串联型可调直流稳压电源设计.doc

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1、 课 程 设 计课程名称 电子技术课程设计 指导教师 职称 讲 师 学生姓名 专业班级 学号 题 目 串联型直流稳压电源的设计 成 绩 起止日期 年 月 日 年 月 日 目 录 清 单序号 材 料 名 称 课程设计任务书 课程设计说明书 课程设计图纸 资料数量 备 注 1 2 3 4 5 6 1 1 1 课程设计任务书20182019 学年第2 学期电气与信息工程 学院自动化专业1705班课程名称：电子技术课程设计设计题目：串联型直流稳压电源的设计完成期限：自 年 月 日至 年 月 日共 周1.1设计一个串联型直流稳压电源电路，基本功能如下：（1）输入电压为交流220V10% ，输出电压：5V

2、10V 可调；（2）额定电压条件下，最大电源效率不低于60% ；（3）输出电流为0-500mA（4）具有过流保护功能内容1.2设计并制作相应的硬件电路实现上述功能及 1.3撰写课程设计说明书（课程设计报告）任务进度安排起止日期工作内容熟悉设计要求与内容，进行系统的设计 完成电路调试，课程设计的验收 撰写设计报告 主要参考资料1康华光主编.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社，2013年2杨华中汪蕙.电子电路的计算机辅助分析与设计方法.清华大学出版社，2008年2 电子技术课程设计说明书串联型直流稳压电源的设计起止日期： 年 月 日 至 年 月 日学 生 姓 名班学成级号绩电气与信息工程学院

3、年 月 日3 串联型直流稳压电源的设计一、总体方案设计1、设计要求设计一个串联型直流稳压电源电路，基本功能如下：（1）输入电压为交流220V10%，输出电压：5V10V可调；（2）额定电压条件下，最大电源效率不低于60%；（3）输出电流为0-500mA（4）具有过流保护功能2、设计原理直流稳压电源由四部分组成，分别是电源变压器，整流，滤波和稳压电路。首先由电源变压器将电网供给的交流电压 u 降压到适合电路的电压 u，然后由12整流电路将正弦电压u 变换成方向不变、大小随时间变化的脉冲电压u 由于此3。2脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压，就可以得到

4、比较平稳的直流电压u ，由于负载和温度的影响，还需4要接稳压电路。稳压电路的作用是，当电网供电会有一定的范围的波动， 有时也会受负载变动的影响时，维持输出直流电压稳定。所以还需要稳压电路以保证输出电压u更加的稳定。o3、电路设计4 二、硬件电路设计（一）变压部分1、工作原理电源变压器:是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。2、器件选型选择220v-12v,因为此变压器能满足条件“输出电压5-10v”且价格便宜，节约环保。3、器件清单由于在实际操作中条件限制则不使用变压器。（二）整流部分 1、工作原理5 整流是利用二极管

5、的单向导电性，把交流电转换成脉动直流电的过程。在本实验中选择全波整流，即桥式整流电路。桥式整流电路由四个二极管接成电桥形式，其电路及工作过程如图所示:在变压器副边电压的正半周D1、D3导通，D2、D4截止。在电压的负D半周时，D2、D4导通，D1、D3截止。在交流电压u2的一个周期内，二极管D1、D3和D2、D4轮流导通和截止，在负载RL上就得到了一个单方桥式整流电路及其工作过程向的全波脉动电压和电流。该电路输出的电压平均值:Uo0.9U2。它比半波整流的Uo=0.45U2的效率大大提高。2、器件选型选用IN4DD7二极管组成桥式整流电路。3、器件清单IN4DD7x4（三）滤波部分 1、工作原

6、理滤波是利用电容、电感元件对直流、交流电呈现不同阻抗的特点，消除脉动直流中的交流成分。这里采用电容滤波电路，滤去整流输出电压中的纹波。在负载电阻两端并联电容C。因电抗元件C在电路中有储能作用，当电源供电电压正半周升高时，给电容充电，把部分能量储存起来（D1、D3导通，D2、D4截止）；在电压升到最高开始降低时，将储存的能量释放给负载（只有 D3导通），使负载的电压比较平稳。 2、器件选型选用470F的电容作为滤波电路。3、器件清单470F电容x1（四）稳压部分 1、工作原理稳压部分为串联型稳压电路，它由调整管、取样电路、比较放大器、基准电压和过流保护装置组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反

7、馈的闭环系统，其稳压过程为：当输出电压变化时，取样电路取出一部分电压送到比较放大器，在与基准电压比较后将产生的误差信号经比较放大管放大后送至调整管的基极，使调整管改变其管压降，完成稳压。具体情况为，比如电压 U 增大时，通过取样电O路，引起T 基极电压U 增大，因T 的发射极电压受稳压管D的稳压控制保持不2B22变，所以U 增大，即流过T 基极电流I 增大，集电极I 的电流跟随增大，使BE22B2U 增大，使得输入电压更多的加到负载上，这样使得U 下降。取样电压的值取C2CE1O决于R3、R4和R5。当R4滑到上最端时，得到可调输出电压的最小值为UD(R3+R4+R5)/R4+R5。大最值为

8、UD(R3+R4+R5)/R5。2、器件选型调整管由 Q、Q 组成，取样电路由 R、R、R 组成，比较放大器由 R、Q 组7146P12成，基准电压R、D组成，过流保护R2、R、Q 组成。3593、器件清单7 在实际操作中选用2N5551x1、TIP41Cx1、1N4728Ax1、0.1F电容x1、470F电容x1、51电阻x2、1k电阻x1、2k电阻x1、1k滑动变阻器x1.（五）原理图（六）成品图三、测试结果8 （一）仿真结果9 （二）实际操作结果实际操作时，接12v电压，输出电压的变化范围是4.77v-14.41v,但由于选用的比较放大器的51电阻过小，导致电阻烧坏。10 51电阻被烧坏

9、四、总结通过一个星期的课程设计，我对电子工艺的理论有了更深的了解。其中包括焊普通元件与电路元件的技巧、稳压电源的工作原理等等。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次实践也培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。在这次设计中，我也遇到了不少的问题，比如，保护电路中的51电阻过小导致其被烧坏。在我们遇到不懂的问题时，利用网上和图书馆的资源，搜索查找得到需要的信息及和同学之间相互讨论显得尤其重要了。 这次的制作也让我们感受到，我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识，我们需要更多的时间来自主学习相关知识。11