设计并制作串联型直流稳压电源模拟电子技术课程设计报告

模拟电子技术课程设计报告专业班级：17级电气2班学生姓名：指导教师：同组者：设计时间：6月18日电子信息学院目录课程设计题目：设计并制作串联型直流稳压电源 1一、设计任务和要求 1二、方案选择及论证、电路原理框图 1三、单元电路设计与计算（元器件参数确定） 3四、总电路图及元器件清单 4五、安装与调试 5六、性能测试与分析（软件设计与调试） 6七、结论与心得 7八、参考文献 8课程设计题目：设计并制作串联型直流稳压电源设计任务和规定Vi=12—15V（DC）时，Vo=3V~6V持续可调负载电阻=100Ω,调节管采用3DG130B采样采用3DG6，或LM741,其它参数自定，BJT的β=60。方案选择及论证、电路原理框图许多电子电路普通都需要电压稳定的直流稳压电源供电，直流稳压电源在电子电路中含有重要作用，普通小功率稳压电源重要由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分构成。普通是将~220V、50Hz交流电变成稳定的直流电。交流电通过变压，整流，滤波后得到相对比较平滑的直流电压，但是直流电压不稳定，还需要通过稳压电路进行稳压，得到规定的直流稳压电源。本题目中规定给出12—15V直流电输入，能够输出可调3~6V直流电，即用到直流稳压电源中的稳压电路环节进行设计。稳压电路环节：理论基础，理解线性稳压电路，线性稳压电路分为串联型和并联型两类稳压电路，最简朴的并联型稳压电路是由稳压二极管和负载并联的稳压电路，本题按规定则使用串联型稳压电路。下图给出串联反馈式稳压电路的普通构造，其中是整流滤波电路的输出电压，这里可作为输入12—15V（DC），T为调节管，EA为误差放大电路，为基准电压，它由稳压管和限流电阻R串联所构成的简朴稳压电路获得，构成反馈网络，用来反映输出电压变化的取样环节。图2.1串联反馈式稳压电路普通构造图这种稳压电路的主回路是起调节作用的T与负载串联，故称为串联式稳压电路[]。输出电压的变化量由反馈网络取样经误差放大电路EA放大后去控制调节管T的c-e极间的电压降，从而达成稳定输出电压Vo的目的。稳压原理可简述以下：当输入电压Vi增加（或负载电流Io减小）时，造成输出电压Vo增加，随之反馈电压=/（）=也增加（为反馈系数）。与基准电压相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使和Ic减小，调节管T的c-e极间电压增大，使Vo下降，从而维持Vo基本恒定。其稳定过程以下：同理，当输入电压Vi减小（或负载电流增加）时，输出电压也基本保持不变，从而达成输出稳定直流电压的作用。输出电压：输出电压调节范畴：在最上端时，输出电压最小（1）动端在最下端时，输出电压最大（2）将带入公式（1）（2）即可得到与的关系。考虑到T调节管的作用是依靠之间的偏差来实现的，由输出电压公式可知，输出电压可调最小值为3V，/>0因此应满足不大于3V的规定，这里取值为=2V。则满足即这里取值=1kΩ,则得到=1kΩ误差放大电路采用LM741，调节管T采用3DG130B方案1：基准电压用稳压二极管和电阻串联获得，误差放大电路用LM741，调节管T用3DG130B，取样用两个定值电阻和一种滑动变阻，即可得稳定可调输出电压。方案2：用基准电压源产生一种基准电压，其它电路元器件不变，误差放大电路用LM741，调节管T用3DG130B，取样用两个定值电阻和一种滑动变阻，即可得稳定可调输出电压。方案3：基准电压用一种电阻和三个二极管正向串联得到，误差放大电路用LM741，调节管T用3DG130B，取样用两个定值电阻和一种滑动变阻，即可得稳定可调输出电压。比较方案1,2,3，方案2产生基准电压，电路较为复杂，使用元器件较多；方案1，由于实验室没有不大于3V的稳压二极管，因此舍弃，方案3基本能够替代方案1，且电路使用元器件较少，因此选用方案3。单元电路设计与计算（元器件参数拟定）单元电路原理分析基准稳压电路分析：二极管正向导通电压约为0.7V，三个二极管串联导通状况下可得到约2.0V电压作为基准电压，再串联一种电阻保护电路，避免烧坏二极管。误差放大电路采用LM741：LM741芯片引脚图LM741实物图LM741逻辑图LM741方框图调节管T用3DG130B：3DG130B引脚图取样电路取样电路采用两个定值电阻和滑动变阻构成，阻值为：取=2V，即取值=1kΩ,则得到=1kΩ总电路图及元器件清单总电路图仿真调节到最下端时仿真调节到最上端时元器件清单元器件序号元器件及型号重要参数数量备注1二极管正向压降≈0.7V32电阻1kΩ23电位器102Ω~1kΩ14电阻R500Ω15电阻100Ω163DG130Bβ=6017LM74118导线若干安装与调试调试过程描述按照电路图接好电路后，就先检查了一遍电路连接，然后就用万用表测了一下输出电压Uo，测得3.56V，之后就调节滑动变阻器变化反馈分压，但是输出电压Uo没有变化，再测二极管串联电路得到的基准电压≈2.0V，排除基准电压电路问题，试了诸多次调节滑动变阻器输出还是没有变化，那么这个电路必定是有问题的，首先查看其它电路连接有无问题，排除电路连接没问题后，再次进行测量，调节滑动变阻器后，输出电压还是不随着滑动变阻器阻值变化而变化，就猜想是不是元器件有问题，接着挨个把电阻和滑动变阻器测了一下，都是正常的，那么问题就是出现在LM741和3DG130B这两处，期间换了一次三极管，排除三极管问题，检查LM741芯片引脚连接，根据所找手册检查线路连接，最后找到芯片引脚正向输入端与反向输入端接反造成输出不对，找到问题后，再次进行调试，输出电压会随着滑动变阻器的变动而变化，调节到100%，输出电压在2.8V左右，调节到0%，输出电压在6.5V左右，这个时候测了一下，值为2.13V左右，基准电压稍微偏高造成输出误差有点大，最后通过变化与三个二极管串联的电阻（保护电阻）变化成R=500Ω，使得基准电压在2.02V左右，就使得输出电压在3.00V~6.05V可调，并变化输入电压使得输入电压在12V—15V每隔0.5V变化，输出3~6V控制每隔1V进行稳定测试，测试成果在3V、4V、5V、6V时变化输入在12V到15V变化，输出基本稳定。实物照片性能测试与分析（软件设计与调试）实验数据实验组序号(变化滑动变阻器）调试参考电压/VVi/VVo/V13V123.00133.02143.03153.0324V123.99134.01144.02154.0235V125.00135.01145.02155.0346V126.00136.02146.05156.05仿真数据仿真组序号(变化滑动变阻器）调试参考电压/VVi/VVo/V13V123.009133.02143.03153.03924V124.012134.027144.04154.05235V125.015135.033145.05155.06646V126.018136.04146.06156.079仿真成果与实测成果相比较，可得调试后的直流稳压电源可调且基本稳定。结论与心得结论:通过调试电路，完毕直流稳压，输入12V—15V(DC)时，能够实现可调稳压3~6V直流电压，且电压基本稳定。心得:通过这次课程设计实践，我学会了直流稳压电源的基本设计办法，对直流稳压电源的工作原理和使用办法也有了更加深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做课程设计之前，我对直流稳压电源的撑握都是思想上的，对某些细节不加重视，当我们把自己想出来的方案应用到实践中的时候，问题出现了，不是不能测试，就是测试的成果和规定的成果不相符合。通过解决一种个测试中出现的问题，我们对直流稳压电源的理解得到加强，看到了直流稳压电源课程设计动手实践与理论的差距。加深了我们对理论与实践联系的理解，增进了我们运用知识解决具体问题的综合应用能力，特别是对直流稳压电源的应用、理解上升到了更深的一种层次。这门课程总的来说让我深刻地认识到自己的模电知识非常欠缺，实践能力很弱，也让我深思如何才干为我后来成功或在就业上铺就一条更平坦的道路。从一开始对理论理解不全方面，拿出方案较晚，方案设计过程中理论基础不扎实，模电知识掌握不牢固，要复习模电，学习教材和查多个元器件资料参数，才一步一步深刻理解理论，从一开始对仿真软件不熟悉，到做多个尝试，拿出不同方案都通过仿真先进行验证，从