模電課程設(shè)計--串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源

1、<p><b>　　串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　(課 題)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　引言···········

2、;····································

3、83;·3</p><p>　　設(shè)計題目······························

4、83;····························3</p><p>　　技術(shù)指標···

5、83;····································&

6、#183;··················3</p><p>　　設(shè)計要求·············&

7、#183;····································

8、;·········3</p><p>　　方案選擇及電路工作原理·····················

9、3;·······················3</p><p>　　單元電路設(shè)計及計算········

10、;····································

11、83;····5</p><p>　　元器件的選擇及元器件清單··························&

12、#183;················7</p><p>　　總電路圖及仿真圖，··············&#

13、183;···································8</

14、p><p>　　安裝、調(diào)試中遇到的問題，解決的方法及實驗效果·······················9</p><p>　　電路性能指標測試結(jié)果及對成果的評價&

15、#183;·······························10</p><p>　　收獲與心

16、得體會····································&

17、#183;·············10</p><p>　　參考文獻··················

18、····································

19、3;·11</p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。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)

20、定的直流電，并實現(xiàn)電壓可在8~15V可調(diào)。</p><p><b>　　二、設(shè)計題目：</b></p><p>　　設(shè)計一臺串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源</p><p><b>　　三、技術(shù)指標：</b></p><p>　　1、輸出電壓：8~15V可調(diào)</p><p>　　2、輸出電

21、流：IO=1A</p><p>　　3、輸入電壓：交流220V +/- 10%</p><p>　　4、保護電流：IOm =1.2A</p><p>　　5、穩(wěn)壓系數(shù)：Sr = 0.05%/V</p><p>　　6、輸出電阻：RO < 0.5 Ω</p><p>　　7、交流分量（波紋電壓）：<10mV&

22、lt;/p><p><b>　　四、設(shè)計要求：</b></p><p>　　1、分析電路組成及工作原理；</p><p>　　2、單元電路設(shè)計計算；</p><p>　　3、采用分立元件電路；</p><p>　　4、畫出完整電路圖；</p><p><b>　　5、

23、調(diào)試方法；</b></p><p><b>　　6、小結(jié)與討論。</b></p><p>　　五、方案選擇及電路工作原理</p><p><b>　?。ㄒ唬┓桨高x擇：</b></p><p>　?。?）硅穩(wěn)壓管并聯(lián)式穩(wěn)壓電路。該電路結(jié)構(gòu)簡單，但電壓固定，負載能力小。</p>

24、<p>　?。?）串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。該電路的輸出電源穩(wěn)定性，負載能力和可調(diào)性能都較好。</p><p>　?。?）三段集成穩(wěn)壓器。這種電路的實質(zhì)是第（2）種電路的集成化和優(yōu)化。</p><p>　?。?）串聯(lián)或并聯(lián)型穩(wěn)壓電源。這種電路的最大優(yōu)點是效率高，可達75%~90%。</p><p>　　方案（2）是我們模電課學習的重點內(nèi)容。所以我們選擇方案（2

25、）為設(shè)計對象。</p><p>　　（二）電路工作原理：</p><p>　　電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。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。</p><p>　　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，然后由整流電路變換成方向不變、大小

26、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UI。但這樣的直流輸出電壓，還會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負載的變動而變化。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。其原理框圖如圖（1）所示。</p><p>　　（1）變壓部分通過變壓器即可實現(xiàn)</p><p>　?。?）整流部分一般采用橋式整流，可采用4個整流二極管接成橋式，也

27、可采用二極管整流橋堆。</p><p>　?。?）濾波部分在輸出電流不大的情況下一般采用電容濾波即可。</p><p>　?。?）穩(wěn)壓部分由串聯(lián)型穩(wěn)壓電路構(gòu)成，采用恒流源電路作為放大管的集電極負

28、 并且采用了調(diào)整管過流保護電路，式穩(wěn)壓電路的性能得到提高。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路框圖如下：</p><p>　　六、單元電路設(shè)計及計算：</p><p>　　（一）

29、確定變壓器次級電壓</p><p>　　考慮到最低電壓為~220- 10% =198V，此時次級應(yīng)有 15V，所以正常（~220V）時有：</p><p>　?。ㄈ┰骷?shù)選擇</p><p><b>　　1、調(diào)整管選擇</b></p><p>　　最高輸入電壓發(fā)生在 ~220+10% =242V 此時變壓器次

30、級電壓U次 =18.7V</p><p>　　極端情況，負載短路，且考慮峰值： 取BVCEO=100V</p><p>　　最大電流：IOM >=1.2A</p><p><b>　　最大管壓降：</b></p><p><b>　　最大集電極功耗：</b></p>&l

31、t;p>　　2、選基準電壓、穩(wěn)壓管</p><p>　　選DZ1=6V ，可選穩(wěn)壓管2CW IDZ=10mA</p><p><b>　　3、取樣電路</b></p><p>　　一般取樣電流為30~50mA ，取 </p><p><b>　　4、調(diào)整電路</b></p&g

32、t;<p>　　IOM=1.5mA 取β1=β2=50</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　取 R2=2kΩ</b></p><p><b>　　5、保護電路</b></p><p>　　當IOM =1.2A時保護， 取R

33、O=0.6Ω , URO=1.2*0.6=0.72V</p><p>　　七、元器件選擇及元器件清單：</p><p><b>　　(一)元器件選擇：</b></p><p>　　1.二極管：整流用二極管就原理而言，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。</p><p>　　2.三極管：電流放大器件，但在實際使用中常常

34、利用三極管的電流放大作用。</p><p>　　3.電阻： 電阻的種類繁多，從構(gòu)成的材料來分，有碳質(zhì)電阻器、碳膜電阻器、金屬膜電阻器、線繞電阻器等。從結(jié)構(gòu)形式來分，有固定電阻器、可變電阻器和電位器三種。 </p><p>　　4.電容：一種儲能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、整流、能量轉(zhuǎn)換等。</p><p>　　5.變壓器：變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線

35、之線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。</p><p><b>　　（二）元器件清單</b></p><p>　　八、總電路圖及仿真圖：</p><p><b>　?。ㄒ唬┛傠娐穲D</b></p><p><b>　　（二）仿真圖</b></p><p>

36、　　九、安裝、調(diào)試中遇到的問題，解決的方法及實驗效果</p><p><b>　?。ㄒ唬┌惭b：</b></p><p>　　安裝好后，首先檢查電路的元件是否有裝配錯誤，特別應(yīng)檢查晶體管、二極管、二極管及電解電容等元件的極性有無接反。再檢查焊點有無漏焊、虛焊，特別應(yīng)注意焊點之間或線路 間有無短接，防止通電后由于某一部分的短路導致原器件損壞。</p><

37、;p><b>　　（二）調(diào)試</b></p><p>　?。?）調(diào)Rw1，看輸出電壓是否隨之變化，變化正常則說明電路工作正常，否則，先排除故障再調(diào)試。</p><p>　?。?）將輸出電壓調(diào)在額定值4.5V，然后改變Rl數(shù)值，使輸出電流達到80mA,這時輸出電壓應(yīng)基本不降低。當輸出電流升高到100mA后，過流保護電路工作，是輸出電壓逐漸降低，起到限流保護作用。&

38、lt;/p><p>　?。?）將輸入電壓變化約5%或10%，這時輸出電壓應(yīng)穩(wěn)定在正常值。如穩(wěn)定不良，則應(yīng)檢查取樣電路，基準電路，輸入電壓及調(diào)整管，比較放大器等各級電壓。比較放大器基極電位太高或太低將引起集電極電位太高或太低，這會造成穩(wěn)定不良。原因可能是作基準電壓用的二極管基準電壓不對或取樣電阻，微調(diào)電位器阻值不對或損壞。</p><p><b>　?。ㄈ┕收戏治觯?lt;/b>

39、;</p><p>　?。?）Vo=0,這是由于調(diào)整管T1截止或Vi不正常造成的。首先查整流濾波電路輸出電壓，如其不正常，則先檢查和排除整流濾波電路故障；如其為正常值，則說明調(diào)整管或電路其他部分有故障?？蓴嚅_T1基極，觀察輸出電壓有無變化，如Vo升高接近Vi，則說明故障再比較放大級，檢查T3是否損壞或斷路，各點連接是否正確，找到故障并排除之。</p><p>　?。?）Vo=V1左右時，說

40、明調(diào)整管T1飽和，把T3集電極斷開，如Vo降到0，表明調(diào)整級良好，故障出在比較放大級，檢查比較放大部分，找到故障并排除之。如Vo仍不下降，表明故 障在調(diào)整管部分，并找到故障并排除。</p><p><b>　　（四）實驗效果：</b></p><p>　　實驗效果跟理論計算和仿真有區(qū)別。尤其是第一次去實驗室的時候，實驗的結(jié)果很離譜，</p>&l

41、t;p>　　不過后來問了老師和找網(wǎng)上資料把問題化簡了很多。最終結(jié)果還是有區(qū)別。不過我們已經(jīng)算比較滿意了。畢竟這是我們第一次做課程設(shè)計。我們相信下次會做的更好</p><p>　　十、電路性能指標測試結(jié)果及對成果的評價</p><p>　　我們將所有的元器件安裝完成后，必須仔細對照電路圖檢查線路是否正確，看有沒有接錯的地方。然后接通220V電源，按下主電路開關(guān)SW1，用萬用表檢測輸出端

42、有無電壓輸出，若無電壓輸出，則檢測輸出端以前的電路每點的電位，找到電位異常的點后，可斷開電源，仔細分析原因，檢測此部位的元器件是否存在有虛焊的情況，用萬用表的蜂鳴檔檢測是否有短路或是開路。對電路整體進行分析排查，看是否有元器件因為某點的短路而燒壞的，逐級進行。反復調(diào)試，直到找到原因所在。</p><p>　　調(diào)試完成后，測試主電路的輸出范圍，是否滿足8~15V這個檔位。觀察電主路輸出電壓實際值為多少，一般做出來之

43、后范圍在11~20V左右，在仔細分析產(chǎn)生誤差的原因，可知由于取樣電路的的阻值與理論計算值是存在一定的差異，可以對照原理圖將取樣部分的電阻R5、R6、R7、R8全都換成500Ω精密可調(diào)電阻，調(diào)動這些可調(diào)電阻，使其輸出電壓的范圍在8~15V這個檔位之間連續(xù)變化。這樣，整個直流穩(wěn)壓電源就做好了。</p><p>　　我對這次課程設(shè)計還是比較滿意的。在做課程設(shè)計期間：我跟隊友一起討論，一起找資料。經(jīng)過幾個星期的設(shè)計及實驗

44、我們終于把它完成了。不過在電腦上仿真跟在實驗室實際操作時很大 區(qū)別。最后我們通過問老師和網(wǎng)上找資料把大部分問題的解決了。</p><p>　　十一、收獲與心得體會：</p><p>　　通過這次穩(wěn)壓電源的設(shè)計,使我鞏固和加深了在模擬電子技術(shù)課程中所學的理論知識，對整流電路,濾波電路,穩(wěn)壓電路等的認識更加深刻,并學會查閱相關(guān)手冊和資料，提高了分析問題，解決問題的能力；也使我基本掌握了設(shè)計軟

45、件Multisim2001的使用方法,且初步掌握了電子電路的設(shè)計方法,在以后還需多加練習，熟練掌握；</p><p>　　這次課程設(shè)計也是一次理論聯(lián)系實際的過程，在設(shè)計中遇到了許許多多的實際問題，在理論上正確的結(jié)果在模擬時可能出現(xiàn)各種各樣意料之外的結(jié)果，這就需要我們在設(shè)計的過程中從實際出發(fā)，盡可能的考慮到實際情況。另外，在遇到問題時要學會用理論聯(lián)系實際的方法分析問題，解決問題；</p><p&

46、gt;　　回顧本次課程設(shè)計，至今感慨頗多，從選題到定稿，從理論到實踐，使我懂得了理論和實際相結(jié)合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正掌握知識，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考能力；</p><p>　　我們相信有了這次課程設(shè)計的基礎(chǔ)，下次可以完成的更好更有效率。</p><p><b>　　十二、參考文獻<