模電課程設(shè)計(jì)--串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源

1、<p><b>　　串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　(課 題)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　引言···········

2、;····································

3、83;·3</p><p>　　設(shè)計(jì)題目······························

4、83;····························3</p><p>　　技術(shù)指標(biāo)···

5、83;····································&

6、#183;··················3</p><p>　　設(shè)計(jì)要求·············&

7、#183;····································

8、;·········3</p><p>　　方案選擇及電路工作原理·····················

9、3;·······················3</p><p>　　單元電路設(shè)計(jì)及計(jì)算········

10、;····································

11、83;····5</p><p>　　元器件的選擇及元器件清單··························&

12、#183;················7</p><p>　　總電路圖及仿真圖，··············&#

13、183;···································8</

14、p><p>　　安裝、調(diào)試中遇到的問題，解決的方法及實(shí)驗(yàn)效果·······················9</p><p>　　電路性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果及對(duì)成果的評(píng)價(jià)&

15、#183;·······························10</p><p>　　收獲與心

16、得體會(huì)····································&

17、#183;·············10</p><p>　　參考文獻(xiàn)··················

18、····································

19、3;·11</p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姟Ｕ髌靼呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)

20、定的直流電，并實(shí)現(xiàn)電壓可在8~15V可調(diào)。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一臺(tái)串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源</p><p><b>　　三、技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p>　　1、輸出電壓：8~15V可調(diào)</p><p>　　2、輸出電

21、流：IO=1A</p><p>　　3、輸入電壓：交流220V +/- 10%</p><p>　　4、保護(hù)電流：IOm =1.2A</p><p>　　5、穩(wěn)壓系數(shù)：Sr = 0.05%/V</p><p>　　6、輸出電阻：RO < 0.5 Ω</p><p>　　7、交流分量（波紋電壓）：<10mV&

22、lt;/p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1、分析電路組成及工作原理；</p><p>　　2、單元電路設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p>　　3、采用分立元件電路；</p><p>　　4、畫出完整電路圖；</p><p><b>　　5、

23、調(diào)試方法；</b></p><p><b>　　6、小結(jié)與討論。</b></p><p>　　五、方案選擇及電路工作原理</p><p><b>　　（一）方案選擇：</b></p><p>　?。?）硅穩(wěn)壓管并聯(lián)式穩(wěn)壓電路。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但電壓固定，負(fù)載能力小。</p>

24、<p>　?。?）串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。該電路的輸出電源穩(wěn)定性，負(fù)載能力和可調(diào)性能都較好。</p><p>　?。?）三段集成穩(wěn)壓器。這種電路的實(shí)質(zhì)是第（2）種電路的集成化和優(yōu)化。</p><p>　?。?）串聯(lián)或并聯(lián)型穩(wěn)壓電源。這種電路的最大優(yōu)點(diǎn)是效率高，可達(dá)75%~90%。</p><p>　　方案（2）是我們模電課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。所以我們選擇方案（2

25、）為設(shè)計(jì)對(duì)象。</p><p>　?。ǘ╇娐饭ぷ髟恚?lt;/p><p>　　電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。</p><p>　　電網(wǎng)供給的交流電壓U1(220V,50Hz) 經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓U2，然后由整流電路變換成方向不變、大小

26、隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓U3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓UI。但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變動(dòng)而變化。在對(duì)直流供電要求較高的場(chǎng)合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。其原理框圖如圖（1）所示。</p><p>　?。?）變壓部分通過變壓器即可實(shí)現(xiàn)</p><p>　　（2）整流部分一般采用橋式整流，可采用4個(gè)整流二極管接成橋式，也

27、可采用二極管整流橋堆。</p><p>　?。?）濾波部分在輸出電流不大的情況下一般采用電容濾波即可。</p><p>　?。?）穩(wěn)壓部分由串聯(lián)型穩(wěn)壓電路構(gòu)成，采用恒流源電路作為放大管的集電極負(fù)

28、 并且采用了調(diào)整管過流保護(hù)電路，式穩(wěn)壓電路的性能得到提高。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路框圖如下：</p><p>　　六、單元電路設(shè)計(jì)及計(jì)算：</p><p>　　（一）

29、確定變壓器次級(jí)電壓</p><p>　　考慮到最低電壓為~220- 10% =198V，此時(shí)次級(jí)應(yīng)有 15V，所以正常（~220V）時(shí)有：</p><p>　?。ㄈ┰骷?shù)選擇</p><p><b>　　1、調(diào)整管選擇</b></p><p>　　最高輸入電壓發(fā)生在 ~220+10% =242V 此時(shí)變壓器次

30、級(jí)電壓U次 =18.7V</p><p>　　極端情況，負(fù)載短路，且考慮峰值： 取BVCEO=100V</p><p>　　最大電流：IOM >=1.2A</p><p><b>　　最大管壓降：</b></p><p><b>　　最大集電極功耗：</b></p>&l

31、t;p>　　2、選基準(zhǔn)電壓、穩(wěn)壓管</p><p>　　選DZ1=6V ，可選穩(wěn)壓管2CW IDZ=10mA</p><p><b>　　3、取樣電路</b></p><p>　　一般取樣電流為30~50mA ，取 </p><p><b>　　4、調(diào)整電路</b></p&g

32、t;<p>　　IOM=1.5mA 取β1=β2=50</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　取 R2=2kΩ</b></p><p><b>　　5、保護(hù)電路</b></p><p>　　當(dāng)IOM =1.2A時(shí)保護(hù)， 取R

33、O=0.6Ω , URO=1.2*0.6=0.72V</p><p>　　七、元器件選擇及元器件清單：</p><p><b>　　(一)元器件選擇：</b></p><p>　　1.二極管：整流用二極管就原理而言，從輸入交流中得到輸出的直流是整流。</p><p>　　2.三極管：電流放大器件，但在實(shí)際使用中常常

34、利用三極管的電流放大作用。</p><p>　　3.電阻： 電阻的種類繁多，從構(gòu)成的材料來(lái)分，有碳質(zhì)電阻器、碳膜電阻器、金屬膜電阻器、線繞電阻器等。從結(jié)構(gòu)形式來(lái)分，有固定電阻器、可變電阻器和電位器三種。 </p><p>　　4.電容：一種儲(chǔ)能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、整流、能量轉(zhuǎn)換等。</p><p>　　5.變壓器：變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導(dǎo)線

35、之線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。</p><p><b>　?。ǘ┰骷鍐?lt;/b></p><p>　　八、總電路圖及仿真圖：</p><p><b>　?。ㄒ唬┛傠娐穲D</b></p><p><b>　　（二）仿真圖</b></p><p>

36、　　九、安裝、調(diào)試中遇到的問題，解決的方法及實(shí)驗(yàn)效果</p><p><b>　　（一）安裝：</b></p><p>　　安裝好后，首先檢查電路的元件是否有裝配錯(cuò)誤，特別應(yīng)檢查晶體管、二極管、二極管及電解電容等元件的極性有無(wú)接反。再檢查焊點(diǎn)有無(wú)漏焊、虛焊，特別應(yīng)注意焊點(diǎn)之間或線路 間有無(wú)短接，防止通電后由于某一部分的短路導(dǎo)致原器件損壞。</p><

37、;p><b>　?。ǘ┱{(diào)試</b></p><p>　?。?）調(diào)Rw1，看輸出電壓是否隨之變化，變化正常則說(shuō)明電路工作正常，否則，先排除故障再調(diào)試。</p><p>　　（2）將輸出電壓調(diào)在額定值4.5V，然后改變Rl數(shù)值，使輸出電流達(dá)到80mA,這時(shí)輸出電壓應(yīng)基本不降低。當(dāng)輸出電流升高到100mA后，過流保護(hù)電路工作，是輸出電壓逐漸降低，起到限流保護(hù)作用。&

38、lt;/p><p>　?。?）將輸入電壓變化約5%或10%，這時(shí)輸出電壓應(yīng)穩(wěn)定在正常值。如穩(wěn)定不良，則應(yīng)檢查取樣電路，基準(zhǔn)電路，輸入電壓及調(diào)整管，比較放大器等各級(jí)電壓。比較放大器基極電位太高或太低將引起集電極電位太高或太低，這會(huì)造成穩(wěn)定不良。原因可能是作基準(zhǔn)電壓用的二極管基準(zhǔn)電壓不對(duì)或取樣電阻，微調(diào)電位器阻值不對(duì)或損壞。</p><p><b>　?。ㄈ┕收戏治觯?lt;/b>

39、;</p><p>　?。?）Vo=0,這是由于調(diào)整管T1截止或Vi不正常造成的。首先查整流濾波電路輸出電壓，如其不正常，則先檢查和排除整流濾波電路故障；如其為正常值，則說(shuō)明調(diào)整管或電路其他部分有故障?？蓴嚅_T1基極，觀察輸出電壓有無(wú)變化，如Vo升高接近Vi，則說(shuō)明故障再比較放大級(jí)，檢查T3是否損壞或斷路，各點(diǎn)連接是否正確，找到故障并排除之。</p><p>　　（2）Vo=V1左右時(shí)，說(shuō)

40、明調(diào)整管T1飽和，把T3集電極斷開，如Vo降到0，表明調(diào)整級(jí)良好，故障出在比較放大級(jí)，檢查比較放大部分，找到故障并排除之。如Vo仍不下降，表明故 障在調(diào)整管部分，并找到故障并排除。</p><p><b>　?。ㄋ模?shí)驗(yàn)效果：</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)效果跟理論計(jì)算和仿真有區(qū)別。尤其是第一次去實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果很離譜，</p>&l

41、t;p>　　不過后來(lái)問了老師和找網(wǎng)上資料把問題化簡(jiǎn)了很多。最終結(jié)果還是有區(qū)別。不過我們已經(jīng)算比較滿意了。畢竟這是我們第一次做課程設(shè)計(jì)。我們相信下次會(huì)做的更好</p><p>　　十、電路性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果及對(duì)成果的評(píng)價(jià)</p><p>　　我們將所有的元器件安裝完成后，必須仔細(xì)對(duì)照電路圖檢查線路是否正確，看有沒有接錯(cuò)的地方。然后接通220V電源，按下主電路開關(guān)SW1，用萬(wàn)用表檢測(cè)輸出端

42、有無(wú)電壓輸出，若無(wú)電壓輸出，則檢測(cè)輸出端以前的電路每點(diǎn)的電位，找到電位異常的點(diǎn)后，可斷開電源，仔細(xì)分析原因，檢測(cè)此部位的元器件是否存在有虛焊的情況，用萬(wàn)用表的蜂鳴檔檢測(cè)是否有短路或是開路。對(duì)電路整體進(jìn)行分析排查，看是否有元器件因?yàn)槟滁c(diǎn)的短路而燒壞的，逐級(jí)進(jìn)行。反復(fù)調(diào)試，直到找到原因所在。</p><p>　　調(diào)試完成后，測(cè)試主電路的輸出范圍，是否滿足8~15V這個(gè)檔位。觀察電主路輸出電壓實(shí)際值為多少，一般做出來(lái)之

43、后范圍在11~20V左右，在仔細(xì)分析產(chǎn)生誤差的原因，可知由于取樣電路的的阻值與理論計(jì)算值是存在一定的差異，可以對(duì)照原理圖將取樣部分的電阻R5、R6、R7、R8全都換成500Ω精密可調(diào)電阻，調(diào)動(dòng)這些可調(diào)電阻，使其輸出電壓的范圍在8~15V這個(gè)檔位之間連續(xù)變化。這樣，整個(gè)直流穩(wěn)壓電源就做好了。</p><p>　　我對(duì)這次課程設(shè)計(jì)還是比較滿意的。在做課程設(shè)計(jì)期間：我跟隊(duì)友一起討論，一起找資料。經(jīng)過幾個(gè)星期的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)

44、我們終于把它完成了。不過在電腦上仿真跟在實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作時(shí)很大 區(qū)別。最后我們通過問老師和網(wǎng)上找資料把大部分問題的解決了。</p><p>　　十一、收獲與心得體會(huì)：</p><p>　　通過這次穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì),使我鞏固和加深了在模擬電子技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)整流電路,濾波電路,穩(wěn)壓電路等的認(rèn)識(shí)更加深刻,并學(xué)會(huì)查閱相關(guān)手冊(cè)和資料，提高了分析問題，解決問題的能力；也使我基本掌握了設(shè)計(jì)軟

45、件Multisim2001的使用方法,且初步掌握了電子電路的設(shè)計(jì)方法,在以后還需多加練習(xí)，熟練掌握；</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的過程，在設(shè)計(jì)中遇到了許許多多的實(shí)際問題，在理論上正確的結(jié)果在模擬時(shí)可能出現(xiàn)各種各樣意料之外的結(jié)果，這就需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過程中從實(shí)際出發(fā)，盡可能的考慮到實(shí)際情況。另外，在遇到問題時(shí)要學(xué)會(huì)用理論聯(lián)系實(shí)際的方法分析問題，解決問題；</p><p&

46、gt;　　回顧本次課程設(shè)計(jì)，至今感慨頗多，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，使我懂得了理論和實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正掌握知識(shí)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力；</p><p>　　我們相信有了這次課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，下次可以完成的更好更有效率。</p><p><b>　　十二、參考文獻(xiàn)<