串联型直流稳压电源
一、设计目的.
二、设计任务和要求.
三、电路原理分析与方案设计
四、电压仿真过程及结果
五、电压调试过程与结果
六、心得体会.
七、参考文献资料.
八、实物图
稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调，不能满足很多场合下的应用。串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中引用深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过改变反馈网络参数使输出电压可调。
二、设计任务与要求
要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出；
2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；
3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv；
任务：1、了解带有放大环节串联型稳压电路的电路图；
2、识图放大环节串联型稳压电路的电路图；
3、仿真电路并选取元件；
4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路；
5、用仪器表对电路调试和测量相关；
6、撰写设计报告、调试；
三，电路原理分析与方案设计
采用变压器、二极管、集成运放，电阻、稳压管、三极管等元件器件。220V 的交流电经变压器变压后变成电压值较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也以调节；同时，为了扩大输出大电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。
1、方案比较
方案一：用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源
方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电源
方案三：用晶体管和集成运放组成的实用串联型直流稳压电压
可行性分析：
上面三种方案中，方案一最简单，但功能也最少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。方案三功能最强大，但是由于实验室条件和经济成本的限制，
我们也抛弃方案三，因为它牺牲了成本来换取方便。所以从简单、合理、可靠、经济从简单而且便于购买的前提出发，我们选择方案二未我们最终的设计方案。
2、电路框图
单元电路设计及参数计算、元器件选择
交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电，其方框图及各电路的输出波形如图所示，下面就个部分的作用加以介绍。
电源变压器
直流电的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对电流电压处理。变压器副边电压有效值决定后面电路的需要。根据经验，稳压电路的输入电压一般选取Ui=(2~3)Uo。所以选择15V30W的变压器。
整流电路
为了将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，还需要通过整流电路。查阅资料可知单相整流电路有半波整流电路、单相桥式整流电路（全波整流电路）。单相桥式整流电路
和半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，并且还具有输出电压高，变压器利用率高、脉动系数小等优点。所以在电路中采用单相桥式整流电路，如图所示：
保护电路
在集成稳压器电路内部含有各种保护电路，使集成稳压器在出现不正常情况时不至于损坏。因为串联型稳压电路的调整管是其核心器件，它流过的电路近似等于负载电流，且电网电压波动或输出电压调节时管压降将产生相应的变化，所以这些保护电路都与调整管紧密相关。过流保护电路能够在稳压管输出电流超过额定值时，限制调整管发射极电流在某一数值或使之迅速减少，从而保护调整管不会因电流过大而烧坏。
主要参数：
输出电压平均值Uo （av ）：负载电阻上电压的平均值
输出电流平均值I AV L )(：负载电阻上电路的平均值
I
AV L )
(=R
U L
AV O )(≈R
U L
29.0
整流输出电压的脉动系数S ：整流输出电压的基波峰值U OLM
与输出电压平均值
U
AV O )
(之比，因
而S 越大，脉动越大。
二极管的选择：
2202
O(AV)9.022)(td sin 21U U t U U ===?
πππωω
考虑到电网电压波动范围为±10%，整流二极管的极限参数最高反向工作电压和最大整流平均电流应满足：
U
R
>1.12U
2
和I
F
>1.1·
R
U L
2
45.0
I
F
>1.1×
1000
15
45.0?≈0.007A
所以选择
U
R
>1.123152≈??V
3）滤波电路
整流后的输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流成分，会影响电路的正常工作。一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。所以需通过低通滤波电路，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使输出电压仅为直流电压。在实际电路中，应选择滤波电容的容量满足R L C=(3~5)T/2的条件，为了获得更好的滤波效果，电容容量应选得更大些。
查阅资料可知滤波电路有电容滤波、电感滤波电路和复式滤波电路三种，其中复式滤波电路的效果最好，所以在电路中采用RC ∏型的复式滤波电路，如图所示：
C 越大，R 越大，T 放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。所以C 选择2.2mF 。
1） 稳压电路
交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或负载变化时，其平均值也随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
由于经济成本、元件购买及仿真软件的限制，稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路加一个载流型过流保护电路。
a 稳压原理：若由于某种原因使UO 增大，则UO ↑→UN ↑→UB ↑→UO ↓
b 输出电压的调节范围：R
R R R R 3
2
3
2
1
+++·U Z
≤≤U 0R
R R R R 3
23
2
1
+++·U
Z
故
U
Z
≤6V,取
U
Z
=5.6V
=R
1
402Ω, =R 21000K Ω(100Ω), =R 3820Ω
c 串联型稳压电路的基本组成部分及其作用：
调节管：是电路的核心，UFE 随UI 和负载产生变化以稳定Uo 。 基准电压：是Uo 的参考电压。
采样电阻：对Uo 的采样，与基准电压共同决定Uo 。
比较放大：将Uo 的采样电压与基准电压比较后放大，决定电路的稳压性能。 d 串联型稳压电源中调整管的选择：
要想使调整管起到调整作用，必须使之工作在放大状态，因此其管压降应大于饱和管压降
U
CES
；调整管极限参数的确定，必须考虑到输出电压
U
1
由于电网电压波动而产生的变化，
以及输出输出电压的调节和负载电流的变化所产的影响。 根据极限参数ICM 、U （BR ）CEO 、PCM 选择调整管：
I
E m ax
=
I R 1
+I
L m ax
≈
I
L m ax
<
I
CM
U
CE max
=
U
ax
Im -
U
O min
<
U
CEO
BR )(
P
T m ax
=
I
E m ax
U
CE max
<
P
CM
e 限流电阻的选择：保证稳压管既稳压又不损坏。
I
DZ min
>
I
Z
I
DZ m ax
<
I
ZM
电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。
I DZ min
=R U U
Z
in
-Im I L m ax ->I Z R
Im --
电网电压最低且负载电流最小时，稳压管的电流最大。
I
DZ min
=
R
U U Z
in
-Im I L m in
-
R I I
U I L ZM
Z
ax min
Im +->
3、 电路总图
元件类型 元件序号 型号 主要参数 数量 变压器 T1 双15V30W 1个 集成运算放大器 U1、U2 LM324 2个 稳压管 D2、D3 1N4734 5.6V 2个 整流桥 D1
1A 整流桥107 1个 三极管 Q1、Q2、Q3、Q4
TIP41、TIP42 中功率 各2个 电解电容 C1、C2、C3、C5
2200uF/25V 、1000uF/ 25V 各2个 电阻
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R9、R12、R13、R14
1k Ω1/4W 、1Ω1/4W 、820Ω/1/4W 、20Ω/2W
2个、2个、2个、4个
电位器 R7、R8、R10、R11 单联普通电位器、3296精密电位器 1 k Ω、100Ω 各2个 电源线
1条 开关
J1、J2
单刀双掷小号
2个
四、电压仿真过程及结果
1、稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度、包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。
（1）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输出电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即
R
U
U U U s
L
O
I
I
r
???=
电压调整率：输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。
（2）输出电阻及电流调整率
输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。电流调整率：输入电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。
（3）纹波电压：叠加在输出电压上的交流分量。用示波器测试其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。 2、仿真内容
3、仿真结果
图1 +6V 档稳压输出电阻仿真结果
图2 +9V档输出电阻仿真结果
图3 -6V档稳压输出电阻仿真结果
图4 -9V档输出电阻仿真结果
五、电压调试过程与结果
理论值输出是±9V和±6V，但实际输出是有点误差，但是可以通过调节滑动变阻器来达到准确的±9V和±6V，之后就可以直接用双掷开关来选择所要用的输出电压了。
六、心得体会
本次课程设计令我受益匪浅，在实验的过程中令我明白到书本知识的重要性，要对书本的知识有比较深刻的了解才能对电路进行设计。当对书本知识有一定的了解后，就会考验到自己的动手能力，只有经过实践才能把知识理解得更透彻，而且如果要进行设计的话就要对一些元件有一定的了解，这样才能继续地进行下去，在做这个课程设计的过程中令不断地对元件有了更加深刻的了解。在连接的过程中更考验到自己的焊接能力，虽然开始焊得不太好，但是随着时间的进行也变得越来越好。在做课程设计的时候也遇到了之前没有预料到的事，应为是按照仿真的时候的电路图的做的，所以尽管仿真时的数据是正确的，但是做出来的还是有很大的区别，最后只能不断地进行测试，试图找出原因，但是在不断的实验中，虽然有一点改善，但还与要求的相差比较大，甚至最终还致使调整管被烧掉了，还好最终找出原因，对保护电路进行了修改，把三极管由低功耗的换成了中功率的，而且保护电路的电阻也进行了调整，最终做出了要求的输出。在这过程中，令我印象深刻，令我深刻地体会到实践的重要性，因为不通过实践是无法检验出到底是正确还是错误的。只有通过实践才能更加地深入地去了解它的工作原理，才可以更好地发现问题，可以很好地锻炼自己的动手能力和应变能力。
这次的课程设计令知道动手操作是远比自己想象复杂，因为在这过程中会出现很多自己没有预料到的问题要解决，不过只有这样才能更好地提高自己。虽然在这过程中曾经感到过厌烦，然而，在一步一步的改进中走向成功的那种感觉是无比的兴奋的。当自己的努力得到回报时那种心情是难以形容的，而且这样更加增加了自己的兴趣。
七、【参考文献】
1、童诗白、华成英，《模拟电子技术基础》
3、赵淑范王宪伟，《电子技术实验与课程设计》
八、实物图
串联型直流稳压电源设计说明书
电子技术课程设计 电气与电子工程系电气工程及其自动化专业 题目：串联型直流稳压电源 学生姓名：班号：学号： 指导教师; 时间：年月日 ~ 年月日
指导教师评语：成绩：
串联型直流稳压电源设计报告 一、设计题目 题目：串联型直流稳压电源 二、设计任务：设计并制作用晶体管、集成运算放大器电阻、电阻器、电容组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输入电压： 2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压； 3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计： 一电路原理方框图： 二原理说明： （1）单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电； （2）整流后的电压脉动较大.需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电； （3）滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行； （4）将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化从而提高设备的稳定性和可靠性.保障设备的正常
使用； （5） 关于输出电压在不同档位之间的变换.可以将稳压电源的电 压设置为标准电压再对其进行变换.电压在档位间的调节可以通过调节电位器来进行调节.从而实现对输出电压的调节。 四：方案选择 一：变压、滤波电路 方案一和方案二的变压电路和滤波电路相同.二者的差别主要体现在稳压电路部分。 图1 变压和滤波电路 二：稳压电路 方案一：此方案以稳压管D1的电压作为三极管Q1的基准电压.电路 引入电压负反馈.当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时.晶体管发射极电位将随着升高（降低）.而稳压管端的电压基本不变.故基极电位不变.所以由E B BE U U U -=可知 BE U 将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大）. 使得R 两端的电压降低（升高）.从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称.原理一样。
(完整版)串联型直流稳压电源设计
课程设计 课程名称模拟电子技术基础 题目名称串联型直流稳压电源 学生学院物理与光电工程学院 专业班级09级电子科学与技术3班学号3109008668 学生姓名崔文锋 指导教师何榕礼 2010年12 月20 日
目录 一、设计任务与要求。。。。。。1 二、电路原理分析与方案设计。。。。。。1 1、方案比较。。。。。。1 2、电路的整体框图。。。。。。3 3、单元设计及参数计算、元器件选择。。。。。。3 4、电路总图。。。。。。7 5、元器件清。。。。。。7 6、电路仿真过程及结果。。。。。。8 三、电路调试过程及结果。。。。。。10 四、总结。。。。。。10 五、心得体会。。。。。。11 六、组装后的实物电路图。。。。。。12
串联型直流稳压电源设计报告 一、设计任务与要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V 、9V 两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA ，最大电流为500mA ； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p ≤5mv ； 任务：1、了解带有的组成和工作原理： 2、识别的电路图： 3、仿真电路并选取元器件： 4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路： 5、用仪器仪表对电路调试和测量相关参数： 6、撰写设计报告、调试。 二、电路原理分析与方案设计 采用变压器、二极管、集成运放、电阻、稳压管、三极管等元器件。220V 的交流电经变压器变压后变成电压值较小的电流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以输出电压也可以调节：同时，为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射级输出形式就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。 1、方案比较 方案一： 先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由E B BE U U U -=可知BE U 将
串联型直流稳压电源电路设计报告
串联型直流稳压电源设计报告 一、计题目 题目：串联型直流稳压电源 二、计任务和要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V 、9V 两档，正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA ，最大电流为500mA ； 3、纹波电压峰值▲V op-p ≤5mv ； 三、理电路和程序设计： 1、方案比较 方案一：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由E B BE U U U -=可知BE U 将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R 两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。 图1 方案一稳压部分电路 方案二：经有中间抽头的变压器输出后，整流部分同方案一一样擦用四个二极管
组成的单相桥式整流电路，整流后的脉动直流接滤波电路，滤波电路由两个电容组成，先用一个较大阻值的点解电容对其进行低频滤波，再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波，从而使得滤波后的电压更平滑，波动更小。滤波后的电路接接稳压电路，稳压部分的电路如图2所示，方案二的稳压部分由调整管，比较放大电路，基准电压电路，采样电路组成。当采样电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（升高）；由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。 图2 方案二稳压部分单元电路 对以上两个方案进行比较，可以发发现第一个方案为线性稳压电源，具备基本的稳压效果，但是只是基本的调整管电路，输出电压不可调，而且输出电流不大，而第二个方案使用了运放和调整管作为稳压电路，输出电压可调，功率也较高，可以输出较大的电流。稳定效果也比第一个方案要好，所以选择第二个方案作为本次课程设计的方案。 2、电路框图 整体电路的框架如下图所示，先有22V-15V的变压器对其进行变压，变压后再对其进行整流，整流后是高低频的滤波电路，最后是由采样电路、比较放大电路和基准电路三个小的单元电路组成的稳压电路，稳压后为了进一步得到更加稳定的电压，在稳压电路后再对其进行小小的率波，最后得到正负输出的稳压电源。
串联型直流稳压电源
1串联型直流稳压电源 为克服稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调的缺点，引入串联型稳压电路。串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用由晶体管电流放大作用增大负载电流，并在电路中引入深度电压负反馈，使输出电压稳定,通过改变网络参数使输出电压可调。直流稳压电源主要由四部分组成：变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分。除变压器部分外，其它部分都有多种形式。其中串联反馈型直流稳压电源是比较典型的一种。 1.1整体电路框图 串联型直流稳压电源的整体电路框架图如图1.1所示。 1.2 2 相差较大，因而需要通过电源变压器降压。变压器的副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压。为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。再经过稳压电路使输出的直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得很高的稳定性 整体电路原理图 2.1 基准点压电路、采样电路和比较放大电路等四个部分。此外，为使电路安全工作，还在电路中加保护电路，所以串联想稳压电路的方框图如图 在U2的正半周内，二极管D1、D4导通，D2、D3截止；U2的负半周内，D2、D3导通，D1、D4截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L，且方向是一致的。电路的输出波形如图2.4所示。 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于
输出电流的平均值的一半，即I f=I o1/22(U2是变压副边电压有效值) [1]。
2.4滤波电路 整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但含较大的交流成分，不能适应多数电子设备的需要。因此，整流后还需要滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。 滤波电路分为：电容滤波电路和电感滤波电路。本设计采用电容滤波电路。 2.4.1电容滤波的原理 电容滤波电路利用电容的充电放电作用，使输出电压平滑。其电路如图2.5所示。 2.54直流稳压电源电路图 直流稳压电源电路如图2.9所示。 2.6.3 差分比例运算电路 电路中有两个输入，且参数对称，如图2.12所示，则：
串联型稳压电源设计要求
串联型稳压电源电路原理图 串联型稳压电源电路PCB图
串联型稳压电源设计要求 要求： 1．PCB外形尺寸70 mm * 60 mm 2. 图中元件按指定位置摆放出 3．布线线宽>1.5 mm 输入插座IN、输出插座OUT分别位于PCB 的左右两侧。 由于流过BG1的电流大，连接BG1的导线粗些，BG1应靠边安装，以便加装散热器，画PCB时注意E、B、C脚不要画反。 大电位器RW1靠另一边，把手朝外。 加电前先检查线路、焊点、二极管、电解极性。用表检查输入输出，确认没有短路方可加电。 调整管BG1和电位器RW1直接装在外壳上，用导线将各端连到线路板相应的位置。由于流过BG1的电流较大，连接BG1的导线线径要
大些。BG1安装时应处理好它的绝缘和散热措施。 串联型稳压电源元器件清单
考核标准 报告10月8号学习委员按学号排序收齐后交到409。 考核标准（拟）： 成绩组成：平时成绩（20%）+ PCB设计（40%）+ 纸质报告（40%） 封面包含： 设计题目、学院名称、专业、班级、姓名、学号、指导教师 报告内容包含： 一. 课程设计目的（5分） 培养学生掌握典型电路设计软件Altium Designer 09 ，具备独立绘制电子线路图、制作PCB电路板的能力。使得同学们在以后的学习和工作中掌握常用电子线路设计软件的使用方法。 1. 熟悉Altium Designer 09软件及环境 2. 掌握PCB设计流程； 3. 能熟练运用印制电路板设计软件Altium Designer9软件进行原理图设计，其中包括原理图图纸的设置、各种报表的生成和原理图的输出等； 4. 能熟练运用印制电路板设计软件Altium Designer9软件进行PCB设计，其中包括PCB 设计步骤、PCB图的设计规则等； 5. 掌握原理图元件库、封装库的创建，会绘制新元件及其封装。 通过此课程的训练，进一步提高对Altium Designer这一软件的综合运用能力，锻炼实际应用能力，巩固所学的知识，为同学们将来走向工作岗位奠定基础。 二. 课程设计要求（5分） 1.设计报告简述设计原理和思路，附上电路原理图、PCB设计图、元器件清单图、自建元件封装、元件连接网络表等；。 2.设计上述印制电路板图PCB尺寸为70mm*60mm，要求元件布局紧凑、科学合理、整齐美观。(单层板\局部手工布线); 3.按照相关要求撰写课程设计报告书。 三. 课程设计内容（5分） 1.了解电路图的原理。
串联型稳压电源的安装与调试
任务二、串联型稳压电源的装配与调试 任务描述： 随着人们生活水平的日益提高，通信技术不断的发展，同学们天天使用手机，手机的充电器就是一个稳压电源。在我们电子生产实习中，经常需要用到稳压电源，为后一级电路提供稳定的直流电压，图2-2-1 为串联型稳压电源的原理图。 图2-2-1 串联型稳压电源原理图 活动1 识读电路元件，实施元件检测 技能目标 1、能够识读和检测常用电子元器件 2、能够识读和检测稳压二极管 3、能够用MF-47型万用表检测各元器件 知识储备 一、稳压二极管 （一）简介 稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更高的稳定电压。其图形符号和封装形式如图2-2-2。
图2-2-2 稳压二极管的图形符号及其封装形式（二）原理 稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多如图2-2-3，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。 图2-2-3 稳压二极管特性曲线 （三）主要参数 1、Uz—稳定电压 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如，2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。 2、Iz—额定电流 指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 3、Rz—动态电阻 指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如，2CW7C稳压管的工作电流为
分立式串联稳压电源
第一章串联反馈型稳压电源整体简介制作串联反馈型稳压电源的目的要求 一、基本目的 此次工程训练选择使用分立式元器件构成串联反馈型直流稳压电源。学生通过实训了解相关分立式元器件的基本结构、工作原理、特性和参数以及由它们构成的串联型直流稳压电源的工作原理、原理图的设计和参数的计算、元器件的选用、计算机软件实现硬件的仿真、PCB板的设计、电路的安装和调试，最后完成达到技术指标要求的标准产品。 二、基本要求 1、依据性能指标和器件状况，设计稳压电源电子电路，并计算器件参数确定选择器件。（含散热设计）； 2、以本工程训练为实例先学习Protel99SE基本知识，并运用其绘制电源sch原理图和PCB图； 3、学习Proteus知识，对本电源电路进行仿真，最终确定sch和pcb图； 4、掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作； 5、测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。 基本知识介绍 一、电源变压器知识 1．初级(Primary Winding)：是指电源变压器的电源输入端。 2．次级(Secondary Winding)：是指电源变压器的输出端。
3．额定输入电压U：是指电源变压器的初级所接上的电压，也就是电源变压器的工作电压。对GS变压器来说，U＝230V；对BS变压器来说，U＝240V。 4．空载电流I：是指电源变压器的初级接上额定输入电压U而次级不带负载（即开路）时，流过初级的电流。I与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其I也可能不同。 5．空载电压U：是指变压器初级接受上额定输入电压U次级不带负载（即开路）时，次级两端的电压。U与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其U也可能不同。 6．负载电流I：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，流过负载的电流。 7．负载电压U：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，负载两端的电压。 8．定输出功率P：是指变压器在额定输入电压U时的输出功率，它表示变压器传送能量的大小。一般来说，在相同频率下，P越大，变压器的尺寸越大；P相同，即使输出电压U不同，变压器的尺寸也相同，即变压器的价格也应相差无几。 由公式P=U*I可知若输出功率P一定，若输出电压U越高，则输出电流I越低。举例来说，一个输出功率P=10VA的变压器，若输出电压U=24V，则输出电流I= P/U=10VA/24V ＝；若U=12V，则输出电流I=。 电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。 变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。 对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小，额定输出功率，变压器的额定容量，所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器，有四组输出线分别为7V、
串联型稳压电源设计
串联型直流稳压电源 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p≤5mv； 一.原理电路和设计程序 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图所示。220V的交流电经变压器后变成电压值比较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。下图为其基本框架 1.方案比较确定 方案一：用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源 方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电路
上面两种方案中，方案一较简单，但功能较少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。从简单、合理、可靠、经济而且便于购买 的前提出发，选择方案二位最终的设计方案。 2．变压电路 （1）电源变压器T 的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui 。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压 器的效率。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。根据经验，稳压电 路的输出电压一般选取U i =（2～3）Uo 。所以选择15V10W 的变压器。 3.整流和滤波电路 整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据整流滤波电路工作原理图可知： 当正半周时，二极管D1、D2导通（D5、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周； 当负半周时，二极管D5、D4导通（D1、D2截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周 滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加 以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为： 2)2.1~1.1(U U I = 在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 22U U RM = 流过每只二极管的平均电流为： R U I I R D 245.02== 4.稳压电路 交流电压经过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或负载变化时，其平均值也随机变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网的电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得更高的稳定性。 由于成本、元件和仿真的条件限制，稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路和一个保护电路 由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节，造成电路
串联型直流稳压电源课程设计
模拟电子技术课程设计报告 学院电子信息与电气工程学院 专业电子信息科学与技术 班级XXXXXXXXXX 学生姓名XXXXXXXX 学号XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXX
串联型直流稳压电源 一、主要指标和要求 1、输出电压：8~15V可调 =1A 2、输出电流：I 3、输入电压：交流220V +/- 10% m =1.2A 4、保护电流：I 5、稳压系数：Sr = 0.05%/V < 0.5 Ω 6、输出电阻：R 7、交流分量（波纹电压）：<10mV 二、方案选择及电路工作原理 分析电路组成及工作原理； 我们所设计的串联型直流稳压电源为小功率电源，它将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转化为幅值稳定、输出电流为1A以下的可调直流电压。交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框图如图1所示。 1、电源变压器 电源变压器是利用电磁感应原理，将输入的有效值为220V的电网电压转换为所需的交流低电压。变压器的副边电压有效值由后面电路的需要决定。 2、整流电路 整流电路的任务是将经过变压器降压以后的交流电压变换为直流电压。变
压器的选择，除了应满足功率要求外，它的次级输出电压的有效值Ｖ2 应略高于要求稳压电路输出的直流电压值。对于高质量的稳压电源，其整流电路一般都选用桥式整流电路。整流电路常见的有单相桥式整流电路，单相半波整流电路，和单相全波整流电路。 (1)工作原理 单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，如图（a）所示。在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导 电性。根据图1（a）的电路图可知：当正半周时，二极管D 1、D 3 导通，在负载电 阻上得到正弦波的正半周。当负半周时，二极管D 2、D 4 导通，在负载电阻上得到 正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。 (2)参数计算 输出电压是单相脉动电压，通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为 流过负载的平均电流为 流过二极管的平均电流为
串联型直流稳压电源实验报告
模电课程设计实验报告 学校：XX 专业：XXXX 课题：串联型直流稳压电源 指导老师： XXX 设计学生： XXXXXXX XXX 学号：XXXX XXX XXXX 2011/7/4 惠州学院 HUIZHOU UNIVERSITY
目录 一、课题--------------------------------------------------3 二、课题技术指标--------------------------------------------------3 三、设计要求--------------------------------------------------3 四、元件器件清单--------------------------------------------------3 五、设计方案--------------------------------------------------3 六、直流稳压电源的元器件--------------------------------------------------4 七、设计计算--------------------------------------------------6 八、焊接实图--------------------------------------------------8 九、心得体会--------------------------------------------------9
一、课题：串联型直流稳压电源 二、课题技术指标 1、输出电压：8~15V可调 2、输出电流：I O=1A 3、输入电压：交流220V +/- 10% 4、保护电流：I Om =1.2A 5、稳压系数：S r = 0.05%/V 6、输出电阻：R O < 0.5 Ω 7、交流分量（波纹电压）：<10mV 三、设计要求 1、分析电路组成及工作原理； 2、单元电路设计计算； 3、采用分立元件电路； 4、画出完整电路图； 5、调试方法； 6、小结与讨论。 四、元件器件清单 先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。 直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路组成。变压器吧市电交流电压变所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本次设计主要采用串联型直流稳压电路，通过220V 、50HZ交流电压经电源变压器降压后，通过桥式整
串联型稳压直流电源课程设计实验报告
串联型稳压直流电源课程 设计实验报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
串联型直流稳压电源的设计报告 一. 题目: 串联型直流稳压电源的设计。 二. 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv； 三. 电路原理分析与方案设计 采用变压器、二极管、集成运放，电阻、稳压管、三极管等元件器件。220V的交流电经变压器变压后变成电压值较少的交流，再经过桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串流型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也可以调节；同时，为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。 1.方案比较： 方案一.用晶体管和集成运放组成基本串联型直流稳压电源
方案二.用晶体管和集成运放组成的具有保护换届的串联型直流稳压电源. 方案三：用晶体管和集成运放组成的实用串联型直流稳压电压 可行性分析：上面三种方案中，方案一最简单，但功能也最少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。方案三功能最强大，但是由于实验室条件和经济成本的限制，我们也抛弃方案三，因为它牺牲了成本来换取方便。所以从简单、合理、可靠、经济从简单而且便于购买的前提出发，我选择方案二未我们最终的
串联型直流稳压电源设计报告
串联型直流稳压电源设计报告 (2009-06-18 14:59:21) 转载 标签： 杂谈 串联型直流稳压电源设计报告 一、计题目 题目：串联型直流稳压电源 二、计任务和要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv； 三、理电路和程序设计： 1、方案比较 方案一：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压
部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R
两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的2 电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的 减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正 电源相对称，原理一样。 图1 方案一稳压部分电路 方案二：经有中间抽头的变压器输出后，整流部分同方案一一样擦用四个二极管组成的单相 桥式整流电路，整流后的脉动直流接滤波电路，滤波电路由两个电容组成，先用一个较大阻 值的点解电容对其进行低频滤波，再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波，从而使 得滤波后的电压更平滑，波动更小。滤波后的电路接接稳压电路，稳压部分的电路如图2 所示，方案二的稳压部分由调整管，比较放大电路，基准电压电路，采样电路组成。当采样 电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相 输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（升高）；由于电 路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。
串联稳压源的设计
串联稳压源的设计 兰州职业技术学院 电子产品生产工艺课程设计报告串联型稳压电源的设计 电子与信息工程系 应用电子 2013 尹如云任钊 20132491 20130939 指导教师单位指导教师姓名电子与信息工程系 马玲
2014年7月
1、电路指标 ①直流输出电压U o：6V?15V ; ②最大输出电流Io : 500mA ； ③电网电压变化±10%时，输出电压变化小于±1 %; 2、电路初选 图1 :直流稳压电源电路设计初选电路图 由于桥式整流、电容滤波电路十分成熟，这里我们选择桥式整流、电容滤波电路作为电源的
整流、滤波部分。由于要求电源输出电压有一定的调整范围, 稳压电源部分选择串联负反馈 3、变压部分 这一部分主要计算变压器B1次级输出电压（U B1 ）0和变压器的功率P BI。 般整流滤波电路有2V以上的电压波动（设为AU）。调整管T1的管压降（U T1）CE 应维持在3V以上，才能保证调整管T1工作在放大区。整流输出电压最大值为15V。根据 第二章《常用整流滤波电路计算表》可知，桥式整流输出电压是变压器次级电压的 1.2 倍。 当电网电压下降一10%时，变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作, 那么变压器B1次级输出电压（U B1 ）OMIN应该是: (U B1)OMIN =( AU D +( U T1)CE+(U O) MAX ) +1.2 (U B1)OMIN =( 2V + 3V + 15V) +.2= 20V+1.2= 16.67V 则变压器B1次级额定电压为: (U B1)0=( U B1 ) OMIN +0.9 (U B1)O= 16.67V +.9 = 18.5V
串联型直流稳压电源
模拟电子技术课程设计报告 设计名称：串联型直流稳压电源。 学生班级: 学生姓名: 学生学号： 设计时间：2018年1月5日 一、设计任务和要求 1）用晶体管组成设计串联式直流稳压电源电路 2）要求输出： 输出直流电压Vo＝12V±0.2V在此基础上电压值可调。 输出直流电流Io＝0-200mA 电网电压(220V>波动范围为10% 输出内阻ro<＝0.1Ω 输出纹波电压Voac<＝2mV 有过流保护 3> 画出电路图，写总结报告《模拟电子技术课程设计》二．原理与实现思路
本设计设计的是直流稳压电源，直流稳压电源一般是由电源变压器，整流电路，滤波电路，和稳压电路组成。 三．电路方案<理论计算） A.变压器的设计和选择 本次课程设计的要求是输出输出直流电压Vo＝12V±0.2V，输出电压较低，而一般的调整管的饱和管压降在2-3伏左右，由， 为饱和管压降，以饱和管压降=3伏计算，为了使调整管工作在放大 区，输入电压最小不能小于12V，为保险起见，可以选择220V-15V的变压器，再由P=UI可知，变压器的功率应该为0.2A×12V=2.4w，所以变压器的功率绝对不能低于2.4w，并且串联稳压电源工作时产生的热量较大，效率不高，所以变压器功率需要选择相对大些的变压器。结合市场上常见的变压器的型号，可以选择常见的变压范围为220V-15V，额定功率5W，额定电流1A的变压器。
B.整流电路的分析与理论计算。 整流二极管的伏安特性 ；正向导通为0，正向电阻为0. 方案一：单相半波整流电路 u 2 的正半周，D导通，A→D→R L→B，u O= u2。 u 2的负半周，D截止，承受反向电压，为u 2； u O =0。 <2）U O 知识原理要点 直流稳压电源原理框图如图4－1 所示。 四、实验原理 图为串联型直流稳压电源。它除了变压、整流、滤波外，稳压器部分一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压Vo变化时，取样电路将输出电压Vo的一部分馈送回比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，补偿Vo 的变化，从而维持输出电压基本不变。 当输入电压(VI)改变时，能自动调节(VCE)电压的大小，使输出电压(Vo)保持恒定。例如：VI↑→Vo↑→经取样和放大电路后→IB↓→VCE↑→Vo↓ VI是整流滤波后的电压，T为调整管，A为比较放大电路，VREF为基准电压，它由稳压管Dz与限流电阻R构成。R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。 工作原理图及功能方框图 假设由于某种原因（如电网电压波动或者负载电阻变化等）使输出电压上升，取样电路将这一变化趋势送到比较放大管的基极，与发射极基准电压进行比较，并且将二者的差值进行放大，比较放大管的基电极电位（即调整管的基极电位）降低。由于调整管采用射极输出形式，所以输出电压必然降低，从而保证Uo基本稳定。 稳压电路由于直接用输出电压的微小变化量去控制调整管。其控制作用较小，所以，稳压效果不好。如果在电路中增加一级直流放大电路，把输出电压的微小变化加以放大，再去控制调整管，其稳压性能便可大大提高，这就是带放大环节的串联型稳压电路。 当输入电压Ui增大(或减小)时，串联型稳压电路的稳压原理可用电路来说明。图中可变电阻R与负载RL相串联。若RL不变。增大(或减小)R值使输入电压Ui变化全部降落在电阻R 集成直流稳压电源设计报告 一、计题目 题目：集成直流稳压电源 二、计任务和要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V 、9V 两档，正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA ，最大电流为500mA ； 3、纹波电压峰值▲Vop-p ≤5mv ； 三、理电路和程序设计： 1、方案比较 方案一：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由E B BE U U U -=可知BE U 将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R 两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。 图1 方案一稳压部分电路 方案二：经有中间抽头的变压器输出后，整流部分同方案一一样擦用四个二极管 组成的单相桥式整流电路，整流后的脉动直流接滤波电路，滤波电路由两个电容组成，先用一个较大阻值的点解电容对其进行低频滤波，再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波，从而使得滤波后的电压更平滑，波动更小。滤波后的电路接接稳压电路，稳压部分的电路如图2所示，方案二的稳压部分由调整管，比较放大电路，基准电压电路，采样电路组成。当采样电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（升高）；由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。 图2 方案二稳压部分单元电路 对以上两个方案进行比较，可以发发现第一个方案为线性稳压电源，具备基本的稳压效果，但是只是基本的调整管电路，输出电压不可调，而且输出电流不大，而第二个方案使用了运放和调整管作为稳压电路，输出电压可调，功率也较高，可以输出较大的电流。稳定效果也比第一个方案要好，所以选择第二个方案作为本次课程设计的方案。 2、电路框图 整体电路的框架如下图所示，先有22V-15V的变压器对其进行变压，变压后再对其进行整流，整流后是高低频的滤波电路，最后是由采样电路、比较放大电路和基准电路三个小的单元电路组成的稳压电路，稳压后为了进一步得到更加稳定的电压，在稳压电路后再对其进行小小的率波，最后得到正负输出的稳压电源。 钦州学院 模拟电子技术课程设计报告 串联型连续可调直流稳压正电源设计 院系 专业 学生班级 姓名 学号 指导教师单位物理与电子工程学院 指导教师姓名 指导教师职称讲师 2013年10月 串联型连续可调直流稳压正电源 电子信息工程专业2010级 指导教师 摘要：根据设计的指标和要求，以集成三端稳压管为核心，构成稳压电路，加上电源变压、整流滤波网络，设计出集成直流稳压电源。市电220V由电源变压器变压为24V后，经桥式整流电路整流和电容滤波，便可接三端稳压管的稳压电路得到所需的连续可调直流稳压正电源。本系统工作可靠，性能稳定，电路简单，还具有防反接、过流保护功能。经测试，本系统动能完善，很好的实现了各项设计指标。 关键词：串联，电源，可调，稳压 设计目的: （1）进一步掌握模电电子技术课程所学的理论知识。 （2）熟悉几种常用稳压电源芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 （3）掌握Multisim仿真软件的使用。 （4）学习Altium Designer基本知识，并运用其绘制电源sch原理图和PCB图； （5）掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作； （6）懂得测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。 设计技术指标与要求: （1）基本功能 设计制作一串联型连续可调直流稳压正电源电路。 （2）基本要求 ①输出直流电压1.5∽10V可调； m=300mA；（有电流扩展功能） ②输出电流I O ③稳压系数Sr≤0.05； 目录 前言 (1) 1串联型连续可调直流稳压正电源 (1) 1.1 设计方案 (1) 1.2 设计所需要元件 (2) 2 设计原理 (2) 2.1 电源变压部分 (3) 2.2 桥式整流电路部分 (3) 2.3 电容滤波电路部分 (4) 2.4 直流稳压电路部分 (5) 2.5 原理及计算 (5) 3电路仿真 (6) 3.1 电路仿真 (6) 4电路连接测试 (7) 4.1 安装焊接 (7) 4.2 测试 (9) 4.2.1 使用仪器 (9) 4.2.2 测试结果 (9) 5设计体会 (9) 参考文献 (10) 课程设计 课程名称模电课程设计 题目名称串联型直流稳压电源 学生学院物理光电工程 专业班级电子科学与技术3班 学号 学生姓名郭忠迪 指导教师刘力斌 2012年10月27日 串联型直流稳压电源 一．设计任务与要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv； 任务：1、了解带有放大环节串联型稳压电路的组成和工作原理； 2、识图放大环节串联型稳压电路的电路图； 3、仿真电路并选取元件； 4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路； 5、用仪器仪表对电路调试和测量相关参数； 6、撰写设计报告、调试 二．原理电路设计 1、整理电路框图的设计； 采用变压器、二极管、集成运放，电阻、稳压管、三极管等元器件。220V的交流电经变压器变压后变成电压值较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也可以调节；同时，为了扩大输出大电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。如下图。 2、方案的比较； 方案一：用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源。如图 方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电源。如图。 方案三：用晶体管和集成运放组成的实用串联型直流稳压电源。如图。 方案的可行性分析： 方案一最简单，但功能也最少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一；方案三功能最强大，但是由于实验室条件和经济成本的限制，我们也抛弃方案三，因为它是牺牲了成本来换取方便。所以从简单、合理、可靠、经济从简单而且便于购买的前提出发，我们选择方案二为我们最终的设计方案。 三、单元电路设计及元件选择； 交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电。下面就各个部分的作用和功能来选择合适的元器件。 （1）电源变压器 直流电源的输入为220V 的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。根据经验，稳压电路的输入电压一般选取O U )32(～=I U 。所以选择15V10W 的变压器。具体的mulitism 仿真用TS_POWER_10_1。 （2）整流电路。 通过整流电路把交流电压转换成直流电压，即将正弦波电压转换成单一方向的脉动电压。查阅资料知有，有半波整流电路和全波整流电路。全波整流电路和 半波整流电路相比，在相同的变压器的副边电压下，对二极管的要求参数是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。而且更重要的是我们要求输出正负两档的电压的，如果将全波整流电路变压器的副边接地，并将两个负载电阻电阻接地。那么负载上就分别获得正负电源了。因此选择全波整流电路。如图。 整流电路的主要参数： 主要参数： 输出电压平均值)(AV O U ：负载电阻上电压的平均值 输出电流平均值L(AV)I ：负载电阻上电流的平均值 整流输出电压的脉动系数S ：整流输出电压的基波峰值M O U 1与输出电压平均值)(AV O U 之比，因而S 愈大，脉动愈大。 二极管的选择： 考虑到电网电压波动范围为±10％，整流二极管的极限参数最高反向工作电压和最大整流平均电流应满足： 所以选择 Ur>× ×15≈23V ， 实际选择整流桥来整流，型号为KBP307,额定电流为3A 电压为700V. (3)滤波电路 整流电路输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流成分。所以还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。为了获得较好的滤波效果，在实际电路中电容容量满足RLC=(3～5)T/2.由于采用电解电容，考虑到电网电压的波动范围为±10%,电容的耐压值应大于22U .实际采用电路是电容滤波电路。电解电容为2200uf,耐压值为25V. (4)稳压电路 虽然整流滤波电路能将正弦交流电压变换成较为平滑的直流电压，但是但电网电压波动时，输出电压将随之产生波动。故此采用稳压管稳压电路来稳定输出电压。 ) (d sin 2π1 π0 2O(AV)t t U U ωω?=22O(AV)9.0π22U U U ≈=L 2L O(AV)L(AV)9.0R U R U I ≈=2串联稳压电路工作原理
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