模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告--直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè) 計(jì) 題 目： 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 名 稱： 電子與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p>

2、;<p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： 學(xué)號(hào)： 32 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　2010年 6月 日</p><p>

3、<b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)要求</b></p><p><b>　　1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p><b>　　2．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)</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(diào)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(diào)試</b></p><p><b>　　分析總結(jié)</b></p><p><b>　　1．誤差分析</b></p><p><b>　　2．改進(jìn)措施</b></p><p><b>

6、　　3．心得體會(huì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)要求</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　通過直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，要求學(xué)會(huì)：</p><p>　　選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及穩(wěn)壓管來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源；</p>

7、;<p>　　掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓直流電源滿足：</p><p><b>　　帶短路保護(hù)；</b></p><p>　　輸出電壓從4-6V可調(diào)，輸出電流1A。</p>

8、<p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　電源變壓器只做理論設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　合理選擇器件設(shè)備；</b></p><p>　　完成全電路理論設(shè)計(jì)，自制電路圖，焊接安裝調(diào)試；</p><p><b>　　撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。</b><

9、;/p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)</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(wǎng)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(dòng)的直流電壓。再經(jīng)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(chǔ)能作用，使得輸出波形比較平滑，脈動(dòng)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(dòng)直流電壓變成相對(duì)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(nèi)，則V0基本穩(wěn)定在Vz左右。</p><p><b>　　圖1-3</b></p><p>　　當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，若要保持輸出電壓不變，則電阻器R上的壓降應(yīng)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(diǎn)將由b點(diǎn)移到C點(diǎn)，由圖1-4特性曲線可知此時(shí)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(shí)負(fù)載電流調(diào)節(jié)范圍有限制，且電路穩(wěn)定性差。所以要做調(diào)整和彌補(bǔ)措施。</p><p><b>　　串聯(lián)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(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，由于VZ基本不變，所以VO也基本不變，VI的變化由VCE調(diào)節(jié)，因此三極管被稱為調(diào)整管。當(dāng)RL變化引起IO的變化時(shí)，只要△IZ在穩(wěn)壓管的正常范圍內(nèi)， 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(shí)：Ub3<Ue3 ，T3截止。</p><p>　　輸出短路時(shí)：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(diào)整;</p><p><b>　　T2放大;</b></p><p>　　T3所在的藍(lán)色區(qū)域?yàn)楸Ｗo(hù)電路。</p><p><b>　　制作調(diào)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(dāng)電流I>5mA時(shí)亮</p><p><b>　　三極管</b></p><p><b>　　T1：2SD313</b></p><p>　　T2、T3：S9014</p><p>　　腳標(biāo)接

21、法如圖1-8和1-9所示。</p><p>　　圖1-8 圖1-9</p><p>　　應(yīng)用時(shí)必須注意引腳功能，不能接錯(cuò),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(shù)。</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(shí)，要使焊點(diǎn)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(duì)應(yīng)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(dāng)電路連接完后，檢查電路是否有短路。</p><p><b>　　3．調(diào)試</b></p

24、><p>　　（1）將電路輸入端引出的正負(fù)導(dǎo)線連接到10V直流電源上，二極管發(fā)光，用萬用表測(cè)輸出端電壓，調(diào)節(jié)電位器觀察輸出電壓能否調(diào)節(jié)，最后使之為5V。</p><p>　?。?）輸入電壓在8-12V時(shí)，測(cè)得輸出電壓為4.8-5.2V。</p><p>　　（3）輸入電壓10V，測(cè)得負(fù)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(shí)，測(cè)得短路電流為I=11.8mA , </p><p>　　Ube3=0.69V , Ube1=0.02V。</p><p>　　根據(jù)電路可分析知數(shù)據(jù)均較正確。</p><p><b>　　分析總結(jié)</b></p><p><b>　　

26、誤差分析</b></p><p>　　輸入8—12V時(shí)，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(yàn)要求</p><p>　　誤差的原因有1）線路上的電阻產(chǎn)生誤差 2）讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生誤差 </p><p><b>　　改進(jìn)措施</b></p><p>　　（1）

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(dǎo)致短接 （3）電阻間分開一些，讓電阻不要過熱，影響數(shù)據(jù)的值</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)模電知識(shí)有了更深的了解，尤其是對(duì)線性直流穩(wěn)壓電源方面的知識(shí)有了進(jìn)一步的研究。同時(shí)自己設(shè)計(jì)，自己操作連接電路，讓我的動(dòng)手能力有了提高，在調(diào)試時(shí)，讓我對(duì)需要