模电课程设计

1）题目：串联型直流稳压电源2)设计任务和要求任务：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。指标：1、输出电压6V、9V两档，正负极性输出；2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、纹波电压峰值Vop-p5mv；3)整体电路设计*整体电路框图电源变压器整流电路滤波电路稳压电路图（1）直流稳压电源框图（1）方案比较；方案一：方案二：这两种方案都是在图（1）框图的思想指导下设计的，都是将市电经过变压，整流，滤波，再经过稳压电路后输出一个稳定的电压。电路的各部分原理如下：1、变压变压部分是由一个220V交流电源和变压器组成的！变压器是通过线圈的比例来调整输出电压的。由Ui=(23)Uo可大概确定线圈的匝数比！2、整流整流部分是由四个晶体二极管组成的，利用晶体二极管的正向导通、反向截止的特性，将交流电正流程变压直流电。！3、滤波利用了电容通交流，阻直流的特性，可以将大部分的交流信号直接导向低端，从而达到滤波的效果*可以由Ui=(23)Uo选择整流滤波电路的元件参数。4、基准稳压电路基准稳压电路是由一个电阻和稳压管组成的！稳压二极管是一种硅材料支撑的面接触型的晶体二极管，当稳压管在反向击穿的时候，在一定的电流范围内，（或者说在一定的功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性。只要控制反向电流不超过一定值，管子就不会因过热而损坏！而在这各组成部分中的电阻就承担起这个责任！通过电阻的分压，可以使的稳压管工作在有限电压范围之内！5、取样、调整、放大这三个部分是连成一体的。首先先通过三个串联电阻以及稳压管取样，然后在通过运算放大电路的放大。放大后的数值输出给调整管的基极，经过三极管的放大功能，调整U0的电压值！这是一个深度反馈电路，从而保证了能够输出一个恒定稳压值！其总过程为：当U0增大，这是运放两端的取样就增大，由于运放是反向接入电路，所以其是反向放大从而是输出运放输出端电压值变小，再通过三极管的放大作用，基极的电压变小，其发射极的电压自然也就降低了！从而减小了U0数值！同理，当U0减小的时候，通过这个部分电路的共同作用，可以将U0提升上来，从而达到稳压输出的效果！稳压电路原理框图如下：保护电路方案一：L通过上面的原理，我开始设计了方案一的原理图。在这个方案中，我采用的是一个电路正常的正极输出，然后通过在负载端接上两个相同的电阻，将两个电阻的中间接地。通过串联电阻分压的原理，将十二伏的电压分成+6以及-6V。虽然通过示波器的数据可以看到电源可以同时输出正负极性的电压。但是，我忽略了一个问题，那就是当这个电源接上负载的时候，会改变我原来接在电路上为了分压而接的电阻的阻值，从而不能单极性输出稳定电压。这个输出电压会随着负载的变化而变化。而且，这个电路还有一个至命的问题，就是电路刚启到时电压会跳到几百伏，这对负载元件是至命的。所以，这个方案我没有采用。 方案二： 也是通过上面的原理，我开始设计了方案二的原理图。在这个方案中，我吸取了方案一的教训。我就重思考，在模拟电子技术基础的P520的图10.2.7原理下,我就通过看书、上网、和同学交流，然后，在类比思想下，设计出电源的负电压输出部分。最后，通过一些元件的调整，终于得到让我满意的结果。（3）元器件选择：电路元件统计表标号型号封装形式数量晶体二极管1N4001DO-354晶体三极管2N2222ATO-1822N2923TO-9222N2714TO-922电容1mF$P_ELKO_B2200uF$P_ELKO_B2稳压管1N4372A DO-204AH2运算放大器LM741JCDIP-8(J08A)2交流电源220 50Hz无1变压器TS_PQ4_24XFMR_5PIN1单刀双掷开关2滑动变阻器20无2电阻各种无若干4)电路仿真过程与结果电压为正负6V时：输出的直流波形纹波的波形输出电压为正负9V时示波器中的直流输出波形纹波的波形理论数据：理论数据实测数据纹波VppU016V5.982V11.797uVU01-6V-5.996V456.9uVU029V9.051V28.720uVU02-9V-8.993V654.5uV误差分析：还存在着纹波，而且数值相对来说还是不小的！由于取样电路的电阻数值，可能导致输出的稳定电压值不能达到一个绝对精确的数值！总结：本作品优点：（1） 整体电路较为简单，元件使用合理。（2） 输出电压较为稳定且非常精确！（3） 有保护电路。不足：（1） 电路限流作用不突出。可能改进方法：电路限流有待改进！课程设计的心得体会：通过这几个星期的学习设计，我学习到更多的模电知识，对串联型直流稳压电源电路的了解更加深入了！同时，对仿真软件的使用也更加熟练了！还有提高了我的自主学习能力和实践能力。最后就是让