《模拟电子技术》课程设计报告串联型直流稳压电源设计.doc

模拟电子技术课程设计报告设计题目：串联型直流稳压电源设计姓 名：贺涛学 号：1303270121班 级：电子11301指导老师：周利兵老师同组姓名：李国亮设计时间: 2015年1月成 绩： 目录一 设计任务与要求.1二 方案选择与电路工作原理.2三 单元电路与参数计算.3四 安装、调试中遇到的问题，解决的方法及实验效果.4五 电路性能指标测试结果及对成果的评价.5六 收获与心得体会.6七 参考文献.6 串联型直流稳压电压设计 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所组成。变压器把市电交流电压变为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。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压在4到15V可调。一 设计任务与要求1）用晶体管等分立元件设计串联型直流稳压电源电路2）要求输出：输出直流电压Vo4-15V连续可调输出直流电流Io0-200mA电网电压(220V)波动范围为10%输出内阻ro0.1输出纹波电压Voac2mV（用交流毫伏表或示波器测量）有过流保护二 方案选择与电路工作原理（一）方案选择：1）硅稳压管并联式稳压电路。该电路结构简单，但电压固定，负载能力小。2）串联型直流稳压电源。该电路的输出电源稳定性，负载能力和可调性能都较好。这种电路的最大优点是效率高，可达75%90% 方案（2）是我们学习重点，我们选择方案（2）。（二）电路工作原理：电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。电网供给的交流电压U1(220V,50Hz)经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压UI。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。其原理框图如图（1）所示。 图（1）（1） 变压部分通过变压器即可实现（2） 稳压部分由串联型稳压电路构成，采用恒流源电路作为放大管的集电极负 并且采用了调整管过流保护电路，式稳压电路的性能得到提高。串联型稳压电路框图如下： 图（2）串联型稳压电路的方框图三 单元电路与参数计算 （1）确定变压器次级电压 Uo=15v (2) 电路选择： （3）参数计算，元件型号及参数：名称型号及大小数量单相调压器0.5KW1滑动变阻器200/300W1电烙铁30W1整流二极管1N40014电解电容1000u/25V2低功率三极管90135大功率三极管TIP31C 3A/50V1红色发光二极管2V1大电阻2.7/1W1瓷片电容0.012变压器15V/220V 5W1 基准电压 差分放大： 采样电路： 负反馈: 输出电流：过流保护： 采用限流保护 此时T5导通，在A2处分流，实现限流保护。 稳压原理： a 电网电压波动 b 负载发生变化四 安装、调试中遇到的问题，解决的方法及实验效果（一）安装：安装好后，首先检查电路的元件是否有装配错误，特别应检查晶体管、二极管、二极管及电解电容等元件的极性有无接反。再检查焊点有无漏焊、虚焊，特别应注意焊点之间或线路 间有无短接，防止通电后由于某一部分的短路导致原器件损坏。（二）调试（1）调Rw1，看输出电压是否随之变化，变化正常则说明电路工作正常，否则，先排除故障再调试。（2）当输出电流升高到260mA后，过流保护电路工作，是输出电压逐渐降低，起到限流保护作用。（3）将输入电压变化约5%或10%，这时输出电压应稳定在正常值。如稳定不良，则应检查取样电路，基准电路，输入电压及调整管，比较放大器等各级电压。比较放大器基极电位太高或太低将引起集电极电位太高或太低，这会造成稳定不良。原因可能是作基准电压用的二极管基准电压不对或取样电阻，微调电位器阻值不对或损坏。（三）故障分析： 焊接完成后，发现调解Rw 输出电压不变，当时就觉得不对，后来发现R2没有与T2连接好。（四）实验效果： 实验效果跟理论计算有区别。尤其是第一次去实验室的时候，实验的结果很离谱，不过后来问了同学找网上资料把问题化简了很多。最终结果还是有区别。不过我们已经算比较满意了。毕竟这是我们第一次做课程设计。我们相信下次会做的更好五 电路性能指标测试结果及对成果的评价我们将所有的元器件安装完成后，必须仔细对照电路图检查线路是否正确，看有没有接错的地方。然后接通220V电源，用万用表检测输出端有无电压输出，若无电压输出，则检测输出端以前的电路每点的电位，找到电位异常的点后，可断开电源，仔细分析原因，检测此部位的元器件是否存在有虚焊的情况，用万用表的蜂鸣档检测是否有短路或是开路。对电路整体进行分析排查，看是否有元器件因为某点的短路而烧坏的，逐级进行。反复调试，直到找到原因所在。调试完成后，测试主电路的输出范围，是否满足4.812.8V这个档位。观察电主路输出电压实际值为多少，一般做出来之后范围在412V左右，在仔细分析产生误差的原因，可知由于取样电路的的阻值与理论计算值是存在一定的差异，可以对照原理图将取样部分的电阻R1、R2 R3、R5全都换精密可调电阻，调动这些可调电阻，使其输出电压的范围在412V这个档位之间连续变化。这样，整个直流稳压电源就做好了。我对这次课程设计还是比较满意的。在做课程设计期间：我跟队友一起讨论，一起找资料。经过两个星期的设计及实验我们终于把它完成了。六 收获与心得体会通过这次稳压电源的设计,使我巩固和加深了在模拟电子技术课程中所学的理论知识，对整流电路,滤波电路,稳压电路等的认识更加深刻,并学会查阅相关手册和资料，提高了分析问题，解决问题的能力；也使我基本掌握了word，protel 的使用方法,且初步掌握了电子电路的设计方法,在以后还需多加练习，熟练掌握。这是我第二次动手焊接电路，熟悉了对焊枪的使用，懂得怎么焊接美观，节约焊锡等等，这次我还自己动手焊接好已经坏的耳机，增加了我对电子这一方向的兴趣。 这次课程设计也是一次理论联系实际的过程，在设计中遇到了许许多多的实际问题，在理论上正确的结果在模拟时可能出现各种各样意料之外的结果，这就需要我们在设计的过程中从实际出发，尽可能的考虑到实际情况。另外，在遇到问题时要学会用理论联系实际的方法分析问题，解决问题；回顾本次课程设计，至今感慨颇多，从选题到定稿，从理论到实践，使我懂得了理论和实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正掌握知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力；我们相信有了这次课程设计的基础，下次可以完成的更好更有效率。七 参考文献1童诗白、华成英，模