模电课程设计串联型直流稳压电源

模电课程设计串联型直流稳压电源 (课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ) 电子科学系 电子科学系 班级: 班级: 姓名: 姓名: 学号: 学号: 指导老师: 指导老师: 2012.6.24 2012.6.24 第1页，共11页 目录 一、 引言?????????????????????????????????????????????????3 二、 设计题目???????????????????????????????????????????????????????????3 三、 技术指标???????????????????????????????????????????????????????????3 四、 设计要求???????????????????????????????????????????????????????????3 五、 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择及电路工作原理?????????????????????????????????????????????3 六、 单元电路设计及计算?????????????????????????????????????????????????5 七、 元器件的选择及元器件清单???????????????????????????????????????????7 八、 总电路图及仿真图，??????????????????????????????????????????????????8 九、 安装、调试中遇到的问题，解决的方法及实验效果???????????????????????9 十、 电路性能指标测试结果及对成果的评价????????????????????????????????10 十一、 收获与心得体会??????????????????????????????????????????????????10 十二、 参考文献????????????????????????????????????????????????????????11 第2页，共11页 一、 引言: 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，并实现电压可在8~15V可调。 二、设计题目: 设计一台串联型直流稳压电源 三、技术指标: 1、输出电压:8~15V可调 2、输出电流:IO=1A 3、输入电压:交流220V +/- 10% 4、保护电流:IOm =1.2A 5、稳压系数:Sr = 0.05%/V 6、输出电阻:RO < 0.5 Ω 7、交流分量(波纹电压):<10mV 四、设计要求: 1、分析电路组成及工作原理; 2、单元电路设计计算; 3、采用分立元件电路; 4、画出完整电路图; 5、调试方法; 6、小结与讨论。 五、方案选择及电路工作原理 (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。 (3)三段集成稳压器。这种电路的实质是第(2)种电路的集成化和优化。 (4)串联或并联型稳压电源。这种电路的最大优点是效率高，可达75%~90%。 第3页，共11页 方案(2)是我们模电课学习的重点 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 。所以我们选择方案(2)为设计对象。 (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 ，再用滤波器滤去其交流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 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)直流稳压电源的方框图 (1)变压部分通过变压器即可实现 (2)整流部分一般采用桥式整流，可采用4个整流二极管接成桥式，也可采用二极管整流桥堆。 图(2)单相桥式整流电路 (3)滤波部分在输出电流不大的情况下一般采用电容滤波即可。 图(3)电容滤波电路 第4页，共11页 (4)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(4)串联型稳压电路的方框图 六、单元电路设计及计算: (一)确定变压器次级电压 由U,15VO U,U，U取U,3V有U,18viminOCESCESi U18'i由U,1.2U得:U,,,15Vi次次1.21.2 考虑到最低电压为~220- 10% =198V，此时次级应有 15V，所以正常(~220V)时有: 220U,*15,16.6V取U,17V次次198 (二)选择线路 第5页，共11页 (三)元器件参数选择 1、调整管选择 最高输入电压发生在 ~220+10% =242V 此时变压器次级电压U次 =18.7V '‘’U,1.2U,1.2*18.7,22.44Vi次 U,2*22.44,31.7VCEO极端情况，负载短路，且考虑峰值: 取BVCEO=100V 最大电流: IOM >=1.2A 'U,U,U,22.44,15,7.44VCEiO最大管压降: P,U*I,7.44*1.2,8.9W取P,15WCMCEOMCM最大集电极功耗: 2、选基准电压、稳压管 选DZ1=6V ，可选稳压管2CW IDZ=10mA UU,17,6iDZ1R,,,1100,1I10DZ2 'U,U18.7,6iDZ1I,,,14.11mADZMR0.92 3、取样电路 U,U，0.7,6，0.7,6.7VB3DZ1 R，R6R66W6,,0.75,,0.4R，R，R8R，R，R156W55W6 I,40mA取样 一般取样电流为30~50mA ，取 U11OR，R，R,,,275,56WI40取样 R,0.4*275,110,6 R，R,0.75*275,206.25,6W 取:R,100,W R,275,210,65,取R,68,55 第6页，共11页 4、调整电路 IOM=1.5mA 取β1=β2=50 I1.2OMI,,,0.48mAB2,,50*5012 U,U18,15iOR,,,6.25K,2I0.48B2 : 取 R2=2kΩ 5、保护电路 当IOM =1.2A时保护， 取RO=0.6Ω , URO=1.2*0.6=0.72V 七、元器件选择及元器件清单: (一)元器件选择: 1.二极管:整流用二极管就原理而言，从输入交流中得到输出的直流是整流。 2.三极管:电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用。 3.电阻: 电阻的种类繁多，从构成的材料来分，有碳质电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、 线绕电阻器等。从结构形式来分，有固定电阻器、可变电阻器和电位器三种。 4.电容:一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、整流、能量转换等。 5.变压器:变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。 (二)元器件清单 名称 大小 数量 变压器 220V-15V 1 2200uF 1个 电解电容 10uF 1个 电容 104 1个 陶瓷电容 103 1个 4.7K 2个 电阻 330 1个 1.5k 2个 可变电阻 1k 1个 运放 uA741 1个 稳压管 5.1v 1个 第7页，共11页 八、总电路图及仿真图: (一)总电路图 (二)仿真图 第8页，共11页 九、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)将输出电压调在额定值4.5V，然后改变Rl数值，使输出电流达到80mA,这时输出电压 应基本不降低。当输出电流升高到100mA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: (1)Vo=0,这是由于调整管T1截止或Vi不正常造成的。首先查整流滤波电路输出电压，如 其不正常，则先检查和排除整流滤波电路故障;如其为正常值，则说明调整管或电路其 他部分有故障。可断开T1基极，观察输出电压有无变化，如Vo升高接近Vi，则说明 故障再比较放大级，检查T3是否损坏或断路，各点连接是否正确，找到故障并排除之。 (2)Vo=V1左右时，说明调整管T1饱和，把T3集电极断开，如Vo降到0，表明调整级良好， 故障出在比较放大级，检查比较放大部分，找到故障并排除之。如Vo仍不下降，表明故 障在调整管部分，并找到故障并排除。 (四)实验效果: 实验效果跟理论计算和仿真有区别。尤其是第一次去实验室的时候，实验的结果很离谱， 不过后来问了老师和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 第9页，共11页 十、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，按下主电路开关SW1，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8~15V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11~20V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R5、R6、R7、R8全都换成500Ω精密可调电阻，调动这些可调电阻，使其输出电压的范围在8~15V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。经过几个星期的设计及实验我们终于把它完成了。不过在电脑上仿真跟在实验室实际操作时很大 区别。最后我们通过问老师和网上找资料把大部分问题的解决了。 十一、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;也使我基本掌握了设计软件Multisim2001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。 第10页，共11页 十二、参考文献 [1]童诗白、华成英，模拟电子技术基础(第四版)，高等教育出版社，2006 [2]李震梅等主编 电子技术实验与课程设计，机械工业出版社，2011.2 第11页，共11页