。</p><p>　　不僅在收獲知識的同時，我還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨

33、立思考、設(shè)計的能力，在各種其它能力上也都有了提高。我將所學知識運用到設(shè)計中，按照設(shè)計要求設(shè)計電路的參數(shù)，在按對應的參數(shù)選取元器件，通過查找資料了解元器件的主要特性與相關(guān)使用注意事項。在電路設(shè)計中選取最優(yōu)元件來滿足設(shè)計的要求。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。</p><p>　　相信以后我會以更加積極地態(tài)度對待我的學習、對待我的生活。我會更加努力地去彌補自己的缺點，發(fā)展自己的優(yōu)點，去充實自己

34、，只有在了解了自己的長短之后，我們會更加珍惜擁有的，更加努力的去完善它，增進它。只有不斷的測試自己，挑戰(zhàn)自己，才能擁有更多的成功和快樂！認真對待每一個實驗，珍惜每一分一秒，學到最多的知識和方法，鍛煉自己的能力，這個是我在課程設(shè)計中學到的最重要的東西，也是以后都將受益匪淺的！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明

35、教程（第三版）》，楊素行主編，清華大學電子學教研組編，高等教育出版社</p><p>　　[2]《基于EDA的電子設(shè)計課程設(shè)計》，夏路易，電子工業(yè)出版社</p><p>　　[3]《電子線路設(shè)計實驗測試（第三版）》，謝子美，華中科技大學出版社</p><p>　　[4]《電子技術(shù)課程設(shè)計指導》，彭介華主編，高等教育出版社</p><p>