模電課程設計報告--直流穩(wěn)壓電源的設計

1、<p><b>　　模電課程設計報告</b></p><p>　　設 計 題 目： 直流穩(wěn)壓電源的設計 </p><p>　　學 院 名 稱： 電子與信息工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p>

2、;<p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： 學號： 32 </p><p>　　指 導 教 師： </p><p>　　2010年 6月 日</p><p>

3、<b>　　設計任務要求</b></p><p><b>　　1．實驗目的</b></p><p><b>　　2．設計任務</b></p><p><b>　　3．設計要求</b></p><p><b>　　電路設計</b><

4、;/p><p>　　1．降壓整流濾波電路</p><p><b>　　2．穩(wěn)壓電路</b></p><p><b>　　制作調試</b></p><p><b>　　1．元器件選擇</b></p><p><b>　　2．焊接與安裝</b&g

5、t;</p><p><b>　　3．調試</b></p><p><b>　　分析總結</b></p><p><b>　　1．誤差分析</b></p><p><b>　　2．改進措施</b></p><p><b>

6、　　3．心得體會</b></p><p><b>　　設計任務要求</b></p><p><b>　　實驗目的</b></p><p>　　通過直流穩(wěn)壓電源的設計、安裝和調試，要求學會：</p><p>　　選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及穩(wěn)壓管來設計直流穩(wěn)壓電源；</p>

7、;<p>　　掌握直流穩(wěn)壓電路的調試及主要技術指標的測試方法。</p><p><b>　　設計任務</b></p><p>　　設計一個穩(wěn)壓直流電源滿足：</p><p><b>　　帶短路保護；</b></p><p>　　輸出電壓從4-6V可調，輸出電流1A。</p>

8、<p><b>　　設計要求</b></p><p>　　電源變壓器只做理論設計；</p><p><b>　　合理選擇器件設備；</b></p><p>　　完成全電路理論設計，自制電路圖，焊接安裝調試；</p><p><b>　　撰寫設計報告。</b><

9、;/p><p><b>　　電路設計</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如圖1-1。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　降壓整流濾波電路</b></p><p

10、>　　電源變壓器T的作用是將電網220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。</p><p>　　整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經過濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。</p><p>　　這里我們選擇橋式。圖1-2為橋式整流電容濾波電路和它的部分波形。</p>

11、;<p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　由于電容的儲能作用，使得輸出波形比較平滑，脈動成分降低，輸出電壓的平均值增大。并且我們選擇電解電容，利用其充放電特性，使整流后地脈動直流電壓變成相對比較穩(wěn)定地直流電壓，要注意的是電解電容有極性，不能接反。</p><p><b>　　穩(wěn)壓電路</b></p>

12、<p><b>　　穩(wěn)壓管</b></p><p>　　最簡單的穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管組成如圖1-3所示。從穩(wěn)壓管的特性可知，若要使穩(wěn)壓管始終工作在它的穩(wěn)定區(qū)內，則V0基本穩(wěn)定在Vz左右。</p><p><b>　　圖1-3</b></p><p>　　當電網電壓升高時，若要保持輸出電壓不變，則電阻器R上的壓降應增大

13、，即流過R的電流增大。這增大的電流由穩(wěn)壓管容納，它的工作點將由b點移到C點，由圖1-4特性曲線可知此時Vo≈Vz基本保持不變。</p><p><b>　　圖1-4</b></p><p>　　因此，I要大，才能保證U穩(wěn)定。但此時負載電流調節(jié)范圍有限制，且電路穩(wěn)定性差。所以要做調整和彌補措施。</p><p><b>　　串聯晶體管穩(wěn)

14、壓電路</b></p><p><b>　　圖1-5</b></p><p>　　射極輸出電路（如圖1-5）的輸入是固定值的VZ ，因而輸出電壓VO=VZ-VBE也為固定值。當電網電壓波動時，由于VZ基本不變，所以VO也基本不變，VI的變化由VCE調節(jié)，因此三極管被稱為調整管。當RL變化引起IO的變化時，只要△IZ在穩(wěn)壓管的正常范圍內， VZ就基本保持不變

15、。即VO基本恒定。</p><p><b>　　圖1-6</b></p><p>　　由三極管特性曲線（圖1-6）可知：Ib↑ Ic↑ Uce↓</p><p>　　穩(wěn)壓過程：UL↓ Ube↑ Ib↑ Ic↑ Uce↓ UL↑</p><p><b>　　具有放大環(huán)節(jié)的電路</b></p>

16、;<p><b>　　圖1-7</b></p><p><b>　　由圖1-7所示，</b></p><p>　　Uab=UDZ+0.7</p><p>　　Uad=Uab(R3+R4+WI) /（R4+WI有效）</p><p>　　穩(wěn)壓過程：UL↓Uab↓Ib2↓Ic2↓Uc2↑I

17、b1↑Uce1↓UL↑</p><p>　　正常工作時：Ub3<Ue3 ，T3截止。</p><p>　　輸出短路時：UL=0</p><p>　　Ube3>>0.7 ，T3飽和。</p><p>　　Uce3<0.7 , Ube1<0.7 , T1截止。</p><p>　　三極管作用

18、：T1功率調整;</p><p><b>　　T2放大;</b></p><p>　　T3所在的藍色區(qū)域為保護電路。</p><p><b>　　制作調試</b></p><p><b>　　1．元器件選擇</b></p><p><b>　　

19、電阻</b></p><p>　　R1=R3=R4=R6=1KΩ R2=R=510Ω R5=3.3KΩ </p><p>　　W1為10KΩ電位器</p><p><b>　　穩(wěn)壓管</b></p><p><b>　　VDZ=2.7V</b></p><p&g

20、t;<b>　　發(fā)光二極管</b></p><p>　　當電流I>5mA時亮</p><p><b>　　三極管</b></p><p><b>　　T1：2SD313</b></p><p>　　T2、T3：S9014</p><p>　　腳標接

21、法如圖1-8和1-9所示。</p><p>　　圖1-8 圖1-9</p><p>　　應用時必須注意引腳功能，不能接錯,否則電路將不能正常工作，甚至損壞集成電路。</p><p>　　表1-1和1-2為T1主要參數。</p><p><b>　　表1-1</b></p><

22、;p><b>　　表1-2</b></p><p><b>　　2．焊接與安裝</b></p><p>　　總電路圖如1-10所示。</p><p><b>　　圖1-10</b></p><p>　　元器件裝焊順序依次為：電阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大功率

23、管，其它元器件為先小后大。焊接時，要使焊點周圍都有錫，將其牢牢焊住，防止虛焊。引腳有長短的電容器，要注意極性。芯片在安裝前最好先兩邊的針腳稍稍彎曲，使其有利于插入底座對應的插口中。電位器也是有方向的。裝完同一種規(guī)格后再裝另一種規(guī)格，盡量使電阻器的高低一致。焊完后將露在印制電路板表面多余引腳齊根剪去。當電路連接完后，檢查電路是否有短路。</p><p><b>　　3．調試</b></p

24、><p>　?。?）將電路輸入端引出的正負導線連接到10V直流電源上，二極管發(fā)光，用萬用表測輸出端電壓，調節(jié)電位器觀察輸出電壓能否調節(jié)，最后使之為5V。</p><p>　?。?）輸入電壓在8-12V時，測得輸出電壓為4.8-5.2V。</p><p>　?。?）輸入電壓10V，測得負載電壓UL為5V。</p><p>　?。?）開路電壓Uo為

25、5.08</p><p>　?。?）輸出端短路時，測得短路電流為I=11.8mA , </p><p>　　Ube3=0.69V , Ube1=0.02V。</p><p>　　根據電路可分析知數據均較正確。</p><p><b>　　分析總結</b></p><p><b>　　

26、誤差分析</b></p><p>　　輸入8—12V時，輸出電壓在5V左右，誤差較??；Ube3略小于0.7，Ube1近似為0 總體誤差都較小，符合試驗要求</p><p>　　誤差的原因有1）線路上的電阻產生誤差 2）讀數時產生誤差 </p><p><b>　　改進措施</b></p><p>　?。?）

27、焊線盡可能短，減小電阻 （2）盡量不跨線連接電路線，避免線與線接觸導致短接 （3）電阻間分開一些，讓電阻不要過熱，影響數據的值</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　通過這次課程設計，我對模電知識有了更深的了解，尤其是對線性直流穩(wěn)壓電源方面的知識有了進一步的研究。同時自己設計，自己操作連接電路，讓我的動手能力有了提高，在調試時，讓我對需要