模拟电路课程设计2

1、模拟电路课程设计直流稳压电源组长：费鑫组员：戴若男、胡晶、邓杰、贺聪 陈柳第一部分 设计任务输入电压在220v10%时输入电压从5-12v可调（且尽量向低端扩展）；输入电流大于0.5A输入纹波电压小于5mv，稳压系数小于0.05，输出内阻小于 0. 2 当输入电流超过0.7A，输入交流电压超过250v时，有过流、过压保护作用噪音尽可能低学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及分立稳压器来设计直流稳压电源掌握直流稳压电路的调试以及主要技术指标的测试方法第二部分 设计思路直流稳压电源一般由直流电源变压器、整流滤波电路及稳压电路组成，基本框图如下:各模块结构的作用：电源变压器：降压变压器，它将电网22

2、0V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正选交流电变换成脉动的直流电压。滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。稳压电路：使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。第三部分 设计方案方案一采用变压器、二极管、电阻、稳压管、三极管等元器件。220V的市电经变压器变压后变成电压值较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也可以调节;同时，为了扩大输出

3、大电流，输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。 整流电路采用了桥式整流电路，元件是IN4007.电容C1起到滤波作用，将直流中的交流成分滤去，而C2可以防止复合调整管T1，T2产生自激振荡，一旦产生，电容将能将自激振荡信号旁路掉，同时兼滤波功能，使电路工作稳定性提高。 方案一原理图方案二： 方案二中的变压、整流和滤波电路与方案一相同，但在比较放大部分改用LM741运算放大器，同时在取样部分后端并接一电容消除当负载变化时对电源的影响 方案二原理图两种方案比较 方案一中分立元件较多，焊接时比较麻烦且可能会导致电路性能的不稳定，而且我们在方案一电路的仿真中发现电路

4、的输出纹波较大且输出的波形在调节输出电压大小时会有一个跳动现象出现。而采用方案二在仿真时电路的各项性能明显优于方案一，且方案二因为采用了运放作为比较放大部分在实际焊接中也较为方便。综合考虑，我们选择方案二第四部分 电路设计与器件选择变压器的选择整流电路滤波电路调整电路取样部分放大电路模块一 变压器的选择演算步骤： a、一般整流滤波电路电路有2v以上的电压波动UD b、根据NPN型硅BJT的输出特性曲线易知,Q2的管压降一般需要维持在3v以上才能使其稳定工作在放大区 c、在滤波电路中，负载电压VL与变压器变压出来的电压V2一般有如下关系 VL=(1.11.2)V2 （我们取VL=1.2V2） d

5、、电网波动220V10% e、在整流电路中有VL =0.9V2综上条件：对整个电路运用KVL定律有：V2min=【（UD+UQ1CE+UR4+U0max）/1.2】/0.916.7V 电网上升10%: V2max=1.1V2min=18.37V变压器最大功率: Pmax=0.7V2max=12.859V 故变压器型号可选择 18V,13W模块二 整流二极管的选择演算步骤：a、ID= IL b、VRM= V2故 IDmax= 0.7A=0.35A VRM= V2max （1+10%）28.6V则二极管可选择：最大正向电流0.5A 最大反向电压30V模块三 滤波电容演算步骤： a、d=RLC(35

6、)T/2 b、RL=U0/I0 c、T=1/f 其中RL是整流滤波电路中的等效负载电阻，T为输入的交流信号周期 根据滤波电容选择的条件，取周期为5T，输出电压电流分别为12V和0.7A 则得 C0.0292F 2900UF 当电网上升10%时。整流电路输出电压值最大，此时滤波电容承受的最大电压为Vmax=18.37V 故滤波电容可选C 3000UF 耐压值 18.37V模块四 调整管的功率 调整管T极限参数的确定 调整管是串联稳压电路中的核心元件，它一般为大功率管，主要考虑极限参数ICM、V(BR)CEO和PCM。Q2的计算可以考虑极限情况： Imax=0.7A Vmax=18.37V Pma

7、x=12.86W因为在大多数实际应用中，单管BJT组成的放大电路往往不能满足特定的增益、输入以及输出电阻，故调整放大部分采用组合放大。本电路调整放大部分采用共集-共集放大 所以Q1管的射级电流IQ1=Imax/Q2 PQ1max=VmaxIQ1 因为一般三极管的 值都比较大，取约为 50 则PQ1max0.252W 则调整部分三极管的功率可取 PQ120W PQ2 1W模块五 取样电路演算步骤：a、因为电压需调到5V及以下，故V基准5V 稳压管可选34V(D2提供基准电压)b、取样部分由R4、RV1、R5构成 因为取样部分同比较放大管Q4构成了同相放大电路，通过公式 Vi=VpVn=Vf= 可

8、推出当RV1的动端在最上端时， =VREF 当RV1动端在最下端时， =VREF取VREF=3V，通过可得到取样部分各电阻的比例关系式取R5=2k得R4=2.33k RV1=4k Vo在(414V)模块六 放大部分 LM741和R1、R3构成放大电路部分，R3起降压作用，给LM741的工作提供一个适当的工作电流，R1同稳压管一起为LM741的工作提供工作基准电压，由于这部分电路的电流比较小，所以电阻可取大一些的整机电路元件清单第五部分 电路仿真 仿真软件简介在此课程设计中，我们组采用了proteus7.8软件。Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实