直流稳压电源的设计.ppt

直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计n n第一部分 n n设计性能及指标n n第二部分n n实验内容及要求n n第三部分n n实验原理 n n第四部分n n实验测试数据 n n第五部分n n在调试过程中所遇到的问题 一：设计性能及指标一：设计性能及指标n n1：电压可调范围2-15v；n n2：过流保护2A；n n3：纹波系数小于0.01:；n n4：电压调整率小于0.01；n n5：电流调整率小于0.01；n n6：在1-2A下至少稳定工作10分钟。二：实验内容及要求二：实验内容及要求n n（1）按题目要求设计电路，画出电路图。n n（2）组装、调试设计电路，拟定实验步骤，测试设计指标。若测试结果不满足设计指标，重新调整电路参数，使之达到设计指标要求。n n（3）写出设计、安装、调试、测试指标全过程的设计报告。n n（4）总结完成该实验题目的体会。三：实验原理三：实验原理n n1：稳压电源的组成原理 直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其组成框图如下：三：实验原理三：实验原理三：实验原理三：实验原理n n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，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U3。但这样的直流输出电压，还是会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供点要求比较高的场合，还需要使用稳压电路，保证输出直流电压更加稳定。三：实验原理三：实验原理 n n串联型稳压电路原理图如下 三：实验原理三：实验原理n n取样环节：由R1、R2和RP组成的分压电路。它将输出电压U0的变化取回一部分UF（称取样电压）送到比较放大器的基极。三：实验原理三：实验原理n n基准环节：由限流电阻R3和稳压管DZ组成，为比较放大器T2的发射极提供一个稳定的基准电压UZ。三：实验原理三：实验原理n n比较放大环节：由T2、R4组成，R4为T2的集电极负载电阻。比较放大器对取样电压UF和基准电压UZ的差值进行放大，去控制T1的基极。三：实验原理三：实验原理n n调整环节：由基极偏置电阻R4及调整管组成。实际它是一个射极输出器调整管T1起电压调节作用，其C，E极间的管压降UCE1受比较放大器误差电压的控制，由于起电压调节作用的调整管T1与负载是串联的，故称为串联型稳压电路。三：实验原理三：实验原理2：实验电路图如下：四：实验测试数据四：实验测试数据n n1 1：纹波的测量数据：纹波的测量数据 （1）R=11欧姆欧姆Uo(v)Uo(v)2.772.772.932.933.33.33.83.84.44.45.25.26.36.37.77.7U U（mvmv）0.540.540.70.70.620.62 0.620.62 0.70.70.80.80.740.740.780.78I I（A A）0.280.280.290.290.330.33 0.380.38 0.450.450.530.530.640.640.780.78Uo(v)Uo(v)8.58.59.49.410.110.1 11.211.2 12.212.213.313.314.414.414.614.6U U（mvmv）0.90.91 11.11.11.41.41.61.62.52.53 32 2I I（A A）0.850.850.950.951.011.01 1.121.12 1.211.211.331.331.521.521.571.57R=6.6欧姆欧姆Uo(v)Uo(v)2.752.753.13.13.63.64 44.294.294.74.75 56 6U U（mvmv）0.50.50.60.60.70.70.740.740.780.780.740.740.80.80.90.9I I（A A）0.390.390.440.440.510.510.570.570.610.610.670.670.720.720.850.85Uo(v)Uo(v)6.56.57.47.48.148.149 910.310.311.711.713.513.513.913.9U U（mvmv）0.850.851 11.11.11.21.23.43.42 23.53.54.54.5I I（A A）0.930.931.11.11.141.141.31.31.451.451.651.651.931.931.971.97在在R=11欧姆时的纹波图：欧姆时的纹波图：在在R=11欧欧姆时的纹姆时的纹波系数为：波系数为：n n有表可知，其最大纹波电压为3毫伏，所以其最大纹波系数为r=0.003/15=0.02%小于0.01，符合设计要求2：电压调整率的测量数据：电压调整率的测量数据n n电压调整率Sv：是指负载不变时，电网电压的相对变化量与由此引起的输出电压的相对变化量。R=12.3欧姆时欧姆时Ui(v)Ui(v)160160170170180180190190200200Uo(v)Uo(v)11.0611.0611.1511.1511.2111.2111.2711.2711.3111.31Ui(v)Ui(v)210210220220230230240240250250Uo(v)Uo(v)11.3511.3511.3911.3911.4111.4111.4511.4511.4711.47 R=24欧姆欧姆Ui(v)Ui(v)160160170170180180190190200200Uo(v)Uo(v)11.2411.2411.2911.2911.3211.3211.3711.3711.4011.40Ui(v)Ui(v)210210220220230230240240250250Uo(v)Uo(v)11.4311.4311.4611.4611.4911.4911.5111.5111.5411.54其电压调整率为：其电压调整率为：n nR=12.3欧姆时 Sr=7.13%n nR=24欧姆时 Sr=6.03%3：电流调整率的测量数据：电流调整率的测量数据：n n电流调整率SI：是指输入电压不变而负载变化时，负载电流IO在规定的范围内变化而引起的输入电压的相对变化量。n n其数据如下：n n空载时输出电压为15vV V（o o）14.8314.8314.7614.7614.7514.7514.7114.71I(A)I(A)0.690.690.820.820.850.850.950.95V V（o o）14.6914.6914.6614.6614.6514.6514.6114.61I(A)I(A)0.990.991.111.111.151.151.251.25n n电流调整率为 SI=1.4%n n4：其最大电流为1.97A。n n5：输出电压范围为2.78-15v。五：在调试过程中所遇到的问题五：在调试过程中所遇到的问题 在刚开始焊接与调试过程中，为了保护电路，将限流电阻放大为1欧姆，这样电路中的电流相对较小，便于直流稳压电源的调试工作；但是在空载时直流稳压电源的输出为15v，但接负载时，输出电压会随负载的变化而变化，稳压效果不好。但把限流电阻变为0.2欧姆，其效果变化显著，稳压电源的输出相对稳定。五：在调试过程中所遇到的问题五：在调试过程中所遇到的问题n n在测试中发现，当接入的负载比较大时，直流稳压电源的输出相对稳定，但当负载为5欧姆左右时，输出电压会急剧下降，造成这一现象应该是负载太小，接近与导线，电路直接短路。五：在调试过程中所遇到的问题五：在调试过程中所遇到的问题n n当输出电压最低时，大部分电压加在调整管两端，造成调整管发热，为了使调整管能够稳定的长时间工作，接一个15v的风扇，但在整流滤波后电压为28v，所以要接一个分压电阻，但流过电阻的电流较大，普通的金属膜电阻功率太小，电阻发热严重，不能长时间工作，所以选用20W的水泥电阻。五：在调试过程中所遇到的问题五：在调试过程中所遇到的问题n n在仿真中，采样部分电阻为220欧姆，但实际焊接出来输出电压为22v，所以又用500欧姆的电位器替代220欧姆的电阻，最后当输出为15v时，电位器的电阻为310欧姆。