模拟电子技术基础课程设计--12v稳压电源.docx

模拟电子技术基础课程设计一、任务设计制作一个给黑白电视（12v，1.5a）供电的稳压电源。要求：220v交流电压降压整流滤波直流稳压电源【12v 1.5a】二、电路的组成和工作原理串联线性稳压电源的原理图如图一1、 整流滤波电路原理本电路采用全桥整流电路，全桥整流电路由四个二极管组成如图，其构成原则就是保证在变压器副边电压u2的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。所以就用四个二极管来使u2的正、负半周内正确引导流向负载的电流。整流电路的输出电压虽然是单方向的，但含有很大的交流成分，所以需要在经过滤波，利用电容的充放电作用将脉动的直流电压变为更为平滑的直流电压。本电路采用电容滤波电路，即在整流电路的输出端即负载电阻两端并联一个电解电容。滤波原理：当变压器副边电压u2处于正半周并且数值大于电解电容两端电压uc时二极管d1、d4导通，电流一路经负载电阻rl，另一路对电解电容充电。理想情况下，uc=ul=u2.,如图四中的ab段，当u2上升到峰值后开始下降，电容通过负载rl放电，uc下降趋势与u2基本相同，如图四中的bc。由于电容按指数规律放电，所以当u2下降到一定数值后，uc的下降速度小于u2的下降速度，使uc大于u2从而导致d1、d4反向偏置而截止，此后，电容继续通过rl放电，uc按指数规律缓慢下降，如图四中cd段。当u2的负半周幅值变化到恰好大于uc时，d2、d4因加正向电压而导通，u2再次对c充电，uc上升到峰值后又开始下降，下降到一定数值时，d2、d4截止，c对rl充电，uc按指数规律下降；放电到一点数值时d1、d3导通，重复上述过程。从以上分析可知，电容充电时，回路电阻为整流电路的内阻，即变压器和二极管的导通电阻之和，其数值很小，因而时间常数很小。电容放电时，回路电阻是rl，放电时间常数为rlc，通常远大于充电的时间常数，因此滤波效果取决于放电时间。电容值愈大，负载电阻值越大，滤波后输出电压愈平滑并且其平均值愈大。2、 串联型直流稳压电路的稳压原理 假设由于ui增大或il减小而导致输出电压uo增大，则通过采样以后反馈到放大器三极管t3的基极u3b也按比例的增大，但t3的e极的基准电压vd保持不变，则变化量全部加于t3的be之间并加以放大，推出u3c减小，则通过t1和t2的电流经放大后的值也减小，即可得出输出电压uo减小。相反，由于ui减小或il增大而导致输出电压uo减小，则通过采样以后反馈到放大器三极管t3的基极u3b也按比例的减小，但t3的e极的基准电压vd保持不变，则变化量全部加于t3的be之间并加以放大，推出u3c增大，则通过t1和t2的电流经放大后的值也增大，即可得出输出电压uo减小。三、电路解释及参数计算1、取样电阻的阻值确定设输出电压的范围是uomin=9vuomax=15v，流过rb1的电流是i1，流过rb2的电流是i2，流过t3的基级的电流是ib3.则有，又由于稳压二极管的最大电流为几百毫安且t3的放大倍数大于一百，则ib31ma当w的滑动端滑动到顶端时，输出电压为uo=9v，当w的滑动端滑动到底端时，输出电压为uo=15v， （1） （2） （3） （4）由式(1)、(2)可得 可令w=200，rb2=300，因为0ib30.001,由(1)、(2)式可以确定 rb1=170下面计算ib3：当uo=9v时，=0.13ma;当uo=15v时，=0.1ma则当uo=12v时，取 ib3=0.12 ma，所以ic3= ie3=3 ib3若3=100，则ic3= ie3=12ma2、re阻值的确定稳压二极管d的电流又经过re的电流ire和t3的发射极电流ie3的和，假设20ma左右的电流能够使稳压二极管正常工作，则流过re的电流就为8ma，则re=uo-60.008，若uo=9v，re=375；若uo=15v，re=1125，所以，re的范围是3751125，为了保证二极管在调节电压时工作在稳压状态，re=4003、rc阻值的确定流过rc的电流，一部分流向t2的基极，一部分向t3的集电极，假设t1、t2的放大倍数均为1=2=50，则流过t2基极的电流约为 ,又，ic3=12ma，所以流过rc的电流约为irc= ic3+ ib2=12.6ma, 设输入电压为ui，则，若uo=9v，rc=ui-10.40.0126； 若uo=15v，rc=ui-16.40.0126，rc的范围是ui-10.40.0126rc1.1idav=1.12u2r1a，urm1.12u2=33v。滤波电容c1:容量3500uf，耐压2u2=30v耦合电容c2:容量0.1uf，耐压30v三极管t1、t2:放大倍数=50；集电极最大允许电流icm1.55a;集电极与发射极之间的最大允许反向电压u(br)ceo=32v;集电极最大耗散功率pc=uceic=(ui-uomin) ic=151.55=23.25w三极管t3: 放大倍数=100；集电极最大允许电流icm50ma;集电极与发射极之间的最大允许反向电压u(br)ceo16.4