模拟电子技术基础课程设计直流稳压电源

辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）题目直流稳压电源院（系）电子与信息工程学院专业班级测控技术与仪器学号学生姓名指导教师（签字）课程设计（论文）报告的内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册，内容包括封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、起止时间等）设计论文任务及评语中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字）目录正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）参考文献2、课程设计（论文）正文参考字数2000字周数。3、封面格式4、设计（论文）任务及评语格式5、目录格式标题“目录”（小二号、黑体、居中）章标题（小四号字、黑体、居左）节标题（小四号字、宋体）页码（小四号字、宋体、居右）6、正文格式页边距上25CM，下25CM，左3CM，右25CM，页眉15CM，页脚175CM，左侧装订；字体一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体；行距20磅行距；页码底部居中，五号、黑体；7、参考文献格式标题“参考文献”，小二，黑体，居中。示例（五号宋体）期刊类序号作者1,作者2,作者N文章名期刊名（版本）出版年,卷次（期次）页次图书类序号作者1,作者2,作者N书名版本出版地出版社，出版年页次课程设计（论文）任务及评语院（系）电子与信息工程学院教研室电子信息工程注成绩平时20论文质量60答辩20以百分制计算学号学生姓名专业班级测控技术与仪器课程设计（论文）题目直流稳压电源课程设计（论文）任务设计参数（1）设计并制作一台串联型（连续调整式）直流稳压电源；（2）输出直流电压；VO12（3）最大输出电流；MAILM50（4）稳压系数；RS（5）具有过流保护功能。设计要求1分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。进度计划第1天集中学习；第2天收集资料；第3天方案论证；第4天选择器件进行单元电路设计；第5天单元电路设计及仿真；第6天整体电路设计并仿真；第7天电路焊接制板；第8天焊接调试；第9天完善设计；第10天答辩。指导教师评语及成绩平时论文质量答辩总成绩指导教师签字年月日摘要经过一学期的模拟电子技术基础的学习，在课程结束的时候通过对某一专题独立地开展电子电路的设计，运用所学的知识，培养和提高分析、解决实际电路问题的能力，是一种综合性训练。本设计通过对课本所学知识的归纳总结，以课堂所讲内容为基础，对课程设计的题目进行仔细分析后，在所学基本电路的基础上进行了一系列的改进，设计出了916可调，的直流稳压电源。综合运用了所学内容将课本知识转化为实践操作。虽然它在精度和稳定度上与高质量的直流稳压电源有一定的差距，但在一般情况下误差允许范围内还是有一定的使用价值的，能满足一般的应用。并且它具有结构简单，成本低廉的优点，稳定性和精度相对来说也比较高。关键词可调直流稳压电源成本低结构简单目录第1章绪论111直流稳压电源概况112本文研究内容直流稳压电路设计2第2章直流稳压电路设计321直流稳压电源总体设计方案322具体电路设计4221整流电路设计4222滤波电路设计4223连续可调电压部分具体设计523总体电路设计及分析624元器件参数确定725INTLISIM仿真、数据分析9第3章课程设计总结12参考文献13元器件清单14第1章绪论11直流稳压电源概况近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。直流稳压电源的电路设计简单，成本低廉，方便实惠。并且在平时使用的安全性上都尽可能的做到了较高的水准，也尽可能的节省了材料。一般的电源制作繁琐，材料比较多，也不安全。本直流稳压电源方便使用，便于推广。12本文研究内容直流稳压电路概况设计要求1分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。设计参数（1）设计并制作一台串联型（连续调整式）直流稳压电源；（2）输出直流电压；VO12（3）最大输出电流；MAILM50（4）稳压系数；RS（5）具有过流保护功能。第2章直流稳压电源电路设计21总体设计方案方案一晶体管串联式直流稳压电路。交流电压经整流滤波后,得到平滑的直流电压,作为稳压电路的输入电源从UI输入。同时运用了比较放大电路,它的核心是调整管,输出电压的稳定使管压降相应改变，使输出电压保持稳定。方案二采用三端可调集成稳压器电路。它采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，利用比较放大器和调整管使输出电压稳定在12V变压器变压整流电路稳压电路输出电压比较反馈取样两种方案从整体图来看没有太大区别，但是方案二需要用集成稳压电路，由于我们对集成稳压电路的了解有限，再者集成稳压电路的成本较高，因此我选用方案一。22直流稳压电源具体电路设计221整流电路单相桥式整流电路如图221。由图可见，U1正半周时D1、D4导通，D3、D2截止，在负载电阻RL上形成上正下负的脉动电压；而在U2负半周时，D2、D3导通，D1、D4截止，在RL上仍形成上正下负的脉动电压。如果忽略二极管内阻，有UOU2。桥式整流电路波形如图221所示。正负半周均有电流流过负载，而且电路方向是一致的，因而输出电压的直流成分提高，脉动成分降低。单相桥式整流电路主要参数输出直流电压,脉动系数S，二极管正向平均OAVU电流I,二极管最大反向峰值电压U。桥式整流电路解决了单相整流电路存DAVRM在的缺点，用一次级线圈的变压器，达到了全波整流的目的。整流滤波电路可调式稳压电路比较反馈电路输出电压图221222滤波电路设计图222单相桥式整流电容滤波电路。利用电容的储能特性，使波形平滑，提高直流分量，减小输出波纹电容滤波有以下特点（1）加入滤波电容后，输出电压的直流成分提高，脉动成分减小。（2）电容滤波放电时间常数（）越大，放电过程越慢，输出直流电LRC压越高，纹波越小，效果越好。为了获得较好的滤波效果，一般选择电容值满足5，此时，输出电压的平均值。LRC3/T12OU（3）电容滤波电路的输出电压随输出电流的增大而减小，所以电容滤波适合于负载电流变化不大的场合。223连续可调电压部分具体设计1取样电路它是检测输出电压的变化,把的全部或部分取出来和基准电压比较并放大后来控制调整管的调整作用,使输出电压稳定2基准电压电路为了检测取样电路取得的值究竟是升高还是降低升高了多少降低了多少这就需要把值与恒定的电压值比较,此恒定电压的作用是作为一种基准,也称基准电压提供恒定电压的电路就是基准电压电路3比较放大电路有了的取样电压和基准电压,把取样电压和基准电压相比较,由基准电压减去取样电压,所得的差值电压的大小反映越强输出电压也就越稳定电路的稳定系数和输出电阻就越小4过载短路保护电路串联调整型的稳压电源,调整管和负载是串联的,当负载电流过大或短路时,大的负载电流或短路电流全部流过调整管,此时负载端的压降小,几乎全部整流电压加在调整管的C极和E极之间,因此在过载或短路时,调整管和允许功耗超过正常值,调整管在此情况下会很快烧坏,所以在过载或短路时应对调整管采取保护,保护电路设计时应保证当负载电流在额定值内,保护电路对电源不起作用,但过载或短路时,保护电路控制调整管使其截止,输出电流为零,对负载和电源均起保护作用23总体电路设计与分析如223基本电路图所示，220V交流电经变压器产生低压交流电，D1和C1构成整流滤波电路，产生25V的直流电压，Q4和R4为过流保护电路，Q1、Q2为电压调整器，Q3、R1、R2、R3构成输出电压取样比较电路，调整输出电压大小。（1）稳压过程。当输出电压UO因某种原因下降时，Q3的基极电压也下降，VD1两端的电压恒定，因此Q3的电压随之下降，Q3的工作点往截止区靠近，就造成Q3的集电极电压上升，即Q2的基极电压上升，从而使调整管Q1的电压下降，使输出电压上升。若输出电压UO因某种原因上升时，其过程恰好相反。这样输出电压因某种原因变化时，Q1和Q2构成的电压调整器就能够调整输出电压，使其保持恒定。（2）输出电压调整过程。R2用于调整输出电压大小。当R2滑动端向上滑时，Q3的基极电压就上升，两端的电压恒定，因此Q3的电压随之上升，集电极电压就下降，即Q2的基极电压下降，从而使调整管Q1的电压上升，使输出电压变小。若当滑动端向下滑时，输出电压则会变大。（3）过流保护过程。Q4、和R4为过流保护电路,阻值比较小（大约为16欧）。当输出电流较小时，在上产生的电压较小，不足以使Q4导通，因此其不起作用。当输出电流过大时，在上产生的电压较大，使Q4导通，Q4的集电极电压下降，即Q2的基极电压下降，电压调整管Q1的电压增大，使输出电压下降，起到保护作用。图22324元器件参数的确定（1）、确定次级电压由于要求调整管不能工作在饱和区，需满足CESOINUU251MAXIV19为对应电网电压最低值（下降10）时的整流输出值，有桥式整流的估INI算公式可得2MIN2I01IN可取VU9此时IINAX58IM（2）、确定整流滤波电路参数桥式整流电路流过每个二极管的直流电流为最大电流的一半，则有DIMAIIIOLD3750512121MAXMAX当电网电压升高10时，每管承受的最大反向电压为VURM692选用1G4B42整流桥，参数为，RM0ID3电容的选取VTICC为滤波电容放电电流，一般可取最大负载电流为滤波电容上电压在平均值上下的波动量为电容放电时间，因为用桥式整流，最大放电时间可取交流电源的半周期T（10MS）。本例取，MAIC50VC5MST10F1选择耐压值应考虑电网电压最高，负载电流最小的最不利情况，即VUC6292MAX可选耐压35V，容量为电解电容1104调整管的选取考虑到电网电压波动到最高值，负载短路时，整流滤波输出电压全部加在调整管两端，则调整管应该满足下列要求VUAXCEOBR125IMAILM701WPOAX89MINI选用2N4923，参数为，CEBR0AICM1WPC30实际测量，165701BER5推动管的选择VUAXCEOBR2IMMACIM54WP591可选2N1711，参数为，CEOBR7ICM1WPC80实际测量，201KRBE16确定基准环节选，此时N057，满足设计要求,86VUZ选用BZX85C6V8，参数为，MAIZ35194ZR的工作电流，则DIZ6820VZR由于没有正好的的电阻，所以使用的电阻来代替614877确定取样电阻取流过取样电阻的电流为20MA，则6020321MAVIURVURZO93MIN15AX通过计算并调整解得，1230R8确定比较放大器参数Q3仍选用2N1711实际测量，34KRBE3AMAIOB251065021MAX3取35MACIKCUIR59其他参数的确定Q4和组成限流型保护电路，因此Q4依然选用2N1711，414R是Q3的偏置电阻，通过调试，最终选用的电阻5K25（10）验算输出电压OKR2493133RZRAU满足要求013UBEOANRRR经过仿真可知输出电压基本满足要求VUO6549经过方案设计，最终选定电路。25MULTISIM仿真及分析整流电路经过变压器降压后得倒22V电压，在经过1G4B42整流桥整流后得到下图所示波形图251经过整流桥后最后经过滤波电容滤波，如图所示图252接负载R612欧载时当R2满接时电压与波形图523接负载R612欧时，R2空接时图524本次课设要求输出电压VO12V图525第3章课程设计总结通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关模拟电子技术方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手操作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而