模擬電子線路課程設計報告

..>太原理工大學信息學院"模擬電子線路"課程設計報告設計題目：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設計與仿真〔三檔可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設計與仿真〕專業(yè)班級：**：同組人：..>太原理工大學信息工程學院課程設計任務書專業(yè)班級電科1401班**設計周數(shù)指導教師設計題目串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設計及仿真〔三檔可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設計與仿真〕設計任務及主要設計參數(shù)設計任務：設計制作一個多路輸出直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50Hz交流電轉(zhuǎn)換為多路直流穩(wěn)壓電源。技術(shù)指標：輸入交流電壓：220V輸出直流電壓：3-6V,6-9V,9-12V設計要求及內(nèi)容按題目要求設計電路，畫出電路圖，選擇元器件的型號、標稱值和額定值，并計算參數(shù)。仿真調(diào)試設計電路，擬定設計步驟測試設計指標，假設測試結(jié)果不滿足設計指標，需重新調(diào)整電路參數(shù)，使之到達設計指標要求。寫出設計、調(diào)試、測試指標全過程的設計報告?？偨Y(jié)完成對該設計題目的體會。主要參考資料模擬電子線路課程設計指導書模擬電子技術(shù)根底簡明教程楊素行高等教育出版社學生提交歸檔文件按題目要求進展設計〔總體方案設計、具體設計單元電路、元件參數(shù)選擇、計算、電路仿真〕，寫出設計報告，給出電路圖及實驗結(jié)果。指導教師簽名：日期：..>目錄TOC\o"1-3"\h\u10892一、設計內(nèi)容2121841.1設計題目2178671.2設計目的2287681.3設計要求2208671.4技術(shù)指標2210291.5內(nèi)容摘要220496二、電路原理圖及原理圖說明32126038017362711.電源變壓器3148312.整流3111693.電容濾波 463974.基準電壓4323325.調(diào)整管470046.放大電路498487.采樣電阻48732三、電路參數(shù)計算、元件選擇4276643.1確定次級電壓420913.2確定整流濾波電路參數(shù)477153.3電容的選取5217173.4調(diào)整管的選取52473558338676723.7確定采樣電阻610815四、電路仿真7231134.1仿真電路圖7106844.2輸出直流電壓范圍788284.3穩(wěn)壓系數(shù)128168五、實驗室電路實驗14193795.1實驗室所用電路14182265.2搭建電路1431425.3實驗數(shù)據(jù)記錄154306七、課設總結(jié)1611273八、參考文獻17模擬電子線路課程設計一、設計內(nèi)容1.1設計題目串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源1.2設計目的1、學習電子系統(tǒng)設計的一般方法。2、學會選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及三極管來設計直流穩(wěn)壓電源。3、掌握穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)。4、掌握Multisim仿真軟件的應用。5、掌握常用元器件的識別與測試。6、熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的根本方法。1.3設計要求1、穩(wěn)壓電路要加有放大環(huán)節(jié)以改善穩(wěn)定性。2、輸出電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。3、要加有保護電路。1.4技術(shù)指標輸入電壓：220V/50Hz輸出直流電壓：3—6V，6—9V，9—12V可變輸出電壓1.5內(nèi)容摘要1、直流穩(wěn)壓電源是一種將220V的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)完成。2、電網(wǎng)提供的交流電壓一般是220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低至所需要交流電壓。3、降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大〔即脈動大〕。4、脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保存其直流成份。5、濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到根本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負載RL。6、根據(jù)設計的電路圖到實驗室選擇適宜的元件進展試驗。7、報告中給出電路原理圖以及元件選擇，最后給出元件參數(shù)以及參考文獻。二、電路原理圖及原理圖說明直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四局部組成，如下列圖：根據(jù)以上給定的技術(shù)指標，設計直流穩(wěn)壓電源，確定整流濾波電路和穩(wěn)壓電路兩本局部的電路方案和元器件的參數(shù)，保證電源能正常工作。以下列圖為仿真電路圖。串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路原理圖1.電源變壓器由于電網(wǎng)提供的交流電一般為220V〔或380V〕，而各種電子設備所需要直流電壓的幅值卻各不一樣。因此，常常需要將電網(wǎng)電壓先經(jīng)過電源變壓器，然后將變換以后的二次電壓再去整流，濾波，和穩(wěn)壓，最后得到所需要的直流電壓幅值。2.整流本電路圖采用單向橋式整流電路，有四個一樣的二極管組成。整流電路的作用是利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟?，將正負交替的正選交流電壓整流為單方向的脈動電壓。但是，這種單向脈動電壓往往包含著很大的脈動成分，距離理想的直流電壓還差的很遠。3.電容濾波整流電路雖然可將交流電變成直流電，但其脈動成分較大，在一些要求直流電平滑的場合是不適用的，需加上濾波電路，以減小整流后直流電中的脈動成分。4.基準電壓基準電壓由穩(wěn)壓管提供，接在比較放大器的發(fā)射極。穩(wěn)壓管和電阻組成穩(wěn)壓電路。由于所加負載的不同，負載會電阻發(fā)生變化，并且電網(wǎng)電壓也會有上下波動，穩(wěn)壓電路可以保持輸出電壓的根本穩(wěn)定。5.調(diào)整管調(diào)整管由功率管和推動管組成，當輸出電壓發(fā)生波動時，調(diào)整管的集電極電壓產(chǎn)生相應的變化，使輸出電壓根本保持穩(wěn)定。6.放大電路比較放大器的作用是將采樣電阻送來的變化量進展放大，然后傳送到調(diào)整管的基極。7.采樣電阻由電阻組成，當輸出電壓發(fā)生變化時，采樣電阻對變化量進展采樣，并傳送到放大電路的基極。8.過載保護過載保護電路由三極管和電阻組成，其作用時防止電路中電流過大損壞電路。三、電路參數(shù)計算、元件選擇3.1確定次級電壓由于要求調(diào)整管能夠工作在飽和區(qū)，需滿足Uimin=Uoma*+(3-8)V;在本設計中，Uoma*=12V，所以在這里設置Uimin=15V。為對應電網(wǎng)電壓最低值〔下降10%〕時的整流輸出值，有橋式整流的估算公式可得可取U2=12V左右；則變壓器變比為：n1/n2=220/12=183.2電容的選取，為濾波電容放電電流，一般可取最大負載電流，為濾波電容上電壓在平均值上下的波動量在電容濾波電路中，電容放電的時間常數(shù)=RC愈大，放電過程愈慢，則輸出直流電壓愈高，同時脈動成分也愈小，即濾波效果愈好。所以應該選擇大容量的電容作為濾波電容。在這里我們選擇470f的大電容。選擇耐壓值應考慮電網(wǎng)電壓最高，負載電流最小的最不利情況，即U2=19V可選耐壓19V容量為470的電解電容3.3調(diào)整管的選取考慮到電網(wǎng)電壓波動到最高值，負載短路時，整流濾波輸出電壓全部加在調(diào)整管兩側(cè)，則調(diào)整管應滿足以下要求：電阻R1基準電路支路中的電阻R的作用是保證穩(wěn)壓管的工作電流比較適宜，通常使得穩(wěn)壓管中的電流略大于其最小參考電流值Imin，在這里，根據(jù)穩(wěn)壓管的型號05AZ2.2，1K的電阻比較適宜。1〕，當輸出檔為3-6V時：假定采樣電阻中定值電阻R3為3K左右，根據(jù)當最小時，〔1〕當最大時，〔2〕電路中，測得穩(wěn)壓管兩端電壓為2.2V左右，運算時取2.2V。通過〔1〕，〔2〕式可以求得，滑動變阻器R4為3K，定值電阻R2為3K根據(jù)給定的技術(shù)指標，仿真時?。篟42〕，當輸出檔為6-9V時：假定采樣電阻中定值電阻R7為1K左右，根據(jù)當最小時，〔3〕當最大時，〔4〕電路中，測得穩(wěn)壓管兩端電壓為2.2V左右，運算時取2.2V。，定值電阻R5為3K根據(jù)給定的技術(shù)指標，仿真時取：R3〕，當輸出檔為9-12V時：假定采樣電阻中定值電阻R10為1K左右，根據(jù)當最小時，〔5〕當最大時，〔6〕電路中，測得穩(wěn)壓管兩端電壓為2.2V左右，運算時取2.2V。通過〔5〕，〔6〕式可以求得，滑動變阻器R9，定值電阻R8為根據(jù)給定的技術(shù)指標，仿真時?。篟93.6確定比較放大器在本實驗中根據(jù)輸出的電壓，選擇放大器型號為：NJM2904M四、電路仿真4.1仿真電路圖圖1直流穩(wěn)壓電源仿真圖4.2輸出直流電壓范圍1〕變壓器變壓電路圖及波形：圖2變壓器變壓電路圖圖3變壓器變壓后波形圖2〕橋式整流電路圖4橋式電路整流電路圖橋式整流電路整流后:圖5橋式電路整流后波形圖3〕電容濾波后：圖6濾波電路圖圖7濾波后波形圖4):1，此時輸出電壓為3—6V：當滑動變阻器最大時〔圖中為100％〕，輸出電壓有最小值Uomin=58V，當滑動變阻器最小時(途中為0％)，輸出電壓有最大值Uoma*V。仿真結(jié)果如圖：圖83-6V檔最小電壓圖圖63-6V檔最大電壓圖2，此時輸出電壓為6—9V：當滑動變阻器最大時〔圖中為100％〕，輸出電壓有最小值Uomin=6.035V，當滑動變阻器最小時(途中為0％)，輸出電壓有最大值Uoma*V。仿真結(jié)果如圖：圖76-9V檔最小電壓圖圖86-9V檔最大電壓圖3，此時輸出電壓為9—12V：當滑動變阻器最大時〔圖中為100％〕，輸出電壓有最小值UominV，當滑動變阻器最小時(途中為0％)，輸出電壓有最大值Uoma*V。仿真結(jié)果如圖：圖99-12V檔最小電壓圖圖109-12V檔最大電壓圖RL=1K-10K，測量輸出電壓〔以9-12V為例〕翻開開關(guān)1：，此時，Uomin=8.938V，仿真結(jié)果：當RL=8K，此時，UominV仿真結(jié)果：可見當負載變化時輸出電壓較穩(wěn)定。4.3穩(wěn)壓系數(shù)電網(wǎng)電壓220V時，取最大值，電網(wǎng)電壓220V時，輸出電壓UoV。仿真結(jié)果：電網(wǎng)電壓250V時，輸出電壓Uo=V。仿真結(jié)果：則穩(wěn)壓系數(shù)Sr=(Uo/Uo)/(Ui/Ui)=(-(-)/)V/((250-220)/220)V=%?？梢姡娐返妮敵鲭妷狠^穩(wěn)定，隨輸入電壓變化較小。實驗室電路實驗5.1實驗室所用電路5.2搭建電路實驗器材：220V交流電源，變壓器，二極管，調(diào)整管3DD15，電阻100Ω,1kΩμF，2200μF,三極管9013，穩(wěn)壓管DW，電位器，假設干導線，萬用表。實驗所用電路5.3實驗數(shù)據(jù)記錄調(diào)整電位器時，最大輸出電壓為Uoma*=22.5V最小輸出電壓為Uomin=V