模電課程設計 doc

1、長沙航空職業(yè)技術學院長沙航空職業(yè)技術學院模模 擬擬 電電 子子 技技 術術 設設 計（論計（論 文）文）論文題目：論文題目： 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源所屬系部：所屬系部： 航空電子工程系指導老師：指導老師： 謝佳君老師 黃荻老師 班級班級 電子 1001班學生姓名：學生姓名： 廖實宏 學號學號 56專專 業(yè)：業(yè)： 應用電子技術 2011 年年 6 月月 22 日日目錄目錄一、前言一、前言11二、課設題目二、課設題目11三、課題分析三、課題分析1 1、設計目的、設計目的2 2、設計要求、設計要求四、總體方案設計四、總體方案設計1 1、串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源設計思路、串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源設計思路2 2、串聯(lián)直流穩(wěn)

2、壓電源原理框圖、串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源原理框圖五、整體原理分析五、整體原理分析六、單元電路分析六、單元電路分析1 1、變壓部分、變壓部分2 2、整流部分、整流部分3 3、濾波部分、濾波部分4 4、穩(wěn)壓部分、穩(wěn)壓部分七、電路測試分析七、電路測試分析1 1輸出電壓與最大輸出電流的測試輸出電壓與最大輸出電流的測試2.2.仿真圖像仿真圖像八、整體電路圖八、整體電路圖九、總結(jié)九、總結(jié)十、謝辭十、謝辭一、一、 前言前言隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，可以說，有電器的地方就有電源。所有的電子設備都離不開可靠的電源為其供電?，F(xiàn)代電子設備中的電路使用了大量的半導體器件，這些半導體需要幾伏到幾十伏的直流供電，以便得到正常工作所必需

3、的能源。這些直流電源有的屬于化學電源，如采用干電池和蓄電池，但這些不能持久性的供電。大多數(shù)電子設備的直流供電方法都是將交流電源經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等變換為所需的直流電壓。完成這種變換任務的電源成為直流穩(wěn)壓電源?，F(xiàn)代電子設備中使用的直流穩(wěn)壓電源有兩大類：線性穩(wěn)壓電源和開關性穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源亦稱串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓電源。它的穩(wěn)壓性能好，輸出紋波很小，缺點是需要使用體積和重量都比較大的工頻變壓器，而且穩(wěn)定效率較低。開關型穩(wěn)壓電源效率高，體積小，重量輕，缺點是輸出的紋波及產(chǎn)生的電磁干擾比較大。開關電源和線性電源的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。通常，當輸出功率較小時，線性電源

4、的成本較低。但是，當線性電源成本在某一輸出功率點上時，反而高于開關電源，這一點稱為成本反轉(zhuǎn)點。本設計是針對實際需求，同時結(jié)合課設的基本要求，設計出的一種可調(diào)的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。二、二、 課設題目課設題目串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源三、三、 課題分析課題分析1 設計目的設計目的掌握直流穩(wěn)壓電源的工作原理及電路設計過程掌握直流穩(wěn)壓電源的工作原理及電路設計過程2 設計要求設計要求（1）輸出直流電壓輸出直流電壓 Uo=315V 連續(xù)可調(diào)連續(xù)可調(diào)（2）最大輸出電流最大輸出電流 Im=500mA（3）穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù) S15V 且 UB3 (R3+Rp1+R4)/R4 15V，因此有：R4140 選擇 R4：12

5、0/0.25WUB3 (R3+Rp1+R4)/(Rp1+R4)700，其中 Rp1580，選擇 Rp1=1k 電位器，功率0.1W，R5 取 820/0.25W。電阻的大小會影響到電路自動調(diào)節(jié)的靈敏性和帶載能力。在設計本單元時，選用 1/4W 的電阻，已經(jīng)充分考慮到各電阻的最大消耗功率。 (2)基準環(huán)節(jié) 本單元中基準環(huán)節(jié)由穩(wěn)壓管 D2 和限流電阻 R2 組成。考慮穩(wěn)壓管VZ 的穩(wěn)壓值應該小于最小輸出電壓 3V，為保證 VT3 處于放大狀態(tài)，其 B、E 間還有 0.7V 的壓降，因此 VZ 應小于（3V-0.7V）=2.3V，此處就選擇 1N4007 正接代替穩(wěn)壓管，它在電流小于100mA 時，

6、兩端電壓保持在 0.60.75 之間，基本穩(wěn)定。電阻 R2 的取值要考慮到 1N4007 的電流不能太大，同時 R2 支路的分流較小對保護 VT1 管也有好處。當電源輸出功率最大時，UO=15V，IO=500mA，考慮盡量不增加電源總功率，R2 與取樣支路的電流宜遠小于 500mA，這里取 IR2max=50mA,則 R2min=(15-0.7)/50mA=286,當然 R2 也不宜過大，應保證 1N4007 導通（IR2min=10mA） ，R2max=(15-0.7)/10mA=1.43k,這里取R2=1.2k。 (3)比較放大環(huán)節(jié) 本單元主要是將輸出電壓的變化量放大后送到調(diào)整復合管 Q1

7、 的基極，使調(diào)整管處于工作狀態(tài)，這部分由三極管 Q2 完成。選擇常見低頻小功率管9013（9013：極限參數(shù) 25V/0.5A/0.625W，64300）（4）調(diào)整環(huán)節(jié) 本單元主要由功率管 Q1 和 Q3 構(gòu)成的復合管來組成。由于單管不能實現(xiàn)輸出最大電流 500mA 的指標，故采用復合管。在設計時，在復合管的基極增加了電容器 C2。 七、電路測試分析七、電路測試分析1輸出電壓與最大輸出電流的測試實際測出電壓范圍為 2.22v-21v,滿足設計要求一般情況下，穩(wěn)壓器正常工作時，其輸出被測電流要小于最大輸oI出電流，電路工作時上消耗的功率為：P=UomaxIomax=7.5WmaxoILR故取額定

8、功率為 10W，阻值為 30 歐姆LR2.仿真圖像當調(diào)到最上端時，有最小值C12.2mFR13kC2100uFQ22N1711R21.2kRP11kKey=A0%R4120C3100uFV1220 Vrms 50 Hz 0 D11B4B421243821D21N4007R3820119Q12N3711Q3D44H103126T20123457XMM1100當 PR1 調(diào)到最下端時，有最大值C12.2mFR13kC2100uFQ22N1711R21.2kRP11kKey=A100%R4120C3100uFV1220 Vrms 50 Hz 0 D11B4B421243821D21N4007R382

9、0119Q12N3711Q3D44H103126T20123457XMM1100八、整體電路圖八、整體電路圖C12.2mFR13kC2100uFQ22N1711R21.2kRP11kKey=A50%R4120C3100uFV1220 Vrms 50 Hz 0 D11B4B421243821D21N4007R3820119Q12N3711Q3D44H103126T20123457100九、總結(jié)九、總結(jié)本設計的目的是利用市電通過一定的技術產(chǎn)生直流穩(wěn)壓電，并利用它為電子器件提供必要的電壓、電流。該電源能提供一定的穩(wěn)定的電壓，并且在它的量程范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，同時具有一定保護作用，。通過這次設計，我從中獲

10、得了很多有用的東西。比如說，在以前上課時沒聽懂的知識，現(xiàn)在通過自己的進一不了解，再結(jié)合自己以前所學的知識，對它有了新的認識。在此同時，我還學到了新的知識，在了解這一方面知識的同時，我好查閱了相關的圖書和了解了網(wǎng)上最新的技術，為此，對我以后設計的進行打下了深厚的基礎，我相信在以后的畢業(yè)設計中可以很輕松的操作。同時同過這次課程設計，我對于模電知識有了更深的了解，尤其是對與線性直流穩(wěn)壓電源方面的知識有了進一步的研究。同時實物的制作也提升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛煉，加深了我對模擬電路設計方面的興趣。理論與實踐得到了很好的結(jié)合。我們這次設計的直流穩(wěn)壓電源還有不足之處：電源帶負載的能力不是很強，輸出的電流也有較多的限制等。我相信在以后的學習和探索過程中，我們一定會努力去解決這些問題，完善我們的設計，進一步加深自己對設計流程思路的了解和認識。十、謝辭在這次的課題設計中，我不但對自己學過的 模電知識有了系統(tǒng)而全面的復習了解，也對現(xiàn)在直流穩(wěn)壓電源的用用前景做了非常多的了解，這次的設計使我收獲了很多自己不知道的知識。很多原來不知道的知識都在這次的設計中得到了了解，而且，經(jīng)過這次的設計，讓我知道了直流穩(wěn)壓電源的重要