直流穩(wěn)壓電源課程設計---串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源

1、<p>　　《模擬電子技術(shù)基礎》</p><p>　　串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源</p><p>　　專 業(yè)：電子信息工程</p><p><b>　　班 級: </b></p><p><b>　　學 號: </b></p><p><b>

2、　　姓 名：</b></p><p><b>　　指導老師：</b></p><p><b>　　完成時間：</b></p><p><b>　　《目 錄》</b></p><p>　　1．課程設計的要求和設計的任務 </p><p&

3、gt;<b>　　2．基本工作原理</b></p><p><b>　　3. 設計的方法</b></p><p>　　4．電路工作原理及參數(shù)選擇</p><p>　　5 .仿真實驗測量及主要技術(shù)指標</p><p><b>　　6．心得體會</b></p><

4、;p><b>　　7．參考文獻</b></p><p><b>　　設計任務和要求</b></p><p>　　本節(jié)的設計任務就是采用分立元器件設計一臺串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。其功能和技術(shù)指標如下：</p><p>　?。?）輸出電壓Uo可調(diào)：6~12V.</p><p>　?。?）輸出額定電流Io=

5、500mA.</p><p>　　（3）電壓調(diào)整率Ku≤0.5.</p><p>　?。?）電源內(nèi)阻Rs≤0.1.</p><p>　?。?）過載電流保護：輸出電流為600mA時，限流保護電路工作。</p><p><b>　　基本工作原理</b></p><p><b>　　直流穩(wěn)壓電

6、源的組成</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源包括變壓器，整流，濾波，穩(wěn)壓電路，負載組成。其框圖如下</p><p><b>　　設計方案</b></p><p>　　整流電路：交流電壓轉(zhuǎn)變成單向脈動直流電</p><p><b>　　1、半波整流</b></p>&l

7、t;p>　　U0===U2=0.45U2</p><p><b>　　2、橋式整流</b></p><p>　　然而單相橋式整流電路與半波整流電路相比，在相同的變壓器副邊電壓下，對二極管的參數(shù)要求式一樣的，并且還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動小等優(yōu)點，因此在次設計中我選用單相橋式整流電路。</p><p>　　在調(diào)整管部分，既可以采

8、用單管調(diào)整也可以采用復合管調(diào)整，但在此設計中要求額定電流Io=500mA，如果用單管的話，可能不能達到這么大的輸出電流，因此在此設計中我選用復合管做調(diào)整管。</p><p><b>　　濾波電路：</b></p><p>　　經(jīng)整流后的電壓仍具有較大的交流分量，必須通過濾波電路將交流分量濾掉。盡量保留其輸出中的直流分量，才能獲得比較平滑的直流分量。</p>

9、<p>　　可以利用電容兩端電壓不能突變或流經(jīng)電感的電流不能突變的特點，將電容與負載并聯(lián)，或?qū)㈦姼信c負載串聯(lián)就能起來濾波作用。</p><p><b>　　穩(wěn)壓電路：</b></p><p>　　由于濾波后的直流電壓Ui受電網(wǎng)電壓的波動和負載電流變化的影響（T的影響）很難保證輸出電流電壓的穩(wěn)定。所以必須在濾波電路和負載一直加上穩(wěn)壓電路，才能保證輸出直流電

10、壓的進一步穩(wěn)定。</p><p>　　四、電路工作原理及參數(shù)選擇</p><p><b>　　1. 電路工作原理</b></p><p>　　如下圖基本電路圖所示，220V交流電經(jīng)變壓器產(chǎn)生低壓交流電，VD1、VD2、VD3、VD4和C1構(gòu)成整流濾波電路，產(chǎn)生20V的直流電壓，VT4和Ro為過流保護電路，VT1、VT2為電壓調(diào)整器，VT3、VD

11、5、R1、R2、R3、Rp構(gòu)成輸出電壓取樣比較電路，Rp調(diào)整輸出電壓大小。</p><p>　　穩(wěn)壓過程。當輸出電壓Uo因某種原因下降時，VT3的基極電壓UBY也下降，VD5兩端的電壓恒定，因此VT3的UBE電壓隨之下降，VT3的工作點往截止區(qū)靠近，就造成VT3的集電極電壓UC上升，即VT2的基極電壓上升，從而使調(diào)整管VT1的UCE電壓下降，使輸出電壓上升。若輸出電壓Uo因某種原因上升時，其過程恰好相反。這樣輸出

12、電壓因某種原因變化時，VT1和VT2構(gòu)成的電壓調(diào)整器就能夠調(diào)整輸出電壓，使其保持恒定。</p><p>　　輸出電壓調(diào)整過程。RP用于調(diào)整輸出電壓大小。當RP滑動端向上滑時，VT3的基極電壓UB就上升，VD5兩端的電壓恒定，因此VT3的UBE電壓隨之上升，集電極電壓UC就下降，即VT2的基極電壓下降，從而使調(diào)整管VT1的UCE電壓上升，使輸出電壓變小。若當RP滑動端向下滑時，輸出電壓則會變大。</p>

13、<p>　　過流保護過程。VT4和Ro為過流保護電路,Ro阻值比較?。ù蠹s為1歐）。當輸出電流Io較小時，在Ro上產(chǎn)生的電壓較小，不足以使VT4導通，因此其不起作用。當輸出電流Io過大時，在Ro上產(chǎn)生的電壓較大，使VT4導通，VT4的集電極電壓下降，即VT2的基極電壓下降，電壓調(diào)整管VT1的UCE電壓增大，使輸出電壓下降，起到保護作用。</p><p><b>　　2. 確定電路參數(shù)<

14、;/b></p><p>　?。?）電源變壓器T。若要求調(diào)整管VT1不進入飽和區(qū)，則Uimin≥Uomax+(2~3)V=15V:</p><p>　　Ui=Uimin/(1-10%)=20V </p><p>　　U2=Ui/1.2=16.7V</p><p>　　考慮整流二極管和變壓器T的降壓等因素，取U2=15V。</p&g

15、t;<p>　?。?）整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4</p><p>　　IDM ≥Io/2=250mA</p><p>　　URM≥ √2*(1+10%)U2=25.9V</p><p>　　由此可知，VD1、VD2、VD3、VD4選擇1N4001.</p><p><b>　　濾波電容C1</b

16、></p><p>　　根據(jù)電容C1的表達式</p><p>　　C1=(3~5）T/2 /RLmin</p><p>　　已知輸入交流電的周期</p><p>　　T=1/f=0.02s</p><p>　　RLmin=Uimin/Io=36歐</p><p><b>　　因

17、此</b></p><p>　　C1=2T/RLmin=1111uF</p><p><b>　　對于耐壓，因為</b></p><p>　　URM≥√2U2max=√2(1+10%)U2=25.9V</p><p>　　所以C1選用2200uF/25V的鋁電解電容器。</p><p>

18、;<b>　?。?）調(diào)整管VTI</b></p><p>　　U(BR)CEO1>UCE1max=Uimax-Uomin=Uimax=20V</p><p>　　ICM1>IO=500mA</p><p>　　PCM1>IOUCE1MAX=16.5W</p><p>　　因此，調(diào)整管VT1選用D880三

19、極管，參數(shù)為U(BR)CEO=60V, ICM=3A, PCM=;并測得β1=50，rbe1=40歐。</p><p>　?。?）其他小功率管VT2、VT3、VT4</p><p>　　U(BR)CEO> UCEmax =22V</p><p>　　ICM ≥Io/β1=10m</p><p>　　PCM≥IoUCEmax/β1=220

20、mA</p><p>　　因此，VT2、VT3、VT4選用9013，其U(BR)CEO=30V,ICM=300mA,PCM=700mW,并側(cè)得β=100.</p><p>　?。?）基準電路UZ與R3.根據(jù)UZ≤UOmin=6V,IZmin>5mA和α，γ盡量要小的原則，選用2CW11穩(wěn)壓管，其參數(shù)為：UZ=3.2~4.5V ，IZmin=10mA ,IZmax =55mA.&l

21、t;/p><p><b>　　由</b></p><p>　　(Uomax-Uz)/ IZmax ≤ R3≤ (Uomin-Uz) / IZmin</p><p><b>　　得 </b></p><p>　　148歐≤R3≤ 215歐</p><p>　　因此R3選取20

22、0歐的電阻。</p><p>　?。?）取樣電路R1,Rp1,R4。當負載開路時，提供調(diào)整管VT1的泄流通路，故通過取樣電路的最小電流為2%×Io=10mA.</p><p><b>　　設 </b></p><p>　　Rz=R1+Rp+R2=Uomin/2%Io=600歐</p><p><b>

23、　　因此</b></p><p>　　Nmin=(Uz+UBE(on))/Uomin=0.76 </p><p>　　Nmax= (Uz+UBE(on))/Uomax=0.38</p><p>　　R2=RZ× Nmin=228歐</p><p>　　Rp=RZ× Nmax-R2=228歐</p>

24、<p>　　R1= RZ-R2- Rp=144歐</p><p>　　所以，選取 R2=235歐，R1=130歐， Rp=240歐，功率為1/8W。</p><p>　　（8）保護電路Ro. 當輸出電流為600mA并流過檢測電阻Ro，使URO≥UBE(on)時，VT4導通，限流保護電路開始工作。此時</p><p>　　Ro= UBE(on)/Io

25、 =1.2歐</p><p>　　PRO=IoIoRo=0.43W</p><p>　　因此，Ro選取1.2歐/1W的電阻。</p><p>　　仿真實驗測量及主要技術(shù)指標</p><p>　　1、整流電路的波形、濾波后的波形、通過穩(wěn)壓電路后的波形</p><p>　　各項技術(shù)指標的測量方法及記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)波形<

26、;/p><p>　?。?）副邊電壓U2及輸出電壓Ui的測量</p><p>　?。?）電路中各個晶體管的靜態(tài)工作點測量</p><p>　　VT1的靜態(tài)工作點的測量</p><p>　　VT2的靜態(tài)工作點的測量</p><p>　　VT3的靜態(tài)工作點的測量</p><p>　　VT4的靜態(tài)工作點的測

27、量</p><p>　?。?）當流經(jīng)負載RL的電流為400mA時的電路圖</p><p><b>　　輸出電壓的范圍測量</b></p><p><b>　　Uomax</b></p><p><b>　　Uomin </b></p><p>　　Uom

28、in≤Uo≤Uomax</p><p><b>　　六、心得體會</b></p><p>　　一個學期結(jié)束了，在上了這么久的模擬電子技術(shù)基礎課程，在最后的一次課程設計中，我發(fā)現(xiàn)了許多的問題。發(fā)現(xiàn)自己對模擬電子這門課還存在很多的不足之處，理論知識的理解不是很深。下面的自己寫哈呵呵</p><p><b>　　七、參考文獻</b&g