《模擬電子技術》課程設計報告串聯型直流穩(wěn)壓電源設計.doc

模擬電子技術課程設計報告設計題目：串聯型直流穩(wěn)壓電源設計姓 名：賀濤學 號：1303270121班 級：電子11301指導老師：周利兵老師同組姓名：李國亮設計時間: 2015年1月成 績： 目錄一 設計任務與要求.1二 方案選擇與電路工作原理.2三 單元電路與參數計算.3四 安裝、調試中遇到的問題，解決的方法及實驗效果.4五 電路性能指標測試結果及對成果的評價.5六 收獲與心得體會.6七 參考文獻.6 串聯型直流穩(wěn)壓電壓設計 直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姟Ｕ髌靼呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟?。經濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設計主要采用直流穩(wěn)壓構成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并實現電壓在4到15V可調。一 設計任務與要求1）用晶體管等分立元件設計串聯型直流穩(wěn)壓電源電路2）要求輸出：輸出直流電壓Vo4-15V連續(xù)可調輸出直流電流Io0-200mA電網電壓(220V)波動范圍為10%輸出內阻ro0.1輸出紋波電壓Voac2mV（用交流毫伏表或示波器測量）有過流保護二 方案選擇與電路工作原理（一）方案選擇：1）硅穩(wěn)壓管并聯式穩(wěn)壓電路。該電路結構簡單，但電壓固定，負載能力小。2）串聯型直流穩(wěn)壓電源。該電路的輸出電源穩(wěn)定性，負載能力和可調性能都較好。這種電路的最大優(yōu)點是效率高，可達75%90% 方案（2）是我們學習重點，我們選擇方案（2）。（二）電路工作原理：電子設備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數直接利用干電池和直流發(fā)電機外，大多數是采用把交流電（市電）轉變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。電網供給的交流電壓U1(220V,50Hz)經電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓U2，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓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，還會隨交流電網電壓的波動或負載的變動而變化。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。其原理框圖如圖（1）所示。 圖（1）（1） 變壓部分通過變壓器即可實現（2） 穩(wěn)壓部分由串聯型穩(wěn)壓電路構成，采用恒流源電路作為放大管的集電極負 并且采用了調整管過流保護電路，式穩(wěn)壓電路的性能得到提高。串聯型穩(wěn)壓電路框圖如下： 圖（2）串聯型穩(wěn)壓電路的方框圖三 單元電路與參數計算 （1）確定變壓器次級電壓 Uo=15v (2) 電路選擇： （3）參數計算，元件型號及參數：名稱型號及大小數量單相調壓器0.5KW1滑動變阻器200/300W1電烙鐵30W1整流二極管1N40014電解電容1000u/25V2低功率三極管90135大功率三極管TIP31C 3A/50V1紅色發(fā)光二極管2V1大電阻2.7/1W1瓷片電容0.012變壓器15V/220V 5W1 基準電壓 差分放大： 采樣電路： 負反饋: 輸出電流：過流保護： 采用限流保護 此時T5導通，在A2處分流，實現限流保護。 穩(wěn)壓原理： a 電網電壓波動 b 負載發(fā)生變化四 安裝、調試中遇到的問題，解決的方法及實驗效果（一）安裝：安裝好后，首先檢查電路的元件是否有裝配錯誤，特別應檢查晶體管、二極管、二極管及電解電容等元件的極性有無接反。再檢查焊點有無漏焊、虛焊，特別應注意焊點之間或線路 間有無短接，防止通電后由于某一部分的短路導致原器件損壞。（二）調試（1）調Rw1，看輸出電壓是否隨之變化，變化正常則說明電路工作正常，否則，先排除故障再調試。（2）當輸出電流升高到260mA后，過流保護電路工作，是輸出電壓逐漸降低，起到限流保護作用。（3）將輸入電壓變化約5%或10%，這時輸出電壓應穩(wěn)定在正常值。如穩(wěn)定不良，則應檢查取樣電路，基準電路，輸入電壓及調整管，比較放大器等各級電壓。比較放大器基極電位太高或太低將引起集電極電位太高或太低，這會造成穩(wěn)定不良。原因可能是作基準電壓用的二極管基準電壓不對或取樣電阻，微調電位器阻值不對或損壞。（三）故障分析： 焊接完成后，發(fā)現調解Rw 輸出電壓不變，當時就覺得不對，后來發(fā)現R2沒有與T2連接好。（四）實驗效果： 實驗效果跟理論計算有區(qū)別。尤其是第一次去實驗室的時候，實驗的結果很離譜，不過后來問了同學找網上資料把問題化簡了很多。最終結果還是有區(qū)別。不過我們已經算比較滿意了。畢竟這是我們第一次做課程設計。我們相信下次會做的更好五 電路性能指標測試結果及對成果的評價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，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點的短路而燒壞的，逐級進行。反復調試，直到找到原因所在。調試完成后，測試主電路的輸出范圍，是否滿足4.812.8V這個檔位。觀察電主路輸出電壓實際值為多少，一般做出來之后范圍在412V左右，在仔細分析產生誤差的原因，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R1、R2 R3、R5全都換精密可調電阻，調動這些可調電阻，使其輸出電壓的范圍在412V這個檔位之間連續(xù)變化。這樣，整個直流穩(wěn)壓電源就做好了。我對這次課程設計還是比較滿意的。在做課程設計期間：我跟隊友一起討論，一起找資料。經過兩個星期的設計及實驗我們終于把它完成了。六 收獲與心得體會通過這次穩(wěn)壓電源的設計,使我鞏固和加深了在模擬電子技術課程中所學的理論知識，對整流電路,濾波電路,穩(wěn)壓電路等的認識更加深刻,并學會查閱相關手冊和資料，提高了分析問題，解決問題的能力；也使我基本掌握了word，protel 的使用方法,且初步掌握了電子電路的設計方法,在以后還需多加練習，熟練掌握。這是我第二次動手焊接電路，熟悉了對焊槍的使用，懂得怎么焊接美觀，節(jié)約焊錫等等，這次我還自己動手焊接好已經壞的耳機，增加了我對電子這一方向的興趣。 這次課程設計也是一次理論聯系實際的過程，在設計中遇到了許許多多的實際問題，在理論上正確的結果在模擬時可能出現各種各樣意料之外的結果，這就需要我們在設計的過程中從實際出發(fā)，盡可能的考慮到實際情況。另外，在遇到問題時要學會用理論聯系實際的方法分析問題，解決問題；回顧本次課程設計，至今感慨頗多，從選題到定稿，從理論到實踐，使我懂得了理論和實際相結合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正掌握知識，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考能力；我們相信有了這次課程設計的基礎，下次可以完成的更好更有效率。七 參考文獻1童詩白、華成英，模