串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源課程設計

1、<p>　　《串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源課程設計》任務書</p><p>　　一、課題名稱：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源</p><p><b>　　二、技術指標：</b></p><p><b>　　三、要求：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p>

2、;<p><b>　　學 生：</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源應用廣泛，幾乎所有電器、電力或電子設備都毫不例外地需要穩(wěn)定的直流電壓（電流）供電，它是電子電路工作的“能源”和“動力”。不同的電路對電源的要求是不同的。在很多電子設備和電路中需要一種當電網(wǎng)電壓波動或負載發(fā)生變化時，

3、輸出電壓仍能基本保持不變的電源。電子設備中的電源一般由交流電網(wǎng)提供，如何將交流電壓（電流）變?yōu)橹绷麟妷海娏鳎┕╇?？又如何使直流電壓（電流）穩(wěn)定？這是電子技術的一個基本問題。解決這個問題的方案很多，歸納起來大致可分為線性電子穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源兩類，它們又各自可以用集成電路或分立元件構成。 </p><p>　　半導體二極管和晶體管是電子電路中常用的半導體器件，也是構成集成電路的基本單元。本工程訓練

4、主要利用這兩種元器件設計制作一個分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源由交流電網(wǎng)經(jīng)變壓、整流、濾波、和穩(wěn)壓四個主要部分構成。本次設計的主要內(nèi)容是圍繞著如何使分立式元器件串聯(lián)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源輸出直流電壓穩(wěn)定、脈動成分減小而展開的。首先介紹了全波整流電路的工作原理，接著介紹了電容濾波電路的性能特點，然后引入了具有放大環(huán)節(jié)和輔助電源的串聯(lián)可調(diào)式穩(wěn)壓電源，并在電路中采用了提高穩(wěn)定度，提高溫度穩(wěn)定性及限流型過流保護電路的具體措施，以確保電路

5、安全穩(wěn)定的工作。</p><p>　　關鍵字：串聯(lián)穩(wěn)壓,直流,可調(diào)電源，DXP軟件，PCB板, </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一 串聯(lián)直流型穩(wěn)壓電源整體簡介6</p><p>　　1.1 制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的目的要求6</p><p>　　1.2 基本知識

6、介紹6</p><p>　　二 分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源設計與計算12</p><p>　　2.1串穩(wěn)壓電路原理12</p><p>　　2.2 實驗設計原理圖12</p><p>　　2.3 電路整體結構的設計與各部分相關參數(shù)的計算13</p><p>　　2.4電路選擇14</p>

7、<p>　　三 PCB板的制作與元器件的安裝23</p><p>　　3.1PCB板的制作流程介紹23</p><p>　　3.2打印PCB圖，熱轉(zhuǎn)印，腐蝕，鉆孔，完成PCB板的制作。23</p><p>　　3.3 安裝元器件23</p><p>　　四 調(diào)試分析與性能測試24</p><p&

8、gt;<b>　　五 心得體會25</b></p><p>　　六 元件清單26</p><p>　　一 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源整體簡介</p><p>　　1.1 制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的目的要求</p><p><b>　　一、基本目的</b></p><p>　　此次工

9、程訓練選擇使用分立式元器件構成串聯(lián)反饋型直流穩(wěn)壓電源。學生通過實訓了解相關分立式元器件的基本結構、工作原理、特性和參數(shù)以及由它們構成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的工作原理、原理圖的設計和參數(shù)的計算、元器件的選用、計算機軟件實現(xiàn)硬件的仿真、PCB板的設計、電路的安裝和調(diào)試，最后完成達到技術指標要求的標準產(chǎn)品。</p><p><b>　　二、基本要求</b></p><p>　

10、　1、依據(jù)性能指標和器件狀況，設計穩(wěn)壓電源電子電路，并計算器件參數(shù)確定選擇器件。（含散熱設計）；</p><p>　　2、以本工程訓練為實例先學習Altium Designer基本知識，并運用其繪制電源sch原理圖和PCB圖；</p><p>　　3、學習Proteus知識，對本電源電路進行仿真，最終確定sch和pcb圖；</p><p>　　4、掌握電子電路板制作

11、的全過程，實現(xiàn)電源的制作；</p><p>　　5、測量電源相關各項技術指標，完成系統(tǒng)調(diào)試。</p><p>　　1.2 基本知識介紹</p><p><b>　　一、電源變壓器知識</b></p><p>　　1． 初級(Primary Winding)：是指電源變壓器的電源輸入端。</p><p

12、>　　2． 次級(Secondary Winding)：是指電源變壓器的輸出端。</p><p>　　3．額定輸入電壓U：是指電源變壓器的初級所接上的電壓，也就是電源變壓器的工作電壓。對GS變壓器來說，U＝230V；對BS變壓器來說，U＝240V。</p><p>　　4．空載電流I：是指電源變壓器的初級接上額定輸入電壓U而次級不帶負載（即開路）時，流過初級的電流。I與變壓器的設計有

13、關，即使是兩個不同廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的電源變壓器，其I也可能不同。</p><p>　　5． 空載電壓U：是指變壓器初級接受上額定輸入電壓U次級不帶負載（即開路）時，次級兩端的電壓。U與變壓器的設計有關，即使是兩個不同廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的電源變壓器，其U也可能不同。</p><p>　　6． 負載電流I：是指變壓器初級接上額定輸入電壓U，次級接上額定負載時，流過負載的電流。</p&g

14、t;<p>　　7． 負載電壓U：是指變壓器初級接上額定輸入電壓U，次級接上額定負載時，負載兩端的電壓。</p><p>　　8． 定輸出功率P：是指變壓器在額定輸入電壓U時的輸出功率，它表示變壓器傳送能量的大小。一般來說，在相同頻率下，P越大，變壓器的尺寸越大；P相同，即使輸出電壓U不同，變壓器的尺寸也相同，即變壓器的價格也應相差無幾。 </p><p>　　由公式P=U*

15、I可知若輸出功率P一定，若輸出電壓U越高，則輸出電流I越低。舉例來說，一個輸出功率P=10VA的變壓器，若輸出電壓U=24V，則輸出電流I= P/U=10VA/24V＝ 0.416A；若U=12V， 則輸出電流I=0.833A。</p><p>　　電源變壓器：將電網(wǎng)交流電壓變?yōu)檎麟娐匪璧慕涣麟妷?，一般次級電壓u2較小。</p><p>　　變壓器副邊與原邊的功率比為P2/ P1=η，

16、式中η是變壓器的效率。</p><p>　　對于本次工程訓練對電源變壓器的要求主要為次級空載電壓大小，額定輸出功率，變壓器的額定容量，所以在本次工程訓練中選擇的是小型單相式變壓器，有四組輸出線分別為7V、10V、17V、10V。可根據(jù)具體功率及計算要求選擇。</p><p><b>　　二、整流電路</b></p><p><b>　

17、　1、半波整流電路</b></p><p>　　由以上圖可知，半波整流電路的利用率低，一般不采用。</p><p><b>　　2、全波整流電路</b></p><p>　　由于變壓器副線圈的接線較復雜，在實際中葉一般不采用。</p><p><b>　　3、橋式整流電路</b><

18、/p><p>　　電路工作原理:利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂沟墓ぷ髟?當U2為正半周時二極管D1、D3導通,D2\D4截止當U2為負半周時二極管D2、D4導通, D1、D3截止。而流過負載的電流的方向是一致的,在負載形成單方向的全波脈動電壓。.從而實現(xiàn)將交流的電壓變?yōu)橹绷麟妷?主要參數(shù)：Uo=0.9*Ui 脈動系數(shù):S=0.67 選管原則: If ≥ 1/2Io    Ur 

19、  ≥  1.414U2結構簡單性能優(yōu)越，絕大多數(shù)整流電路采用橋式整流電路，所以本次工程訓練采用橋式整流。</p><p><b>　　三、濾波電路</b></p><p>　　濾波電路主要有：電容濾波、RC-∏型濾波、LV-∏型濾波、L濾波，LC濾波，其中LC濾波電路在負載電流較大或較小時，均有較佳的濾波特性，故LC濾波對負載的適應性最強，整流管

20、的沖擊電流小，特別適用在電流變化較大的場合， 所以本電路采用LC濾波電路，</p><p><b>　　LC 濾波波形</b></p><p>　　電路利用電感器兩端的電流不能突變的特點，把電感器與負載串聯(lián)起來，以達到使輸出電流平滑的目的。從能量的觀點看，當電源提供的電流增大（由電源電壓增加引起）時,電感器L把能量存儲起來；而當電流減小時，又把能量釋放出來，使負載電流

21、平滑，所以電感L有平波作用,再并上一個電容,利用電容的充放電作用,使得負載電流較大時或較小時均有較佳的濾波能力. 主要參數(shù):LC濾波電路的直流輸出電壓,如忽略電感上的壓降,則輸出直流電壓等于全波整流的輸出電壓,則有  Uo=0.9U2</p><p><b>　　四、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　穩(wěn)壓電路：它能在電網(wǎng)電壓和負載電流的變化時，保

22、持輸出直流電壓的穩(wěn)定。它是直流穩(wěn)壓電源的重要組成部分，決定著直流電源的重要性能指標。</p><p>　　穩(wěn)壓電路的主要指標：</p><p>　　1．穩(wěn)壓電路的主要指標穩(wěn)壓系數(shù)Sr和穩(wěn)壓電路的輸出電阻</p><p>　　穩(wěn)壓系數(shù)Sr：穩(wěn)壓系數(shù)是在有負載固定不變的前提下，輸出電壓的相對變化量△Uo/Uo與穩(wěn)壓電路輸入電壓相對變化量△Ui/Ui之比，即： 

23、 該指標反映了電網(wǎng)波動對輸出電壓的影響。此外穩(wěn)壓電路輸入電壓Usc就是整流濾波以后的直流電壓。</p><p>　　2．穩(wěn)壓電路的輸出電阻  </p><p>　　輸出電阻可以衡量穩(wěn)壓電路受載電阻的影響程度,即： 除了上述兩個指標外,有時還用其它指標:電壓調(diào)整率，指當電網(wǎng)電壓（u2）變化10%時，輸出電壓的相對變化量；電流調(diào)整率，指當輸出電流Io從零到最大時，輸出電壓的

24、相對變化 ；最大波紋電壓，反映在輸出端存在的HZ或者100Hz交流分量，通常以有效值或峰—峰值表示；溫度系數(shù)，指電網(wǎng)電壓和負載都不變時，由于溫度變化面引起的輸出電壓漂移等。 直流穩(wěn)壓電路的類型很多，有：硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)某型穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路，開關穩(wěn)奪電路，其中集成穩(wěn)壓電路相對于其它類型的穩(wěn)奪電路來講具有體積小、穩(wěn)定性高、輸出電阻小、溫度性能好、使用方便、外圍元件少等優(yōu)點，在實際應用中得到廣泛應用。集成穩(wěn)壓器有兩種：輸

25、出固定電壓和可調(diào)輸出電壓的穩(wěn)壓塊。</p><p>　　1.3 主要元器件簡介</p><p><b>　　一、三極管：</b></p><p>　　（1）、9013 NPN 低頻放大 40V－50V 0.5A 0.625W 150MHZ hFE：100～1000 (放大倍數(shù)分段可選</p><p>　　（2）、9

26、012 PNP 50V 500mA 600mW 低頻管 放大倍數(shù)30-90</p><p>　　（3）、大功率三極管 2SC2563 NPN 通用參數(shù)： 8.0A/120V</p><p>　　二、常用整流二極管參數(shù) </p><p>　　IN5399 耐壓1000V 1.5A</p><p>　　1N4007 硅整流二極

27、管 1000V, 1A,</p><p>　　1N4735A 1W 6.2V穩(wěn)壓管</p><p>　　1N4727A 1W 3V穩(wěn)壓管</p><p><b>　　三、芯片</b></p><p>　　1、數(shù)顯部分芯片：ICL7107(31/2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，)主要參數(shù)： 電源電壓 ICL7107 V+

28、 to GND 6V </p><p>　　溫度范圍 0℃ to 70℃ </p><p>　　ICL7107 V- to GND -9V </p><p>　　熱電阻 PDIP封裝 qJA(℃/W) 50 </p><p>　　MQFP封裝 80 </p><p>　　模擬輸入電壓 V+ to V- 最大結溫 1

29、50℃ </p><p>　　參考輸入電壓 V+ to V- 最高儲存溫度范圍 -65℃ to 150℃ </p><p>　　時鐘輸入 GND to V+ </p><p>　　2、 7805芯片 輸出5V電壓 具體參數(shù)見集成電路查詢網(wǎng)</p><p><b>　　四、電磁繼電器</b></

30、p><p>　　電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于

31、繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。</p><p>　　二 分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源設計與計算</p><p>　　2.1串穩(wěn)壓電路原理</p><p>　　當電網(wǎng)電壓降低或負載電阻減小而使輸出端電壓有所降低時，其取樣電壓UB2相應減小，T2基極電位降低

32、。但因T2發(fā)射極電位既穩(wěn)壓管的穩(wěn)定Uz保持不變，所以發(fā)射極電壓UBE2減小，導致T2集電極電流減小而集電極電位Uc2升高，由于放大管T2的集電極與調(diào)整管T1的基極接在一起，故T1基極電位升高，導致集電極電流增大而管壓降UCE1減小。因為T1與RL串聯(lián)，所以，輸出電壓Uo基本不變。</p><p>　　同理，當電網(wǎng)電壓或負載發(fā)生變化引起輸出電壓Uo增大時，通過取樣、比較放大、調(diào)整等過程，將使調(diào)整管的管壓降UCE1增

33、加，結果抑制了輸出端電壓的增大，輸出電壓仍基本保持不變。</p><p>　　調(diào)節(jié)電位器Rp，可對輸出電壓進行微調(diào)。從圖可見，調(diào)整管T1與負載電阻RL組成的是射極輸出電路，所以具有穩(wěn)定輸出電壓的特點。</p><p>　　在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路的工作過程中，要求調(diào)整管始終處在放大狀況。通過調(diào)整管的電流等于負載電流，因此必須選用適當?shù)拇蠊β使茏髡{(diào)整管，并按規(guī)定安裝散熱裝置。為了防止短路或長期

34、過載燒壞調(diào)整管，在直流穩(wěn)壓器中一般還設有短路保護和過載保護等電路。</p><p>　　2.2 實驗設計原理圖</p><p>　　2.3 電路整體結構的設計與各部分相關參數(shù)的計算</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源電路可分為以下幾個模塊：</p><p>　　變壓器（220V50Hz）→整流→濾波→穩(wěn)壓電路（反饋調(diào)整、取樣電路）→穩(wěn)定直流&

35、lt;/p><p><b>　　一、整流電路</b></p><p>　　1、整流輸出電壓平均值：（Uo）</p><p>　　Uo= 1/2ρ∫02ρuod(wt)=0.9U2</p><p><b>　　、脈動系數(shù)S </b></p><p>　　S定義為：整流輸出電壓的基波

36、峰值Uom與平均值Uo的比值。</p><p>　　所以 ，經(jīng)計算知 S=2/3≈0.67</p><p><b>　　二、濾波電路</b></p><p>　　RLC愈大→電容放電越慢 →Uo越大 一般取</p><p>　　td=RLC≥(3~5)T/2 ( T :電源電壓的周期)</p><

37、p>　　近似估算：Uo=1.2U2</p><p>　　三、穩(wěn)壓輸出電路部分相關參數(shù)的計算</p><p>　　可分析得知該電路具有穩(wěn)壓功能。</p><p>　　對應原理圖看有(一個檔位)：</p><p>　　UQ5b=（R1+R4）Uo/(R1+R4+R8)</p><p>　　所以, 輸出最?。?l

38、t;/p><p>　　Uo=(R1+R4+R8) UQ5b/(R4+R8) 負載上的平均電流：IL=0.9U2/RL</p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　輸出最大：</b></p><p>　　Uo= (R1+R4+R8) UQ5b/R5</p><p

39、><b>　　2.4電路選擇</b></p><p>　　根據(jù)所給的電路性能指標，初選直流穩(wěn)壓電源設計原理圖如下：</p><p><b>　　變壓部分</b></p><p>　　這一部分主要計算變壓器B1次級輸出電壓（UB1）O和變壓器的功率PB1。</p><p>　　一般整流濾波電路有

40、2V以上的電壓波動（設為ΔUD）。調(diào)整管T1的管壓降（UT1）CE應維持在3V以上，才能保證調(diào)整管T1工作在放大區(qū)。整流輸出電壓最大值為15V。根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計算表》可知，橋式整流輸出電壓是變壓器次級電壓的1.2倍。</p><p>　　當電網(wǎng)電壓下降－10％時，變壓器次級輸出的電壓應能保證后續(xù)電路正常工作，那么變壓器B1次級輸出電壓（UB1）OMIN應該是：</p><p>

41、;　?。║B1）OMIN＝（ΔUD＋（UT1）CE＋（UO）MAX）÷1.2</p><p>　?。║B1）OMIN＝（2V＋3V＋15V）÷1.2＝20V÷1.2＝16.67V</p><p>　　則變壓器B1次級額定電壓為：</p><p>　?。║B1）O＝（UB1）OMIN÷0.9</p><p&g

42、t;　?。║B1）O＝16.67V÷0.9＝18.5V</p><p>　　當電網(wǎng)電壓上升＋10％時，變壓器B1的輸出功率最大。這時穩(wěn)壓電源輸出的最大電流（IO）MAX為500mA。此時變壓器次級電壓（UB1）OMAX為： </p><p>　?。║B1）OMAX＝（UB1）O×1.1</p><p>　?。║B1）OMAX＝18.5V×

43、;1.1＝20.35V</p><p>　　變壓器B1的設計功率為：</p><p>　　PB1＝（UB1）OMAX×（IO）MAX</p><p>　　PB1＝20.35V×500mA＝10.2VA</p><p>　　為保證變壓器留有一定的功率余量，確定變壓器B1的額定輸出電壓為18.5V，額定功率為12VA。實際購買

44、零件時如果沒有輸出電壓為18.5V的變壓器可以選用輸出電壓為18V或以上的變壓器。當選用較高輸出電壓的變壓器時，后面各部分電路的參數(shù)需要重新計算，以免由于電壓過高造成元件損壞。</p><p><b>　　整流部分</b></p><p>　　這一部分主要計算整流管的最大電流（ID1）MAX和耐壓（VD1）RM。由于四個整流管D1～D4參數(shù)相同，所以只需要計算D1的參

45、數(shù)。</p><p>　　根據(jù)第二章《常用整流濾波電路計算表》可知，整流管D1的最大整流電流為：</p><p>　　（ID1）MAX＝0.5×IO</p><p>　?。↖D1）MAX＝0.5×500mA＝0.25A</p><p>　　考慮到取樣和放大部分的電流，可選取最大電流（ID1）MAX為0.3A。</p&

46、gt;<p>　　整流管D1的耐壓（VD1）RM即當市電上升10％時D1兩端的最大反向峰值電壓為：</p><p>　　（VD1）RM≈1.414×（UB1）OMAX＝1.414×1.1×（UB1）O≈1.555×（UB1）O</p><p>　?。╒D1）RM≈1.555×18.5V≈29V</p><p

47、>　　得到這些參數(shù)后可以查閱有關整流二極管參數(shù)表，這里我們選擇額定電流1A，反向峰值電壓50V的IN4001作為整流二極管。</p><p><b>　　濾波部分</b></p><p>　　這里主要計算濾波電容的電容量C1和其耐壓VC1值。</p><p>　　根據(jù)根據(jù)第二章濾波電容選擇條件公式可知濾波電容的電容量為（3－5）×

48、;0.5×T÷R，一般系數(shù)取5，由于市電頻率是50Hz，所以T為0.02S，R為負載電阻。</p><p>　　當最不利的情況下，即輸出電壓為15V，負載電流為500mA時：</p><p>　　C1＝5×0.5×T÷（UO÷IO）</p><p>　　C1＝5×0.5×0.02S

49、47;（15V÷0.5A）≈1666μF</p><p>　　當市電上升10％時整流電路輸出的電壓值最大，此時濾波電容承受的最大電壓為：</p><p>　　VC1＝（UB1）OMAX＝20.35V</p><p>　　實際上普通電容都是標準電容值，只能選取相近的容量，這里可以選擇2200μF的鋁質(zhì)電解電容。耐壓可選擇25V以上，一般為留有余量并保證長期使

50、用中的安全，可將濾波電容的耐壓值選大一點，這里選擇35V。</p><p><b>　　調(diào)整部分</b></p><p>　　調(diào)整部分主要是計算調(diào)整管T1和T2的集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO，最大允許集電極電流（IT1）CM，最大允許集電極耗散功率（PT1）CM。</p><p>　　在最不利的情況下，市電上升10％，同時負載斷

51、路，整流濾波后的出電壓全部加到調(diào)整管T1上，這時調(diào)整管T1的集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO為：</p><p>　　（BVT1）CEO＝（UB1）OMAX＝20.35V</p><p>　　考慮到留有一定余量，可?。˙VT1）CEO為25V。</p><p>　　當負載電流最大時最大允許集電極電流（IT1）CM為：</p><p&g

52、t;　?。↖T1）CM＝IO＝500mA</p><p>　　考慮到放大取樣電路需要消耗少量電流，同時留有一定余量，可?。↖T1）CM為600mA。</p><p>　　這樣大允許集電極耗散功率（PT1）CM為：</p><p>　?。≒T1）CM＝（（UB1）OMAX－UOMIN）×（IT1）CM</p><p>　?。≒T1）C

53、M＝（20.35V-6V）×600mA＝8.61W</p><p>　　考慮到留有一定余量，可?。≒T1）CM為10W。</p><p>　　查詢晶體管參數(shù)手冊后選擇3DD155A作為調(diào)整管T1。該管參數(shù)為：PCM＝20W，ICM＝1A，BVCEO≥50V，完全可以滿足要求。如果實在無法找到3DD155A也可以考慮用3DD15A代替，該管參數(shù)為：PCM＝50W，ICM＝5A，BV

54、CEO≥60V。</p><p>　　選擇調(diào)整管T1時需要注意其放大倍數(shù)β≥40。 </p><p>　　調(diào)整管T2各項參數(shù)的計算原則與T1類似，下面給出各項參數(shù)的計算過程。</p><p>　　（BVT2）CEO＝（BVT1）CEO＝（UB1）OMAX＝20.35V</p><p>　　同樣考慮到留有一定余量，?。˙VT2）CEO為25V。

55、</p><p>　?。↖T2）CM＝（IT1）CM÷βT1</p><p>　?。↖T2）CM＝600mA÷40＝15mA</p><p>　　（PT2）CM＝（（UB1）OMAX－UOMIN）×（IT2）CM</p><p>　?。≒T2）CM＝（20.35V－6V）×15mA＝0.21525W&l

56、t;/p><p>　　考慮到留有一定余量，可?。≒T2）CM為250mW。</p><p>　　查詢晶體管參數(shù)手冊后選擇3GD6D作為調(diào)整管T2。該管參數(shù)為：PCM＝500mW，ICM＝20mA，BVCEO≥30V，完全可以滿足要求。還可以采用9014作為調(diào)整管T2，該管參數(shù)為：PCM＝450mW，ICM＝100mA，BVCEO≥45V，也可以滿足要求。</p><p>

57、;　　選擇調(diào)整管T2時需要注意其放大倍數(shù)β≥80。</p><p>　　則此時T2所需要的基極驅(qū)動電流為：</p><p>　　（IT2）MAX＝（IT2）CM÷βT1＝15mA÷80＝0.1875mA</p><p><b>　　基準電源部分</b></p><p>　　基準電源部分主要計算穩(wěn)壓管D

58、5和限流電阻R2的參數(shù)。</p><p>　　穩(wěn)壓管D5的穩(wěn)壓值應該小于最小輸出電壓UOMIN，但是也不能過小，否則會影響穩(wěn)定度。這里選擇穩(wěn)壓值為3V的2CW51，該型穩(wěn)壓管的最大工作電流為71mA，最大功耗為250mW。為保證穩(wěn)定度，穩(wěn)壓管的工作電流ID5應該盡量選擇大一些。而其工作電流ID5＝（IT3）CE＋IR2，由于（IT3）CE在工作中是變化值，為保證穩(wěn)定度取IR2＞＞（IT3）CE，則ID5≈IR2。

59、</p><p>　　這里初步確定IR2MIN＝8mA，則R2為：</p><p>　　R2＝（UOMIN－UD5）÷IR2MIN</p><p>　　R2＝（6V－3V）÷8mA＝375Ω</p><p>　　實際選擇時可取R2為390Ω</p><p>　　當輸出電壓UO最高時，IR2MAX為：

60、</p><p>　　IR2MAX＝UOMAX÷R2</p><p>　　IR2MAX＝15V÷390≈38.46mA</p><p>　　這時的電流IR2MAX小于穩(wěn)壓管D5的最大工作電流，可見選擇的穩(wěn)壓管能夠安全工作。</p><p><b>　　取樣部分</b></p><p

61、>　　取樣部分主要計算取樣電阻R3、R4、R5的阻值。</p><p>　　輸出電壓：Ub3MAX =（R4＋R5）÷（R3＋R4＋R5）×UO</p><p>　　UOMIN =（R3＋R4＋R5）÷（R4＋R5）×Ub3MAX</p><p>　　Ub3MIN = R5÷（R3＋R4＋R5）×

62、UO</p><p>　　UOMAX =（R3＋R4＋R5）÷R5 × Ub3MIN</p><p>　　其中Ub3 = UD5＋（UT3）BE</p><p>　　即可根據(jù)電阻的取值求出UO 的范圍</p><p>　　電路同時接入T3的基極，為避免T3基極電流IT3B對取樣電路分壓比產(chǎn)生影響，需要讓IT3B＞＞IR3

63、。另外為了保證穩(wěn)壓電源空載時調(diào)整管能夠工作在放大區(qū)，需要讓IR3大于調(diào)整管T1的最小工作電流（IT1）CEMIN。由于3DD155A最小工作電流（IT1）CEMIN為1mA，因此取IR3MIN＝10mA。則可得：</p><p>　?。?）當輸出電壓的檔位為3~8V時，UD5 =2V</p><p>　　變壓器B1次級輸出電壓即UIMIN 應該是：</p><p&g

64、t;　　UIMIN = （UD5＋（UT3）BE + UOMAX ）÷1.2</p><p>　　=（2V+3V+8V）÷1.2</p><p><b>　　=10V</b></p><p>　　R3＋R4＋R5＝UOMIN÷IR3MIN</p><p>　　R3＋R4＋R5＝3V

65、47;10mA＝300Ω</p><p>　　當輸出電壓UO＝3V時：</p><p>　　UD5＋（UT3）BE＝（R4＋R5）÷（R3＋R4＋R5）×UO</p><p>　?。≧4＋R5）＝（UD5＋（UT3）BE）×（R3＋R4＋R5）÷UO</p><p>　?。≧4＋R5）＝（2V＋0.7V

66、）×300Ω÷3V＝270Ω</p><p>　　當輸出電壓UO＝8V時：</p><p>　　UD5＋（UT3）BE＝R5÷（R3＋R4＋R5）×UO</p><p>　　R5＝（UD5＋（UT3）BE）×（R3＋R4＋R5）÷UO</p><p>　　R5＝（2V＋0.7V）&#

67、215;300Ω÷8V＝100Ω</p><p>　　實際選擇時可取R5為470Ω。R3為430Ω。但實際選擇時可取R3為220Ω。</p><p>　　(2)當輸出電壓的檔位為8~15V時，UD5 =6.2V</p><p>　　變壓器B1次級輸出電壓即UIMIN 應該是：</p><p>　　UIMIN = （UD5＋（U

68、T3）BE + UOMAX ）÷1.2</p><p>　　=（2V+3V+15V）÷1.2</p><p><b>　　=17V</b></p><p>　　同理可計算出R3=120Ω，R5=240Ω</p><p><b>　　放大部分</b></p><

69、;p>　　放大部分主要是計算限流電阻R1和比較放大管T3的參數(shù)。由于這部分電路的電流比較小，主要考慮T3的放大倍數(shù)β和集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓（BVT1）CEO。</p><p>　　這里需要T3工作在放大區(qū)，可通過控制T3的集電極電流（IT3）C來達到。而（IT3）C是由限流電阻R1控制，并且有：</p><p>　　IR1＝（IT3）C＋（IT2）B</p>&l

70、t;p>　　一方面，為保證T1能夠滿足負載電流的要求，要求滿足IR1＞（IT2）B；另一方面，為保證T3穩(wěn)定工作在放大區(qū)，以保證電源的穩(wěn)定度，其集電極電流（IT3）C不能太大。</p><p>　　這里可以選IR1為1mA，當輸出電壓最小時，則R1為：</p><p>　　R1＝（（UB1）O－UO－（UT1）BE－（UT2）BE）÷IR1</p><p

71、>　　R1＝（15V－6V－0.7V－0.7V）÷1mA＝7.6KΩ</p><p>　　實際選擇時可取R1為7.5 KΩ。</p><p>　　當輸出電壓最大時，IR1為：</p><p>　　IR1＝（（UB1）O－UO－（UT1）BE－（UT2）BE）÷R1</p><p>　　IR1＝（15V－6V－0.7V

72、－0.7V）÷7.5 KΩ≈1.013mA</p><p>　　可見當輸出電壓最大時IR1上升幅度僅1％，對T3工作點影響不大，可滿足要求。</p><p>　　由于放電電路的電流并不大，各項電壓也都小于調(diào)整電路，可以直接選用3GD6D或9014作為放大管T3。</p><p>　　通過前面的計算，已經(jīng)得到了所有元件的參數(shù)?？梢詫⑦@些參數(shù)標注到圖4－3－1

73、中，這樣就得到完整的串聯(lián)負反饋穩(wěn)壓電源電路圖，見圖4－3－2。這里計算的其實都還只是初步的參數(shù)，實際組裝完畢后應該仔細測量電源的各項指標是否符合要求，各部分元件工作是否正常。如果發(fā)現(xiàn)問題，應該根據(jù)實際情況作出調(diào)整。根據(jù)調(diào)整的結果來修正原理圖中的電路參數(shù)，最終完成穩(wěn)壓電源的設計。(如下：)</p><p><b>　　仿真實物圖</b></p><p><b>

74、;　　2、繪制原理圖</b></p><p><b>　　(1）選擇元器件</b></p><p>　?。?）放置并連接元件</p><p>　　3、由原理圖導成PCB圖</p><p>　　三 PCB板的制作與元器件的安裝</p><p>　　PCB板的制作流程介紹</p&g

75、t;<p>　　PCB板制作的一般流程：</p><p>　　設計繪制原理圖→導成PCB圖→打印輸出（熱轉(zhuǎn)印紙） ↓</p><p>　　金屬焊盤鉆孔← 腐蝕（留下電子線路）← 利用熱轉(zhuǎn)印法將PCB圖轉(zhuǎn)到敷銅板 </p><p><b>　　↓</b

76、></p><p>　　焊接安裝元器件→ 調(diào)試→ 成品</p><p>　　3.2打印PCB圖，熱轉(zhuǎn)印，腐蝕，鉆孔，完成PCB板的制作。</p><p>　　3.3 安裝元器件</p><p>　　利用烙鐵焊錫焊接，對照原理圖或PCB圖焊接安裝元器件。（注意焊接要牢固不要有虛焊點）</p><p>　　四 調(diào)試

77、分析與性能測試</p><p>　　我們將所有的元器件安裝完成后，必須仔細對照電路圖檢查線路是否正確，看有沒有接錯的地方。然后接通220V電源，按下主電路開關SW1，用萬用表檢測輸出端有無電壓輸出，若無電壓輸出，則檢測輸出端以前的電路每點的電位，找到電位異常的點后，可斷開電源，仔細分析原因，檢測此部位的元器件是否存在有虛焊的情況，用萬用表的蜂鳴檔檢測是否有短路或是開路。對電路整體進行分析排查，看是否有元器件因為某

78、點的短路而燒壞的，逐級進行。反復調(diào)試，直到找到原因所在。</p><p>　　調(diào)試完成后，測試主電路的輸出范圍，是否滿足3~8V 8~15V兩個檔位。觀察電主路輸出電壓實際值為多少，一般做出來之后兩檔范圍在4~10V 11~20V左右，在仔細分析產(chǎn)生誤差的原因，可知由于取樣電路的的阻值與理論計算值是存在一定的差異，可以對照原理圖將取樣部分的電阻R5、R6、R7、R8全都換成500Ω精密可調(diào)電阻，調(diào)動這些可調(diào)電阻，

79、使其輸出電壓的范圍在3~8V 與 8~15V兩個檔位之間連續(xù)變化。這樣，整個直流穩(wěn)壓電源就做好了。</p><p><b>　　五 心得體會</b></p><p><b>　　六 元件清單</b></p><p>　　串聯(lián)型穩(wěn)壓電源元器件清單如下：</p><p>　　參考文獻（Reference

80、s）</p><p>　?。?）童詩白主編 《模擬電子技術基礎》.北京:高等教育出版社 </p><p>　?。?）戴優(yōu)生主編 《基礎電子電路設計與實踐》;北京.國防工業(yè)出版社.2002</p><p>　　（3）陳曉文主編 《電子線路課程設計》；北京.電子工業(yè)出版社</p><p>　?。?）梁宗善主編 《電子課程基基礎設計》.北京