电工电子技术课程设计报告要求(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上电工电子技术课程设计课 题： 班 级： 学 号：姓 名：指导老师：年 月 日ViVo比较放大调整部分基准电压串联反馈式稳压电源电路大体上可分为调整部分、取样部分、比较放大电路、基准电压电路等四部分，其框图如下图所示：设计要求：1、输出电压：12V。2、最大输出电流：。3、电源内阻：。4、稳压系数：。5、纹波输出电压（峰峰）5mV。6、具有过流及短路保护功能，当负载电流为时保护功能工作。一 初步确定电路：根据题目设计要求，技术指标不算很高，电路结构不需太复杂，力求简洁明了，元器件参数采用通用，质量可靠的，为此初选电路如图所示：图 1串联反馈式稳压电源电路由变压器，整流器

2、，滤波电路，稳压电路与负载组成，其中稳压电路又由调整部分，取样部分，比较放大部分，基准电压电路等四部分组成。仿真图如下：图 2二电路基本原理：1串联型直流稳压电源的组成：1）变压器：初级与交流电流网连接，次级与整流器连接，用于改变交流电源的大小，使初级输出的交流电压符合设计要求。2）整流器：具有单向导电性能的元器件，将交流电变成直流电，最常用的为硅二极管。3）滤波器：将整流电路输出的脉动支流中的交流成分滤掉，通常由电感线圈，电容器和电阻中的一个元器件或几个元器件组成。4）稳压器：在输出电压，输出电流和环境温度发生变化时，自动维持输出电压的稳定，同时，对纹波电压还有滤波作用。2串联型直流稳压电源

3、的技术指标要求：1）输出电压要符合额定值。2）输出电压要稳定。造成输出电压不稳定的原因： 交流电压的供电电压不稳，整流器的输出电压也按比例变化； 由于整流器有一定的内阻，当负载电流发生一定的变化时，输出电压也就随之发生变化； 当整流器的环境温度发生变化时，元器件的特性也发生变化，也导致输出电压的变化；在实际应用时常以电网电压变化-10%10%时输出电压相对变化的百分数来表示。3）电源内阻（Rs）要小。电源内阻表示在输出电压（Ui）不变的情况下，当负载电源变化时，引出输出电源变化量的大小。Rs越大，当负载电流较大时，在内阻上产生的压降也较大，因此输出电压就变小。4）输出纹波电压要小。输出纹波电压

4、是指电源输出端的交流电压分量。5）要有过流保护等措施。三电路工作原理：如图1所示，220V交流电经18V变压器产生两组18V的低压交流电，VD1，VD2，VD3，VD4和C1构成整流滤波电路，产生20V的支流电压，VT4，VD5，VD6和R2为恒流源负载，VT5和R0为过流保护电路，VT1和VT2为电压调整器，VT3，VD7，R3，RP1，R5和R4构成输出电压取样比较电路，RP1调整输出电压大小。1） 稳压过程。当输出电压因某种原因下降时，VT3的基极电压Ub也下降，VD7两端的电压恒定，因此VT3的电压Ube随之下降，VT3的工作点往截止区靠近，就造成VT3的集电极电压Uc上升，即VT2的

5、基极电压上升，从而使调整管VT1的Uce电压下降，使输出电压上升。若输出电压U0因某种原因上升时，其过程恰好相反。这样输出电压因某种原因变化时，VT1和VT2构成的电压调整器就能够调整输出电压，使其保持恒定。2） 输出电压调整过程。RP1用于调整输出电压大小。当RP1滑动端向上滑时，VT3的基极电压Ub就上升，VD7两端的电压恒定，因此VT3的Ube电压随之上升，集电极电压Uc就下降，即VT2的基极电压下降，从而使调整管VT1的Uce电压上升，使输出电压变小。若当RP1滑动端向下时，输出电压则会变大。3） 过流保护过程。VT5和R0为过流保护电路，R0阻值比较小（大约为0.4）当输出电流I0变

6、、较小时，在R0上产生的电压较小，不足以使VT5导通，因此其不起作用。当输出电流I0过大时，在R0上产生的电压增大，使VT5导通，VT5的集电极电压下降，即VT2的基极电压下降，电压调整管VT1的Uce电压增大，是输出电压下降，起到保护作用。4）四确定电路参数：（1）电源变压器T： Vi=VCE1+V0,为了保证调整管工作在放大区，一般取V CE1=38V。根据设计要求，当电网电压下降10%时，Vmin=0.9Vi，此时应保证在最大输出电压Vomax=12V时，调整管仍然能正常工作，应有 VCE1min=Vimin-Vomax=0.9Vi-12V5V, Vi18.8V, U2Vi/1.2=15

7、VImax=Ui（1+10%）=22V。所以U2=Ui/1.2=20/1.2=16.7V，U2max=（1+10%）U2=18.37V，U2min=(1-10%)U2=15.03V。总上所述，U2=15V。所以取电源变压器的两侧为带中心抽头的双18V绕组，输出电流是电源额定电流的I0的1.5倍，所以I0=1.5/1.5=1A。 （2）整流二极管VD1，VD2，VD3与VD4： 最大整流电流Dim1.5(I0/2)=0.75A，Urm2 (1+10%)U2=42.42V， 因此，VD1，VD2，VD3，VD4选用DXGP15。（3）滤波电容C1： 根据电容C1的表达式： C1=（35）T/2R=

8、4T/2R=2T/R， 已知输出交流电的周期为： T=1/f=1/50=0.02s， R=Uimin/1.5I0=18/1.5=12 ， 因此，C1=20.02/12=3333.33UF, 对于耐压，因为： Urm U2max=1.41418.37=25.8V。 所以C1应选用3300UF/25V的铝电解电容器。（4）调整管VT1： U(BR)CEO1UCE1max=Uimax-Uomin=Imax=22V, I(CM1)1.5I0=1.5A, P(CM1)1.5I0UCE1max=1.522=33W,所以,调整管应选用3DD1001A三极管，参数为 U(BR)CEO=150V，I(CM)=5

9、A，P(CM)=90W，并测得放大倍数20,取其为50。（5）其他小功率VT2，VT3，VT5： U(BR)CEOUCE1max=22V, I(CM) 1.5I0/50=0.03A=30mA, P(CM) 1.5I0UCE1max/50=1.522/50=660mW.所以VT2,VT3,VT5应选用C9013，其参数为U(BR)CEO=30V，I(CM)=300mA ,P(CM)=700mW，并测得放大倍数=100。（6）基准电压Uz和R3： 根据UzUomin=6V，Izmin5mA，选用2CW24稳压管，其参数为Uz=3.24.5V, Izmin=10mA ,Izmax=55mA。 由 (

10、Uomax-Uz)/IzmaxR3 (Uomin-Uz)/Izmin, 得 （12-3.8）/0.055R3（6-3.8）/0.01，140 R3220 所以R3选取200的电阻。（7）取样电路R5，Rrp1，R4： 通常取样电阻小，流过的电流大，有利于提高电压稳定性。一般取样回路的电流在1030mA之间。 这里当负载开路时，通过取样电路的最小电流为：2%I0=2%1A=20mA，则取样电阻值为 R5+Rrp1+R4=Vo/0.02=600， 设上面计算可知Vz=6V，因此可作为稳压电源的基准电压VREF。当Rrp1中点滑动到底端时，输出电压为V0=12V，这时有R4V0/（Rrp1+R4+R

11、5）=VREF，得R4=6001/2=300，当Rrp1中点滑动到顶端时，输出电压V0=9V，。这时有 Rrp1+R4=VREF（R5+Rrp1+R4）/Vo=400，所以Rrp1=400-300=100，R5=200。由于回路电流小，R5，R4取1/8W即可。（8）保护电路R0： 图中VT5和R0组成限流型过流保护电路。 当输出电流为1.2IL并通过检测电阻R0，使U(R0) UBE(on)时，VT5导通，限流保护电路开始工作。此时， R0=UBE(on)/I0 =0.7/(1.21.5)=0.38, P(R0)=I0I0R0=(1.21.5) 0.38=1.26W, 所以R0选用0.39的

12、电阻，电阻功率可选2W。三极管采用9013。五参考文献：1电子线路实验与课程设计 机械工业出版社2电子元器件的选用与检测 机械工业出版社3电子技术常用器件应用手册 机械工业出版社4电子技术基础（模拟部分） 高等教育出版社5电子技术实验与课程设计指导 东南大学出版社六实验与调试：（1）电源内阻Rs的测试。按图连接好测试电路，使被测电路输出9V/1.5A电压，标准电压也输出9V电压，这时V2应为0V，调整负载使输出电流为0mA，这时读出V2值，即为负载电流变化量I0=1.5A时引起的输出电压的变化量U0，这样就可以算出Rs=U0/I0。（2）纹波电压的测试。连接好测试电路后，使被测电路输出9V/1

13、.5A电压，这时读出电子毫伏表的值就是纹波电压。（3）过流保护电流的测试。调节电位器，使输出电压为9V，调节负载电阻RL的值从最大逐渐减小，直到输出电压减少到一定值时记下输出电流的值，这就是限流保护电路的动作电流值。 七.设计心得：我们最近做了课程设计，经过这么长时间的辛苦的劳作，我们终于完成了各自的课程设计！在这个设计的过程中，我了解到很多我平常不了解的东西！ 1.学习是没有止境的。在做这个课程设计之前，我们没有接触PSPICE，以为这个课题非常难。但是在完成这个设计的时候，可以正确地使用了。 2.多和同学讨论。我们在做课程设计的工程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向。讨论不仅是一些思想的问题，他还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的人处理问题要快一些。3.多改变自己设计的方法。在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。其实任意一次实践都是在检验自己学习的水平，也是让自己再提高一下水平，除非你已经不再做这方面的事情了。专心-专注-专业