直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　課程題目： 直 流 穩(wěn) 壓 電 源 </p><p>　　專 業(yè): 電 子 信 息 工 程 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　2011年2月24日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)目的 …………

3、………………………………………4</p><p>　　2、設(shè)計(jì)要求 …………………………………………………4</p><p>　　3、設(shè)計(jì)原理 …………………………………………………4</p><p>　　4、理論分析 …………………………………………………4</p><p>　　4.1整體理論分析 …………………………………………………4&

4、lt;/p><p>　　4.2單元電路分析 …………………………………………………5</p><p>　　4.2.1變壓器 ……………………………………………………5</p><p>　　4.2.2整流電路 …………………………………………………5</p><p>　　4.2.3 濾波電路 …………………………………………………5</p&g

5、t;<p>　　4.2.4電容濾波有以下特點(diǎn) ………………………………………6</p><p>　　5、設(shè)計(jì)的電路 ………………………………………………………6</p><p>　　5、1設(shè)計(jì)電路圖 ……………………………………………………6</p><p>　　5、2穩(wěn)壓電源的主要性能指標(biāo) ……………………………………7</p><

6、;p>　　6、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論 ………………………………………8</p><p>　　7、心得體會(huì) …………………………………………………8</p><p>　　8、參考文獻(xiàn) …………………………………………………8</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文設(shè)計(jì)的是量程為12V且在0~1

7、2V可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，其最大輸出電流為500mA，并具有數(shù)字顯示電壓功能。并且利用A/D轉(zhuǎn)化，將輸出的連續(xù)電壓信號變?yōu)殡x散的數(shù)字信號實(shí)現(xiàn)輸出電壓的控制。另外核心部分為：采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)輸出電壓的控制，通過加減鍵實(shí)現(xiàn)加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)。同時(shí)通過計(jì)數(shù)器和譯碼-驅(qū)動(dòng)器，最終將電壓值顯示到數(shù)碼管組上。該穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定.結(jié)構(gòu)簡單.電壓、電流指標(biāo)精度高.調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)?。</p><p>　　關(guān)鍵詞：整流，穩(wěn)壓，數(shù)控，可

8、調(diào)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1. 研究單相橋式整流、電容濾波電路的特性。</p><p>　　2. 掌握串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)

9、一個(gè)能輸出正負(fù)12V的直流穩(wěn)壓電源；</p><p>　?。?）擬定測試方案和設(shè)計(jì)步驟；</p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)好電路，選好元件及參數(shù)；</p><p>　?。?）測量直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓系數(shù)、紋波電壓；</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)原理</b></p><p>

10、;　　電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。</p><p><b>　　直流穩(wěn)壓電源框圖</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框圖如圖所示。電網(wǎng)供給的交流電壓u1(220V,50Hz) 經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合

11、電路需要的交流電壓u2，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓u3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓uI。但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變動(dòng)而變化。在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定?！　?lt;/p><p><b>　　理論分析</b></p><p><b>

12、　　4.1整體理論分析</b></p><p>　　設(shè)計(jì)電路框圖如圖1所示:</p><p>　　在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。圖2-1是直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的基本思路和整體流程。因?yàn)槲覀円玫降闹绷麟娫吹氖?2V等的穩(wěn)定直流電壓，而我們平常的生活用電220V的交流電，所以我們必須變壓，變壓后交流變成直流。但此時(shí)的直流電壓波動(dòng)很大，脈動(dòng)的直流電壓還含有較大的波紋，

13、所以我們要對其進(jìn)行濾波，得到波動(dòng)較小的直流電。為了保證得到基本恒定的直流電和電源基本不受電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定對電源輸出的影響，應(yīng)加穩(wěn)壓電路。</p><p><b>　　4.2單元電路分析</b></p><p><b>　　4.2.1，變壓器</b></p><p>　　源變壓器的作用是將220V的交流電壓,變換成整流濾波電路

14、所需要的交流電壓。因?yàn)槲覀冃枰氖堑陔妷?所以必須要一個(gè)變壓器將電網(wǎng)的市電降低至我們所需要的.</p><p><b>　　4.2.2整流電路</b></p><p>　　整流電路是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式整流等。這里采用常用的橋式整流。</p><p>　　4.2.3 濾波電路</p&

15、gt;<p>　　濾波電路下圖：用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般用電抗元件組成。因此濾波又分電容率波和電感濾波。這里采用電容濾波。</p><p>　　如圖所示為單相橋式整流電容濾波電路。利用電容的儲(chǔ)能特性，使波形平滑，提高直流分量，減小輸出波紋。</p><p>　　4.2.4電容濾波有以下特點(diǎn)：</p><p>　　加入濾波電容后，輸出電壓的直流

16、成分提高，脈動(dòng)成分減小。</p><p>　　電容濾波放電時(shí)間常數(shù)（）越大，放電過程越慢，輸出直流電壓越高，紋波越小，效果越好。為了獲得較好的濾波效果，一般選擇電容值滿足～5) ，此時(shí)，輸出電壓的平均值。</p><p>　　電容濾波電路的輸出電壓隨輸出電流的增大而減小，所以電容濾波適合于負(fù)載電流變化不大的場合。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)的電路&l

17、t;/b></p><p><b>　　5、1設(shè)計(jì)電路圖</b></p><p>　　圖是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的電路圖。其整流部分為單相橋式整流、電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它由調(diào)整管（晶體管T1）；比較放大管T2；R7既是T1上偏置電阻，又是T2集電極負(fù)載電阻；取樣電路R1、R2、RW，基準(zhǔn)電壓DW、R3和過流保護(hù)電路T3管及電阻R4、R

18、5、R6等組成。整個(gè)穩(wěn)壓電路是一個(gè)具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)引起輸出直流電壓發(fā)生變化時(shí)，取樣電路取出輸出電壓的一部分送入比較放大器，并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)T2放大后送至調(diào)整管T1的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補(bǔ)償輸出電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。</p><p>　　串聯(lián)型穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)電路</p><p>　　由于在穩(wěn)壓

19、電路中，調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，因此流過它的電流與負(fù)載電流一樣大。當(dāng)輸出電流過大或發(fā)生短路時(shí)，調(diào)整管會(huì)因電流過大或電壓過高而損壞，所以需要對調(diào)整管加以保護(hù)。在圖電路中，晶體管T3、R4、R5、R6組成減流型保護(hù)電路。此電路設(shè)計(jì)在I0P＝1.2I0時(shí)開始起保護(hù)作用，此時(shí)輸出電流減小，輸出電壓降低。故障排除后電路應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)正常工作。在調(diào)試時(shí)，若保護(hù)提前作用，應(yīng)減少R6值；若保護(hù)作用遲后，則應(yīng)增大R6之值。</p><p>

20、;　　5、2穩(wěn)壓電源的主要性能指標(biāo):</p><p>　　（1）輸出電壓U0和輸出電壓調(diào)節(jié)范圍。</p><p>　　調(diào)節(jié)RW可以改變輸出電壓U0</p><p>　?。?）最大負(fù)載電流Iom 。</p><p>　?。?）輸出電阻Ro。</p><p>　　輸出電阻 R0 定義為：當(dāng)輸入電壓UI（指穩(wěn)壓電路輸入電壓）

21、保持不變，由于負(fù)載變化而引起的輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比，即:</p><p>　?。?） 穩(wěn)壓系數(shù)S （電壓調(diào)整率）。</p><p>　　穩(wěn)壓系數(shù)定義為：當(dāng)負(fù)載不變，輸出電壓相對變化量與輸入電壓相對變化量之比,即:</p><p>　　由于工程上常把電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10％做為極限條件，因此也有將此時(shí)輸出電壓的相對變化△U0／U0做為衡量指標(biāo)，稱為

22、電壓調(diào)整率。</p><p>　　六、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論</p><p>　?。?）穩(wěn)壓系數(shù)是表征穩(wěn)壓電源應(yīng)對輸入電壓的波動(dòng)而保持輸出電壓穩(wěn)定的能力。穩(wěn)壓系數(shù)越小，表示穩(wěn)定電壓的能力越強(qiáng)。所以一個(gè)電源的穩(wěn)壓系數(shù)越小表示其性能越好。</p><p>　?。?）內(nèi)阻也是電源質(zhì)量好壞的一個(gè)重要的指標(biāo)，它表征的是電源接負(fù)載的能力，內(nèi)阻越小，接負(fù)載時(shí)分得的電壓越小，從而保證接大

23、電流負(fù)載時(shí)能夠保證有足夠的輸出電壓，保證負(fù)載能夠正常工作。</p><p>　?。?）紋波電壓時(shí)加在直流電壓上的交流成分，其大小決定于濾波電路設(shè)計(jì)的質(zhì)量，決定于濾波電容的值是否足夠，紋波電壓越小，說明輸出的直流波形越平。</p><p><b>　　七、心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我對于模電知識(shí)有了更深的了解，尤其是

24、對與線性直流穩(wěn)壓電源方面的知識(shí)有了進(jìn)一步的研究。同時(shí)實(shí)物的制作也提升了我的動(dòng)手能力，實(shí)踐能力得到了一定的鍛煉，加深了我對模擬電路設(shè)計(jì)方面的興趣。理論與實(shí)踐得到了很好的結(jié)合。</p><p>　　在電路設(shè)計(jì)中，應(yīng)該仔細(xì)認(rèn)證，從中我們可以學(xué)到很多東西，可以提高自己發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，使自己的動(dòng)手能力有一定的提高。出現(xiàn)故障時(shí)要積極面對，在檢查線路時(shí)一定要有耐心，不要因?yàn)槁闊┚头艞?。遇見錯(cuò)誤要一步一步的按照原理圖來，

25、先一步一步的測試，然后整體測試。不要沒順序沒條理，這里測一下那里測一下，最后又什么都沒查出來，那樣既浪費(fèi)了時(shí)間又浪費(fèi)了精力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版）康華光編. 北京：高等教育出版社。</p><p>　　【2】《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》 操長茂、胡小波等編. 武漢：華中科