直流穩(wěn)壓電源畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一 前言 </b></p><p>　　二 串聯(lián)穩(wěn)壓的原理、整體電路介紹 </p><p>　　三 整流、濾波原理 </p><p><b>　　四 元器件簡介 </b></p><

2、p><b>　　1、半導(dǎo)體二極管</b></p><p><b>　　2、半導(dǎo)體三極管</b></p><p>　　3、集成運算放大器的特點</p><p>　　4、CC7107芯片</p><p>　　5．變壓器的基本知識</p><p>　　五 0~30V/2A串聯(lián)

3、穩(wěn)壓電源設(shè)計 </p><p>　　1、串聯(lián)穩(wěn)壓電源原理圖</p><p><b>　　2、計算選型</b></p><p><b>　　整流管選型計算</b></p><p><b>　　電容器選型計算</b></p><p>　　變壓器選型及制作要求

4、</p><p><b>　　運算比較放大的實現(xiàn)</b></p><p>　　大功率調(diào)整管設(shè)計選型</p><p><b>　　其他元器件選型</b></p><p>　　3、運放電源、顯示表頭電源、高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓設(shè)計</p><p>　　4、輸出電壓電流數(shù)字指示的實現(xiàn)<

5、;/p><p>　　5、穩(wěn)壓源的功能作用</p><p>　　六 直流數(shù)顯穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo) </p><p><b>　　一、前言</b></p><p>　　現(xiàn)在的電子設(shè)備一般都需要直流電源供電，而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(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。而且這種情況越來越常

6、見，應(yīng)用也越來越廣泛。特別是這些電子設(shè)備上運用的直流電都是低壓電，而且在同一設(shè)備上直流電要求的大小也是不一樣的。針對這種情況，本次設(shè)計的就是0~30V三檔連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源。</p><p>　　此電源的特點就是在0~30v的電壓范圍內(nèi)，電壓連續(xù)可調(diào)，這樣應(yīng)用的范圍就會非常廣泛。不僅可以用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)的許多電子設(shè)備，而且也可以應(yīng)用于學(xué)習(xí)生活中的許多地方。</p><p>　　這款直流穩(wěn)

7、壓電源在設(shè)計時考慮到它的安全性及穩(wěn)定性，而且使用方便，是一款非常適用的直流穩(wěn)壓電源。當(dāng)然，在這次設(shè)計中由于時間和能力的關(guān)系，其中難免有些不足的地方，希望大家能夠批評指正！</p><p>　　二 串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源</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。電網(wǎng)供給的交流電壓u1（220V，50Hz）經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓u2，

8、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u1。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(fù)載的變化而變化。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>　　直流穩(wěn)壓電源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(diào)整元件；比較放大器；取樣電路；基準(zhǔn)電壓和過流保護電

9、路晶體管及電阻等組成。整個穩(wěn)壓電路是一個具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動或負(fù)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(zhǔn)電壓進行比較，產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)晶體管放大后送至調(diào)整管的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補償輸出電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。</p><p>　　由于在穩(wěn)壓電路中，調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，因此流過它的電流與負(fù)載電流一樣大。當(dāng)輸

10、出電流過大或發(fā)生短路時，調(diào)整管會因電流過大或電壓過高而損壞，所以需要對調(diào)整管加以保護。</p><p>　　穩(wěn)壓電源的主要性能指標(biāo)：</p><p>　　輸出電壓U0和輸出電壓調(diào)節(jié)范圍</p><p><b>　　最大負(fù)載電流</b></p><p><b>　　輸出電阻R0</b></p&g

11、t;<p>　　輸出電阻R0定義為：當(dāng)輸入電壓U1（指穩(wěn)定電路輸入電壓）保持不變，由于負(fù)載變化而引起的輸出電壓變化量之比，即：</p><p>　　R0=△U0/△I0｜U1=常數(shù)</p><p>　　穩(wěn)壓系數(shù)S（電壓調(diào)整率）</p><p>　　穩(wěn)壓系數(shù)定義為：當(dāng)負(fù)載保持不變，輸出電壓相對變化量與輸入電壓相對變化量之比，即：

12、 </p><p>　　S=U1△U0/U0△U1|RL=常數(shù)</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(biāo)，稱為電壓調(diào)整率。</p><p><b&

13、gt;　　紋波電壓</b></p><p>　　輸出波紋電壓是指在額定負(fù)載條件下，輸出電壓中所含交流分量的有效值（或峰值）。</p><p><b>　　整體電路介紹：</b></p><p>　　整個電路由整流濾波環(huán)節(jié)、分壓電路、輸出取樣電路、反饋放大電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路、基準(zhǔn)電壓電路構(gòu)成。</p><p>

14、　　電路工作情況是這樣的：交流電經(jīng)變壓器經(jīng)整流濾波環(huán)節(jié)得直流電，直流電壓經(jīng)過分壓，輸出所需的（10V-20V-30V）電壓。但有時因為電網(wǎng)電壓波動和外部負(fù)載變化等干擾，導(dǎo)致輸出電壓不理想，因此將輸出電壓和基準(zhǔn)電壓通過比較，再經(jīng)過反饋放大電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路，最終得到所需電壓。</p><p><b>　　三 整流、濾波原理</b></p><p><b>　　

15、單相橋式整流電路：</b></p><p>　　單相橋式整流電路是由四個二極管接成電橋的形式構(gòu)成的，如圖1-1所示，我們先來分析它的工作情況。</p><p>　　圖1-1 單相橋式整流電路</p><p>　　在變壓器副邊電壓u的正半周時，其極性為上正下負(fù)（圖1-1），即a電位高于b點，二極管D1和D3導(dǎo)通，D2和D4截止，電流i1的通路是a~D1~R

16、2~D3~b。這時，負(fù)載電阻RL上得到一個半波電壓。</p><p>　　在電壓u的負(fù)半周時，變壓器副邊的極性為上負(fù)下正，即b點的電位高于a點。因此，D1和D3截止，D2和D4導(dǎo)通，電流i2的通路是b→D2→RL→D4→a。同樣，在負(fù)載電阻上得到一個半波電壓。</p><p><b>　　電容濾波器：</b></p><p>　　圖：接有電容濾

17、波器的單相半波整流電路</p><p>　　圖中與負(fù)載并聯(lián)的電容器就是一個簡單的濾波器。電容濾波器是根據(jù)電容器的端電壓在電路狀態(tài)改變時不能躍變的道理制成的。下面分析電容濾波器的工作情況。</p><p>　　從圖中可以看出，在二極管導(dǎo)通時，一方面供電給負(fù)載，同時對電容器C充電。在忽略二極管正向壓降的情況下，充電電壓Uc與上升的正弦電壓U一致。電源電壓U達(dá)到最大值，Uc也達(dá)到最大值。而后U和

18、Uc都開始下降，U按正弦規(guī)律下降，當(dāng)U<Uc時，二極管承受反向電壓而截止，電容器對負(fù)載電阻RL放電，負(fù)載中仍有電流，而Uc按電容放電曲線下降。在U的下一個正半周內(nèi)，當(dāng)U>Uc時，二極管再行導(dǎo)通，電容器再被充電，重復(fù)上述過程。</p><p>　　電容器兩端電壓Uc即為輸出電壓Uo，其輸出電壓的脈動與沒有電容器濾波想比較大為減小，并且電壓較高。在空載（RL=∞）和忽略二極管正向壓降的情況下，Uo=1.4

19、14U，U是圖中變壓器副邊電壓的有效值。但是隨著負(fù)載的增加（RL減小，Io增大），放電時間常數(shù)RLC減小，放電加快，Uo也就下降。整流電路的輸出電壓Uo與輸出電流Io（即負(fù)載電流）的變化關(guān)系曲線稱為整流電路的外特性曲線，有此可見，與無電容濾波時比較，輸出電壓隨負(fù)載電阻的變化有較大的變化，即外特性較差，或者說帶負(fù)載能力較差。通常我們?nèi)o=1.2U</p><p>　　采用電容濾波時，輸出電壓的脈動程度與電容器的放

20、電時間常數(shù)RLC有關(guān)系。RLC大一些，脈動就小一些。為了得到比較平直的輸出電壓，一般要求RL≥（10~15）1/ωc，即RLC≥（3~5）T/2。式中T是電源交流電壓的周期。</p><p>　　此外，由于二極管的導(dǎo)通時間短（導(dǎo)通角小于180°），但在一個周期內(nèi)電容器的充電電荷等于放電電荷，即通過電容器的電流平均值為零，可見在二極管導(dǎo)通期間其電流iD的平均近似等于負(fù)載電流的平均值Io，因此iD的峰值必然

21、較大，產(chǎn)生電流沖擊，容易使管子損壞，因而在選擇二極管時要考慮到這點。</p><p>　　總之，電容濾波電路簡單，輸出電壓Uo較高，脈動也較?。坏峭馓匦暂^差，且有電流沖擊。因此，電容濾波器一般用于要求輸出電壓較高，負(fù)載電流較小并且變化也較小的場合。通常都采用極性電容器。</p><p><b>　　四 元器件簡介</b></p><p>&l

22、t;b>　　1．半導(dǎo)體二極管：</b></p><p>　　將PN結(jié)加上相應(yīng)的引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極管。按結(jié)構(gòu)分，二極管有點接觸型和面接觸型兩類。二極管既然是一個PN結(jié)，它當(dāng)然具有單向?qū)щ娦?，?dāng)外加正向電壓很低時，由于外電場還不能克服PN結(jié)內(nèi)電場對多載流子（除少量能量較大者外）擴散運動的阻力，故正向電流很小，幾乎為零。當(dāng)正向電壓超過一定數(shù)值后，內(nèi)電場大大削弱，電流增長很快。這個一定數(shù)值的

23、正向電壓稱為死區(qū)電壓，通常硅管的死區(qū)電壓為0.5V，鍺管約為0.1V。導(dǎo)通時的正向壓降，硅管約為0.6~0.8V，鍺管約為0.2~0.3V。</p><p>　　在二極管上加反向電壓時，由于少數(shù)載流子的漂移運動，形成很小的反向電流。反向電流有兩個特點：一是它隨溫度的上升增長很快；一是在反向電壓不超過某一范圍時，反向電流的大小基本恒定。而與反向電壓的高低無關(guān)。故通常稱它為反向飽和電流。而當(dāng)外加反向電壓過高時，反向電

24、流將突然增大，二極管失去單向?qū)щ娦?，這種現(xiàn)象稱為擊穿。二極管被擊穿后，一般不能恢復(fù)原來的性能，便失效了。</p><p><b>　　二極管的主要參數(shù)：</b></p><p><b>　　最大整流電流</b></p><p>　　最大整流電流是指二極管長時間使用時，允許通過二極管的最大正向平均電流。點接觸型的二極管的最

25、大整流電流在幾十毫安以下。面接觸型二極管的最大整流電流較大。</p><p>　　2、 反向工作峰值電壓</p><p>　　它是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是反向擊穿電壓的一半或三分之二。</p><p><b>　　反向峰值電流</b></p><p>　　它是指在二極管上加反向工作峰值電壓時的反向

26、電流值。</p><p><b>　　穩(wěn)壓管：</b></p><p>　　穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。由于它在電路中與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管。</p><p>　　穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流很小。當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時，反向電流突然劇增，穩(wěn)壓管反向擊穿。此后，電

27、流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管與一般二極管不一樣，它的反向擊穿是可逆的。當(dāng)去掉反向電壓之后，穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常。但是，如果反向電流超過允許范圍，穩(wěn)壓管將會發(fā)生熱擊穿而損壞。</p><p><b>　　2．半導(dǎo)體三極管：</b></p><p>　　半導(dǎo)體三極管（簡稱晶體管）是最重要的一種半導(dǎo)體器件。

28、</p><p>　　晶體管的結(jié)構(gòu)，目前最常見的有平面型和合金型兩類。硅管只要是平面型，鍺管都是合金型。</p><p>　　不論平面型或合金型，都分有NPN或PNP三層，因此又把晶體管分為NPN型和PNP型兩類。每一類都分成基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，分別引出基極B、發(fā)射極E和集電極C。每一類都有兩個PN結(jié)?；鶇^(qū)和發(fā)射區(qū)之間的結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，基區(qū)和集電區(qū)之間的結(jié)稱為集電結(jié)。</p>

29、<p>　　通常把晶體管的輸出特性曲線分為三個工作區(qū)：</p><p><b>　　放大區(qū)</b></p><p>　　輸出特性曲線的近于水平部分是放大區(qū)。在放大區(qū)，Ic= IB。放大區(qū)也稱為線性區(qū)，因為Ic和IB成正比關(guān)系。當(dāng)晶體管工作于放大狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，即對NPN型管而言，應(yīng)使UBE＞0，UBC＜0。</p>

30、;<p><b>　?。?）截止區(qū)</b></p><p>　　IB=0的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB=0時，Ic=ICEO。對NPN型硅管而言，當(dāng)UBE＜0.5V時，即已開始截止，但是為了截止可靠，常使UBE≤0。截止時集電結(jié)也處于反向偏置。</p><p><b>　　（3）飽和區(qū)</b></p><p&g

31、t;　　當(dāng)UCE＜UBE時，集電結(jié)處于正向偏置，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IB的變化對Ic的影響較小 ，兩者不成正比，放大區(qū)的不能適用于飽和區(qū)。飽和時，發(fā)射結(jié)也處于正向偏置。</p><p><b>　　三極管的主要參數(shù)：</b></p><p><b>　　電流放大系數(shù)</b></p><p>　　當(dāng)晶體管工作在動

32、態(tài)（有輸入信號）時，基極電流的變化量為△IB，它引起集電極電流的變化量為△Ic?！鱅c與△IB的比值稱為動態(tài)電流（交流）放大系數(shù)</p><p><b>　　=△Ic/△IB</b></p><p>　　集-基極反向截止電流ICBO</p><p>　　ICBO是當(dāng)發(fā)射極開路時由于集電結(jié)處于反向偏置，集電區(qū)和基區(qū)中的少數(shù)載流子的漂移運動所形成的

33、電流。</p><p>　　集-射極反向截止電流ICEO</p><p>　　ICEO是當(dāng)IB=0（將基極開路）、集電結(jié)處于反向偏置和發(fā)射結(jié)處于正向偏置時的集電極電流。又因為它好象是從集電極直接穿透晶體管而達(dá)到發(fā)射極的，所以又稱為穿透電流。</p><p>　　集電極最大允許電流ICM</p><p>　　集電極電流Ic超過一定值時，晶體管的

34、值要下降，當(dāng)值下降到正常數(shù)值的三分之二時的集電極電流，稱為集電極最大允許電流ICM。</p><p>　　集電極最大允許耗散功率PCM</p><p>　　由于集電極電流在流經(jīng)集電結(jié)時將產(chǎn)生熱量，使結(jié)溫聲高，從而會引起晶體管參數(shù)變化。當(dāng)晶體管因受熱而引起參數(shù)變化不超過允許值時，集電極所消耗的最大功率，稱為集電極最大允許耗散功率PCM。</p><p>　　3．集成運

35、算放大器的特點：</p><p>　　集成運算放大器的一些特點與其制造工藝式緊密相關(guān)的，主要有以下幾點：</p><p>　　一、在集成電路工藝中還難于制造電感元件；制造容量大于200pF的電容與比較困難，而且性能很不穩(wěn)定，所以集成電路中要盡量避免使用電容器。而運算放大電路各級之間都采用直接耦合，基本上不采用電容元件，因此適合于集成化的要求。必須使用電容器的場合，也大多采用外接的辦法。&l

36、t;/p><p>　　二、運算放大器的輸入級都采用差動放大電路，它要求兩管的性能應(yīng)該相同。而集成電路中的各個晶體管是通過同一工藝過程制作在同一硅片上的，容易獲得特性相近的差動對管。又由于管子在同一硅片上，溫度性能基本上保持一致，因此，容易制成溫度漂移很小的運算放大器。</p><p>　　三、在集成電路中，比較適合的阻值大致為100Ω~30kΩ。制作高阻值的電阻成本高，占用面積大，且阻值偏差大

37、（10%~20%）。因此，在集成運算放大器中往往用晶體管恒流源代替電阻。必須用直流高阻值電阻時，也常采用外接方式。</p><p>　　集成電路中的二極管都采用晶體管構(gòu)成，把發(fā)射極、基極、集電極三者適當(dāng)組配使用。</p><p>　　4．CC7107A/D轉(zhuǎn)換器組成的3½位直流數(shù)字電壓表：</p><p>　　CC7107型A/D轉(zhuǎn)換器是把模擬電路與數(shù)字電

38、路集成在一塊芯片上的大規(guī)模的CMOS集成電路，它具有功耗低、輸入阻抗高、躁聲低，能直接驅(qū)動共陽極LED顯示器，不需另加驅(qū)動器件，使轉(zhuǎn)換電路簡化等特點。附圖1是它的引腳排列及功能，各引出端功能見附表2-1。</p><p><b>　　附圖1</b></p><p><b>　　附表2-1</b></p><p>　　由CC

39、7107組成的3½位直流數(shù)字電壓表外圍元件的作用是：</p><p>　　R1、C1為時鐘振蕩器的RC網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　R2、R3是基準(zhǔn)電壓的分壓電路。R2使基準(zhǔn)電壓V=1V</p><p>　　R4、C3為輸入端阻容濾波電路，以提高電壓表的抗干擾能力，并能增強它的過載能力。</p><p>　　C2、C4分別是基準(zhǔn)電容和

40、自動調(diào)零電容。</p><p>　　R5、C5分別是積分電阻和積分電容。</p><p>　　CC7107的第21腳（GND）為邏輯地，第37腳（TEST）經(jīng)過芯片內(nèi)部的500Ω電阻與GND接通。</p><p>　　芯片本身功耗小于15mW（不包括LED），能直接驅(qū)動共陽極的LED顯示器，不需要另加驅(qū)動器件，在正常亮度下每個數(shù)碼管的全亮筆畫電流大約為40~50mA

41、。</p><p>　　CC7107沒有專門的小數(shù)點驅(qū)動信號，使用時可將共陽極數(shù)碼管的公共陽極接V+，小數(shù)點接GND時點亮，接V+時熄滅。</p><p>　　5．變壓器的基本知識</p><p>　　變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，它原理簡單但根據(jù)不同的使用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓

42、（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵心形狀一般有E型和C型鐵心。一、變壓器的基本原理 當(dāng)一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導(dǎo)線中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應(yīng)出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應(yīng)出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定

43、的損耗，盡管此時次級沒接負(fù)載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。 如果次級接上負(fù)載，次級線圈就產(chǎn)生電流I2，并因此而產(chǎn)生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級負(fù)載電流加大時I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那</p><p>　　

44、五 0~30V/2A串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計</p><p><b>　　串聯(lián)穩(wěn)壓電路原理圖</b></p><p><b>　　穩(wěn)壓源調(diào)試說明</b></p><p>　　1 指標(biāo)：三檔連續(xù)可調(diào)，10V 檔最小值小于0.06V，最大位于10.2V－11V間；20V檔最小值19.1V－19.9V間，最大20.2V-22V間；30V

45、檔最小值19.1V－19.9V間，最大30.2V－33V間；輸出加負(fù)載0.7A；起控電流0.7A；具有短路軟截止保護，短路電流10V檔小于250 ；20V檔小于150；30V檔小于50；</p><p>　　2．三檔電壓如都偏大或偏小，可改變輸出取樣環(huán)節(jié)4.7K與1.2K的比值（輸出偏小可在1.2K電阻上并50K左右的普通電阻）；其中一檔偏大或偏小可改變基準(zhǔn)電壓出三個電阻的阻值。</p><p

46、>　　3．2N5551損壞的機率較大。</p><p>　　4．T3開路、T1CE兩極短路則輸出接近整流值且不可調(diào)、T3短路輸出接近零；T4CE短路輸出隨機值也不可調(diào)，T4壞則輸出 保護不起作用。</p><p><b>　　2、計算選型</b></p><p>　　已知：Io≥2A，Uo=30V 所以：RL=Uo/Io=15Ω<

47、/p><p>　?。?）選擇整流二極管</p><p><b>　　流過二極管的電流</b></p><p>　　ID=Io/2=1/2*2=1A</p><p>　　取Uo=1.2U，所以變壓器副邊過電壓的有效值為：</p><p>　　U=Uo/1.2=30/1.2V=25V</p>

48、<p>　　考慮到變壓器副繞組及管子上的壓降，變壓器的副邊電壓大約要高出10%，即25*1.1=27.5V。于是</p><p>　　UDRM=1.414*27.5V=38.89V、</p><p>　　因此可以選用二極管1N5408。</p><p>　　（2）選擇濾波電容器</p><p>　　根據(jù)RLC=5*T/2，所以&l

49、t;/p><p>　　RLC=5*1/50/2s=0.05s</p><p>　　已知RL=15Ω，所以</p><p>　　C=0.05/RL=0.05/15F=3300uF</p><p>　　選用C=3300uF，耐壓為50V的極性電容器</p><p><b>　　（3）變壓器的選擇</b>&

50、lt;/p><p>　　變壓器的變化：K=220/27.5=8</p><p>　　變壓器副邊電流的有效值為：</p><p>　　I=Io/1.2=2/1.2A=1.67A</p><p>　　變壓器的容量：S=UI=27.5*1.67VA=45.925VA</p><p>　　可選用BK70（70VA），220/27.

51、5V的變壓器</p><p>　?。?）根據(jù)電路的反饋原理以及放大系數(shù)、價格等綜合因素考慮，在設(shè)計中可選用LM324型集成運算放大器。</p><p>　?。?）大功率調(diào)整管的選擇</p><p>　　考慮到變壓器副邊繞組及管子上的電流損耗，變壓器的副邊電流大約要高出10%，即2*1.1=2.2A，于是</p><p>　　PT1′=27.5

52、*2.2W=60.5W</p><p>　　在電路中，大功率調(diào)整管的功率應(yīng)大于電路所需功率的30%，即</p><p>　　PT1= PT1′*1.3=60.5*1.3W=78.65W</p><p>　　可選用3DF10B型大功率管調(diào)整管</p><p>　?。?）其它元件的選擇</p><p>　　集成運放和雙向穩(wěn)

53、壓管：根據(jù)實際工作中的溫度變化、材料質(zhì)量、價格因素等綜合考慮，在電路中可選用LM324型運算放大器，以及2DW231型雙向穩(wěn)壓管，其限流電阻通過計算可求得：</p><p>　　Rm=6/0.12Ω=500Ω</p><p>　　可選用電阻為510Ω的限流電阻</p><p>　　3、運放電源、顯示表頭電源、高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓設(shè)計</p><p>

54、;　　W7805系列穩(wěn)壓器的內(nèi)部電路也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。這種穩(wěn)壓器只有輸入端1、輸出端2和公共端3三個引出端，故也稱為三端集成穩(wěn)壓器。使用時只需在其輸入端和輸出端與公共端之間各并聯(lián)一個電容即可。Ci用以抵消輸入端較長接線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩，接線不長時也可不用。Co是為了瞬時增減負(fù)載電流時不致引起輸出電壓有較大的波動。Ci一般在0.1~1uF之間；Co可用1uF。W7800系列輸出固定的正電壓有5V，8V，12V，15V，

55、18V，24V多種。</p><p>　　如上圖所示，本次設(shè)計的0~30V串聯(lián)穩(wěn)壓電源，其運放電源、高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓源有W7812穩(wěn)壓器提供，顯示表頭電源由W7805穩(wěn)壓器提供。</p><p>　　4．輸出電壓電流數(shù)字指示的實現(xiàn)</p><p>　　由圖（a）可知，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系是：</p><p><b>　　Uo=

56、0.1Ui</b></p><p>　　所以要選擇0.1V的電壓表表頭。</p><p>　　而圖（b）是串聯(lián)在電路中，則其分壓電壓很小，但流過的電流很大，所以要選擇1V的電流表表頭。</p><p><b>　　表頭介紹：</b></p><p>　　1、ICL7107為三位半AD轉(zhuǎn)換器同時可直接驅(qū)動LED

57、共陽數(shù)碼管；</p><p>　　2、第36、35腳為基準(zhǔn)電壓（Uref），通常為100mV、1V或0.8V；</p><p>　　3、第31、30腳為待轉(zhuǎn)換的模擬電壓（Uin），要求直流2V以下；</p><p>　　4、顯示數(shù)值COUNT=（Uin/Uref）*1000，芯片不驅(qū)動小數(shù)點；</p><p>　　5、數(shù)碼管公共端經(jīng)30Ω電阻

58、接到+5V電源，小數(shù)點（實質(zhì)是發(fā)光二極管）通過開關(guān)切換，其中一個經(jīng)430Ω電阻到電源地構(gòu)成負(fù)極和公共端（430Ω電阻一端）引出作成插座，點小數(shù)點則只需將公共端與某一個小數(shù)點對應(yīng)的發(fā)光二極管的負(fù)極短接即可點亮小數(shù)點；</p><p>　　6、表頭上黑色象三極管的為LM385，可認(rèn)為是1.25V的穩(wěn)壓管；</p><p>　　7、第37腳短接到V+時，表頭顯示‘-1888’，此項常用對線路及數(shù)

59、</p><p>　　ICL7107三位半數(shù)顯表頭</p><p>　　5、穩(wěn)壓源的功能作用</p><p>　　負(fù)載變化的情況下穩(wěn)壓的實現(xiàn)</p><p>　　若外部負(fù)載變大→輸出U0→U-下降→Ub下降→Ib下降→Ic下降→Ur1下降→UCE上升→UT2上升→UT3上升→U0上升。這樣可得一個穩(wěn)定的輸出電壓U0。</p>&

60、lt;p><b>　　軟截止保護的實現(xiàn)</b></p><p>　　若輸出端短路，此時I0上升，導(dǎo)致Db導(dǎo)通，T4被導(dǎo)通，這樣對T2和T3起到保護作用，T4經(jīng)放大到飽和再到截止，此時，故障若排除后，整個電路又恢復(fù)正常，所以稱其為軟截止保護，若流過T4的大電流時間過長，T4被燒毀，而T2和T3也將被燒毀。</p><p>　　六 直流數(shù)顯穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo)</

61、p><p><b>　　輸出電壓</b></p><p>　　輸出電壓分三檔 0~10V</p><p><b>　　10~20V</b></p><p>　　20~30V 各檔連續(xù)可調(diào)</p><p>　　最大負(fù)載電流 2A</p>

62、<p>　　二、波紋電壓 ≤mv</p><p>　　三、負(fù)載因素穩(wěn)定度 ≤0.2%</p><p>　　四、保護模式：過流保護</p><p>　　五、顯示精度 ≤0.5%</p><p>　　六、工作方式：允許8h以上連續(xù)工作。</p><p><b>　　使用說明</b><

63、;/p><p><b>　　使用條件：</b></p><p>　　電源：AC220V+/-10%，50HZ；環(huán)境溫度+40℃~-10℃；相對濕度：25%-75%；</p><p>　　氣壓：760mmHg。</p><p><b>　　操作過程：</b></p><p>　　將

64、“電壓范圍”波段開關(guān)置于所需的檔位；“電壓調(diào)節(jié)”電位器旋鈕沿逆時針方向旋到底；電源開關(guān)置于“關(guān)”位。</p><p>　　用專用電源線（10A，250W）連接本設(shè)備和市電電源；</p><p>　　接上負(fù)載，打開“電源開關(guān)”電壓表和電流表顯示當(dāng)前值；</p><p>　　順時針緩慢旋轉(zhuǎn)“電壓調(diào)節(jié)”電位器，至輸出電壓為需要值；</p><p>

65、　　使用完畢后，應(yīng)將“電壓調(diào)節(jié)”回復(fù)至零位，然后關(guān)機。</p><p><b>　　注意事項</b></p><p>　　三檔輸出電壓在2A負(fù)荷電流時的整機功耗（機內(nèi)功耗+負(fù)載功率）分別為54W、76W、100W，在機內(nèi)功耗長時間超過40W時，應(yīng)注意環(huán)境通風(fēng)散熱，尤其在環(huán)境溫度超過33℃，電網(wǎng)電壓過231V時，更應(yīng)注意這點。</p><p>