模电课程设计-串联型直流稳压电源

1、长沙航空职业技术学院长沙航空职业技术学院 模模 拟拟 电电 子子 技技 术术 设设 计（论计（论 文）文） 论文题目：论文题目： 串联型直流稳压电源 所属系部：所属系部： 航空电子工程系 指导老师：指导老师： 黄荻老师 班级班级 电子 1001 班 学生姓名：学生姓名： 学号学号 56 专专 业：业： 应用电子技术 2011 年年 6 月月 22 日日 目录目录 一、前言一、前言11 二、课设题目二、课设题目11 三、课题分析三、课题分析 1 1、设计目的、设计目的 2 2、设计要求、设计要求 四、总体方案设计四、总体方案设计 1 1、串联直流稳压电源设计思路、串联直流稳压电源设计思路 2 2

2、、串联直流稳压电源原理框图、串联直流稳压电源原理框图 五、整体原理分析五、整体原理分析 六、单元电路分析六、单元电路分析 1 1、变压部分、变压部分 2 2、整流部分、整流部分 3 3、滤波部分、滤波部分 4 4、稳压部分、稳压部分 七、电路测试分析七、电路测试分析 1 1输出电压与最大输出电流的测试输出电压与最大输出电流的测试 2.2.仿真图像仿真图像 八、整体电路图八、整体电路图 九、总结九、总结 十、谢辞十、谢辞 一、一、 前言前言 随着现代社会的发展，可以说，有电器的地方就有电源。所有的电 子设备都离不开可靠的电源为其供电。现代电子设备中的电路使用 了大量的半导体器件，这些半导体需要几

3、伏到几十伏的直流供电， 以便得到正常工作所必需的能源。这些直流电源有的属于化学电源， 如采用干电池和蓄电池，但这些不能持久性的供电。大多数电子设 备的直流供电方法都是将交流电源经过变压、整流、滤波、稳压等 变换为所需的直流电压。完成这种变换任务的电源成为直流稳压电 源。 现代电子设备中使用的直流稳压电源有两大类：线性稳压电源 和开关性稳压电源。线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源。它的 稳压性能好，输出纹波很小，缺点是需要使用体积和重量都比较大 的工频变压器，而且稳定效率较低。开关型稳压电源效率高，体积 小，重量轻，缺点是输出的纹波及产生的电磁干扰比较大。开关电 源和线性电源的成本都随着输出功率

4、的增加而增长，但二者增长速 率各异。通常，当输出功率较小时，线性电源的成本较低。但是， 当线性电源成本在某一输出功率点上时，反而高于开关电源，这一 点称为成本反转点。 本设计是针对实际需求，同时结合课设的基本要求，设计出的一种 可调的串联型直流稳压电源。 二、二、 课设题目课设题目 串联型直流稳压电源 三、三、 课题分析课题分析 1 设计目的设计目的 掌握直流稳压电源的工作原理及电路设计过程掌握直流稳压电源的工作原理及电路设计过程 2 设计要求设计要求 （1）输出直流电压输出直流电压 uo=315v 连续可调连续可调 （2）最大输出电流最大输出电流 im=500ma （3）稳压系数稳压系数 s

5、15v 且 ub3 (r3+rp1+r4)/r4 15v， 因此有：r4140 选择 r4：120/0.25w ub3 (r3+rp1+r4)/(rp1+r4)700，其中 rp1580， 选择 rp1=1k 电位器，功率0.1w，r5 取 820/0.25w。 电阻的大小会影响到电路自动调节的灵敏性和带载能力。在设计本单元时， 选用 1/4w 的电阻，已经充分考虑到各电阻的最大消耗功率。 (2)基准环节 本单元中基准环节由稳压管 d2 和限流电阻 r2 组成。考虑稳压管 vz 的稳压值应该小于最小输出电压 3v，为保证 vt3 处于放大状 态，其 b、e 间还有 0.7v 的压降，因此 vz

6、 应小于（3v-0.7v） =2.3v，此处就选择 1n4007 正接代替稳压管，它在电流小于 100ma 时，两端电压保持在 0.60.75 之间，基本稳定。 电阻 r2 的取值要考虑到 1n4007 的电流不能太大，同时 r2 支路 的分流较小对保护 vt1 管也有好处。当电源输出功率最大时， uo=15v，io=500ma，考虑尽量不增加电源总功率，r2 与取样支 路的电流宜远小于 500ma，这里取 ir2max=50ma,则 r2min=(15- 0.7)/50ma=286,当然 r2 也不宜过大，应保证 1n4007 导通 （ir2min=10ma） ，r2max=(15-0.7)

7、/10ma=1.43k,这里取 r2=1.2k。 (3)比较放大环节 本单元主要是将输出电压的变化量放大后送到调整复合管 q1 的基极，使调 整管处于工作状态，这部分由三极管 q2 完成。选择常见低频小功率管 9013 （9013：极限参数 25v/0.5a/0.625w，64300） （4）调整环节 本单元主要由功率管 q1 和 q3 构成的复合管来组成。由于单管不能实现输出 最大电流 500ma 的指标，故采用复合管。在设计时，在复合管的基极增加了 电容器 c2。 七、电路测试分析七、电路测试分析 1输出电压与最大输出电流的测试 实际测出电压范围为 2.22v-21v,满足设计要求 一般情

8、况下，稳压器正常工作时，其输出被测电流要小于最大输 o i 出电流，电路工作时上消耗的功率为：p=uomaxiomax=7.5w maxo i l r 故取额定功率为 10w，阻值为 30 欧姆 l r 2.仿真图像 当调到最上端时，有最小值 c1 2.2mf r1 3k c2 100uf q2 2n1711 r2 1.2k rp1 1k key=a0% r4 120 c3 100uf v1 220 vrms 50 hz 0 d1 1b4b42 1 2 4 3 8 2 1 d2 1n4007 r3 820 11 9 q1 2n3711 q3 d44h10 3 12 6 t20 1 2 3 4

9、5 7 xmm1 10 0 当 pr1 调到最下端时，有最大值 c1 2.2mf r1 3k c2 100uf q2 2n1711 r2 1.2k rp1 1k key=a100% r4 120 c3 100uf v1 220 vrms 50 hz 0 d1 1b4b42 1 2 4 3 8 2 1 d2 1n4007 r3 820 11 9 q1 2n3711 q3 d44h10 3 12 6 t20 1 2 3 4 5 7 xmm1 10 0 八、整体电路图八、整体电路图 c1 2.2mf r1 3k c2 100uf q2 2n1711 r2 1.2k rp1 1k key=a50% r

10、4 120 c3 100uf v1 220 vrms 50 hz 0 d1 1b4b42 1 2 4 3 8 2 1 d2 1n4007 r3 820 11 9 q1 2n3711 q3 d44h10 3 12 6 t20 1 2 3 4 5 7 10 0 九、总结九、总结 本设计的目的是利用市电通过一定的技术产生直流稳压电，并利 用它为电子器件提供必要的电压、电流。该电源能提供一定的稳定 的电压，并且在它的量程范围内连续可调，同时具有一定保护作用， 。 通过这次设计，我从中获得了很多有用的东西。比如说，在以前 上课时没听懂的知识，现在通过自己的进一不了解，再结合自己以 前所学的知识，对它有了

11、新的认识。在此同时，我还学到了新的知 识，在了解这一方面知识的同时，我好查阅了相关的图书和了解了 网上最新的技术，为此，对我以后设计的进行打下了深厚的基础， 我相信在以后的毕业设计中可以很轻松的操作。 同时同过这次课程设计，我对于模电知识有了更深的了解，尤 其是对与线性直流稳压电源方面的知识有了进一步的研究。同时实 物的制作也提升了我的动手能力，实践能力得到了一定的锻炼，加 深了我对模拟电路设计方面的兴趣。理论与实践得到了很好的结合。 我们这次设计的直流稳压电源还有不足之处：电源带负载的能力不 是很强，输出的电流也有较多的限制等。我相信在以后的学习和探 索过程中，我们一定会努力去解决这些问题，完善我们的设计，进 一步加深自己对设计流程思路的了解和认识。 十、谢辞 在这次的课题设计中，我不但对自己学过的 模电知识有了系统而全面 的复习了解，也对现在直流稳压电源的用用前景做了非常多的了解，这次的 设计使我收获了很多自己不知道的知识。很多原来不知道的知识都在这次的 设计中得到了了解，而且，经过这次的设计，让我知道了直流