-稳压源的制作报告

1、华中科技大学课程名称：简易3V稳压源的制作 学院： 光学与电子信息学院 姓名： 隋风 目录一、稳压源的必要性及其主要指标11.稳压源的必要性1（1）电压不稳定的影响1（2）输入电压范围的影响1（3）电源噪声的影响1（4）电源内阻的影响1（5）短暂的停电影响12.稳压电源的主要指标2(1)额定指标2(2)质量指标2a稳定度2b动态性能2c保护性能2(3)自动化程度2二、了解稳压电源21稳压源的定义22变压电路33整流环节3（1）单相半波整流电路3（2）单相全波整流电路4（3）滤波电路4电容滤波4电感滤波5LC滤波5（4）稳压电路5三、设计稳压源电路及其MULTISIM仿真61.稳压源的设计要求6

2、2.稳压源的设计6（1）变压及整流电路6（2）滤波电路7（3）复合管扩大输出电流8（4）稳压环节8（5）取样电路9（6）R1引进纹波（缺陷）9（7）测试结果10四、稳压源元件的采购及稳压电源的制作101.稳压源元件的采购102.稳压源的焊接11五、稳压电源制作个人总结12稳压源的制作 隋风一、稳压源的必要性及其主要指标1.稳压源的必要性（1）电压不稳定的影响 例如，示波器的电源不稳定会使得刚点的的偏转灵敏度不准，扫描时间不准确等等。又如，数字电压表中要求要求其内部有极其精确的稳定电压源，以保证数字到电压的转换精度。（2）输入电压范围的影响当输入电压过高时，会使得某些元件电压过高或者功率过大而损

3、坏。当输入电压过低时通常会使得性能过差。甚至不能工作。（3）电源噪声的影响 电源噪声对通信质量影响很大，在通话中出现交流声的干扰，妨碍远距离通话的清晰度。又如收音机中的哼声，电视机中图像上的横道，图像线条不直等。（4）电源内阻的影响当电源的内阻很大时，某一负载电流增大时，某电源电压降低影响从而影响另一负载设备的工作。又如一台放大倍数很大的放大的放大器，其某以及电流变化时影响到电源电压的变化，从而有可能影响到前一级别，组成正反馈的路径而造成自激振荡。（5）短暂的停电影响 例如市话通信不能瞬时停电，否则全局通信中断，造成重大事故。（6）输出端过电压的影响 电源输出电压超出集成电路额定电压的30%以

4、上时候，可能造成集成电路大面积损坏等等。所以保证电源设备的供电质量，是保证电子设备运行良好的重要条件。直流稳压电源技术指标大致包括：额定指标，质量指标，自动化程度及其经济指标等等。2.稳压电源的主要指标(1)额定指标 用以说明电源能够共处的功率，电压和电流的范围等等。此外还有额定工作条件，包括环境温度，湿度，气压等等。(2)质量指标 a稳定度 用来说明在各种不稳定因素的变化时候，对输出电流电压的影响，用输出电压变化的百分率来表示。电压稳定度Sv，又叫做电压调整率，他表征当输入电压Vi变化时稳压器输出电压Vo稳定的度。Sv=vovovivi=常数b动态性能 用来说明当输入电压和输出电流突然变化时

5、候，输出电压是否能很快地输出到正常值。c保护性能 主要是指对输出端的保护，包括是否具有限制过电流的性能，是否具有过电压自动切断电源的性能。 (3)自动化程度 自动开机，停机性能，故障检测等。二、了解稳压电源1稳压源的定义稳压电源是一种将220V工频交流电转 换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经历变压、整流、滤波和稳压四个环节才能完成。 了解了相关定义后，开始安装multisim（按要求为EWB，但早在05年左右其已被收购并升级更新为multisim，所以网上已经找不到其下载资源，并且multisim的库更为丰富且在不断更新换代中，故而选择了安装它），并按照网上相关内容成功地安装完毕启动。如图

6、1所示：图1 2变压电路220V工频交流电，可用220V有效值的正弦波模拟且频率为50。接下来选择带铁芯的变压器（降压），主副线圈比例待定。3整流环节整流的方法有单相半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。（1）单相半波整流电路单相半波整流电路的结构简单，用的元器件少，但是输出波形纹波答，直流分量第，交流电有一半时间没有利用上。图2 半波整流电路（2）单相全波整流电路单相全波整流电路的缺点是变压器的每个绕组只有一半的时间通过电流，所以变压器的利用率不高，而且变压器的构造复杂。单相桥式整流电路的输出电压比半波整流高，纹波比半波整流小，而且每个二极管所承受的反向峰值电压比全波整流低。变压器利用率

7、高，所以应用比较广泛，但需要的整流二极管比较多，因此本次实验用了单相桥式整流电路。图3 桥式整流电路经过整流后输出电压变为直流（单方向变化），但电压波形起伏还很大，不能利用。（3）滤波电路为了得到平滑的直流电压波形，需要采用滤波的措施。滤波措施多是利用电抗元素器件对交流信号表现的电抗性质，将电容或电感与负载电阻连接而构成滤波电路，方法有电容滤波和电感滤波。电容滤波 图4 电容滤波电路电容滤波电路结构简单，制作方便。但是，它的输出电流不宜过大，而且要求输出电压的脉动成分较小时，不许增加电容器的容量，因此电路的体积也不经济。为此，RC-星滤波电路在实际电路中经常运用。RC-型滤波电路实际上是在电容

8、滤波的基础上再加上1级RC滤波电路构成的。采用这种滤波电路可以进一步降低输出电压的脉动系数。但是，这种滤波电路的缺点是在R上有直流压降，因而必须提高变压器的次级电压，而整流管的冲击电流仍然很大。同时，由于R产生压降，外特性比电容滤波更软。所以这种电路只适用于小电流的场合。电感滤波图5 电感滤波电路当负载电流较大时，考虑采用电感滤波。利用电感其有阻止电流变化的特点。由于电感交流阻抗很大，而直流电阻很小，输出直流分量在电感上损失很小，所以它适用于负载电流变化时，输出直流电压变化较小。另外，电感滤波的二极管导通角不会减小，避免了浪涌电流的产生。LC滤波为了进一步改善滤波效果，可以采用LC滤波。LC滤

9、波电路中输出电压中的基波分量应由jwL和RL/（1/jwC）分压得到，所以输出电压脉动成分比仅用电感滤波时更小；而负载电流变化时均能有良好的滤波效果，所以说它对负载的适应性比较强。因此，采用滤波电路。图6 滤波电路（4）稳压电路方法也是有两种，一种是稳压二极管稳压电路，一种是晶体管稳压电路。后者是在前者的基础上加入了晶体管，加大了放大功能，可调整输出电压，克服稳压二极管稳压电路的输出电流受稳压二极管电流限制的缺点。电路框图如下：图晶体管稳压电路三、 设计稳压源电路及其MULTISIM仿真1.稳压源的设计要求输出电压：3v或者5v输出电流：500ma-600ma方式不定：稳压管，晶体管，稳压器等

10、要求：经济，合理，实用2.稳压源的设计在实际操作设计中，我们还应该考虑过载、过流、过压和噪声等等之类的有关可靠性、安全性的问题。（1）变压及整流电路图整流部分电路桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。（2）滤波电路图滤波部分电路一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，设置滤波电

11、容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。滤波电容在电路中的符号一般用“C表示，电容量越大，滤波性能越好。为了获得更好的直流稳定系数，电容量一般选择在数百微法或数千微法以上。本设计综合题目要求和经济效益采用470f的电解电容。其中如上图所示：c1，c2分别为输入输出滤波电容。（3）复合管扩大输出电流稳压源的调整管是工作在射及跟随器工作状态，其输出电流是1倍IB1，而IB1又不能大于IC2（比较放大管的集电极电流），否则，放大管将无法实现在一定范围内对调整官的控制作用。当输出电流IE1要求很大时，因为IE11IB1，所以只能设法提高1来解决这个矛盾。一般来说大功

12、率晶体管的都很小，所以目前通常采用复合调整管来提高1.（4）稳压环节本次设计巧妙地采用了使用发光二极管作为稳压管，LED2导通时可以稳压2伏，此时既可以作为发光二极管又可以作为稳压管，既有充电提示的作用又有实际的稳压作用。（5）取样电路其中R3,R4构成了取样电路，（6）R1引进纹波（缺陷）由于比较法说那个打器Q3的集电极负载R1街输入端，所以输入电压的Vi发生变化通过R才直接加到了Q1与Q2复合管的基极，使得复合管的基极电流发生变化，影响电路的稳压性能，除此之外，输入电压VIDE纹波电压也将通过R1加到复合管的基极削弱了电路对纹波的抑制能力。（7）测试结果从仿真结果看，该电路稳压纹波影响不小

13、，可见该电路存在某些缺陷，也就是（g）中所提及到的R1引入了输入的纹波。但是该电路经济实用，已经能够满足设计要求。四、稳压源元件的采购及稳压电源的制作1.稳压源元件的采购元件列表清单：元件数量/个单价/元总价/元成本合计18.2元pcb板155插头133变压器220/9v 1w155二极管1N400740.41.6三极管901330.41.2电阻1 ohm30.050.15电阻200 ohm0.050.05电解电容470uf10.40.4电解电容33uf0.30.3电解电容1000uf0.50.5电阻1k ohm20.050.1LED20.30.62.稳压源的焊接Led显示及其稳压变压器 稳压

14、源制作实物展示 稳压源实物测试由以上仿真和实物测量对比，所得稳压有所偏差，个人认为是电路焊点接触阻抗的影响造成的，如有不同见解，此处仅作为参考。五、稳压电源制作个人总结本次设计从了解电路到再到稳压成品经历了稳压源的学习，稳压源的Multisim的仿真设计，电子元器件的购买，最后到焊接检测电路，修复电路几个步骤。了解及学习稳压源设计过程中我参考了何希才，姜余祥等人编著的新稳压电压源及其应用，在本书中涉及多种稳压源的设计方法，循序渐进地带领我们走向现如今被广泛运用的开关稳压源充电电路。其中介绍的方法有：稳压管制作稳压源，晶体管制作稳压源，集成稳压器也就是稳压芯片，开关稳压源，USP电源等等最后详细

15、地讲解了几款手机充电器电路的设计，对于我而言，只看前面三种方法便大有裨益，本次设计中我选择晶体管设计稳压源的方法，一是出于自身实力的原因，另一方面个人对晶体管电路较为熟悉并认为晶体管设计稳压源才是学习的根本，通过本次学习，个人能力有所提升，但是还有长足的发展空间，还需要不断努力，积极进取。其次是使用Multisim对稳压源进行设计及其仿真，对自身的要求就是必须要熟悉Multisim界面功能，这样在设计电路中才能够游刃有余，事半功倍，如在仿真进行期间不适宜对各元件参数进行修改。仿真结束后便是购买原器件，在采购元器件之前应该先了解电路对于各个元器件的参数要求，例如在购买过程中，电容需要考虑电容大小

16、及其击穿电压，购买变压器时需要考虑其降压电压（匝数比）及其功率大小，实践告诉我们无论是电阻还是变压器，功率越大其体积越大，正如上面提到的，购买电阻需要考虑的不仅仅是其阻值还应该有其功率，否则很可能会损坏元器件。另外在购买过程中，有可能出现发现辛辛苦苦设计好的电路，有很多元器件在本地甚至在整个中国都没有货源这类情况，这就需要变换电路，或者使用其他参数类似的元器件进行替换使用以下网址（电子元器件查询网）可以查看各元件参数但是为了，避免上述情况发生，个人建议在设计电路结束后，在网上进行复查，本人使用的网址是，因为在京东中能够查到的一定有，而且明码标价，很方便，且能够避免去购买原器件劳而无功，被黑心老板拉高价钱。本次元器件的购买我是在科技京城中的实体店中进行采购，也被店家忽悠过一次，他骗我说变压器只有9w，12w的，其实只是他电里只剩下这些而已，结束后发现其实是有其他功率的，如1w。接下来就是焊接电路，由于最近参加了电子设计竞赛，也给稳压源的制作提供了设备上的便利，提供