模电课程设计(最终版)
模拟电子技术课程设计
学生姓名: 谢钊新
课程题目: +15V精密直流稳压电源的设计专业班级: 电子科学与技术1121班
联系电话: 137********
邮箱: 719633061@https://www.wendangku.net/doc/e510805831.html,
指导老师:王骥
一．课题名称：
+15V 精密直流稳压电源的设计
二．设计任务与要求
（一） 基本要求：
a. 输出电压为： +15V;误差不超过±10mv
b. 当交流电网电压在180V 至250V 范围内变化或负载电流在零至80mA 范围内变化
时，输出电压的变化不超过10mv c. 具有过流保护及短路保护功能;
d. 过流保护临界电流在100mA 至300mA 范围内
（二）一般要求：
1．综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。
2．通过查阅手册和文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。 3．熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。 4．学会电子电路的分析、调试及安装技能。 5．进一步熟悉电子仪器的正确使用。
三．设计原理及假设
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1所示。
+ 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u 1 u 2 u 3 u I u I _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _
（a ）稳压电源的组成框图
（b ）整流与稳压过程
图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程
1．电源变压器
电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压u 1变换为整流电路所需要的交流电压u 2。电源变压器的效率为：
1
2
P P =
η
其中：2P 是变压器副边的功率，1P 是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示： 表1 小型变压器的效率
副边功率
2P
VA 10< VA 30~10 VA 80~30
VA 200~80
效率η
0.6
0.7
0.8
0.85
因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。 2．整流和滤波电路
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u 2变换成脉动的直流电压u 3。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：
22.1U 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 2
45.02==
其中：R 为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C 提供放电通路，放电时间
常数RC 应满足：
2
)5~3(T RC >
其中：T = 20ms 是50Hz 交流电压的周期。 3．稳压电路
由于输入电压u 1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压U I 会随着变化。因此，为了维持输出电压U I 稳定不变，还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。
四．方案原理图
1、电路图设想如下
2、电路图分析：
交流电经过15：1的变压器，得到交流电流12~17的交流电。
整流电路：稳压环节：
电路的优点：思路清晰、简单，用电路仿真软件就可以仿真，且仿真结果基本正确。
电路的缺点：所用元件较多，电路焊接比较麻烦。
五．电路调试
1、仿真输出电压：
变化幅度：15.004~15.014V
2、仿真输出电流：
输入交流电压为180V时
输入交流220V
输入交流电压为250V时
六．使用元件
可调工频电源双踪示波器万用表晶体二极管3N248×4 集成稳压器LM7815kc 电阻器、电容器若干交流电压源
七．收获体会
由于我们小组中我看过《电容传感器压强测量》的实验电路。所以，我们原本准备自己设计出一个电压源。但是，在设计过程中总会出现各种各样的问题，尤其是元器件数值的选取，在这方面细小的差别就会导致实验结果不符合要求，但是具体数值的选取无法给定就不可能完成，所以我在这方面遇到了不小的问题，至于电路的构思、设计、连接方面问题都不是很大。随后我就在网上搜索到了相关的资料，发现别人的电路确实有可取的地方，于是我们在理解、熟悉资料中电路以及思想的基础上采用了资料中所提供的方法，取得了良好的实验结果，在本次设计中，虽然我做的谈不上差强人意。但是该题强化了我对电流源电路的理解，在这部分研究的较为深入。这对我学习模电其他部分的知识以及以后电路方面的课程创造了一种新的学习方法。
总的来说，在这个课题研究的过程中，对于我个人，受益匪浅。
八．参考文献
[1] 童诗白.模拟电子技术基础（第四版），高等教育出版社,2006.5；
[2] 王骥、王立臣.模拟电路分析与设计，清华大学出版社, 2012.7；
[3] 百度文库．模电课程设计—+15V精密直流稳压电源的设计，2012.3。