1、模擬電子技術課程設計串聯式可調直流穩壓電源姓名：XXX學號:xxxxxxx組員：XXX班級：電子102指導老師劉純天成績：2018.01.09一、任務及要求本課程是學習了模擬電子技術課程之后，讓學生運用模擬電子技術所學 知識，進行實際電子線路的設計、裝接和調試工作，以加深電子電路基本知識 的理解，又能培養電路的實踐技能，提高他們分析、解決問題的能力。它是針 對模擬電子技術課程進行的綜合訓練。本課程是工業電氣自動化專業的必修 課。1、目的：加深電子電路基本知識的理解，培養電子電路的動手技能，提高分析、解決問題的能力。2、課程設計內容：串聯式直流穩壓電源設計3、設計內容及要求1. 用晶體管組成設計

2、串聯式直流穩壓電源電路2. 要求輸出：輸出直流電壓 Vo= 12V± 0.2V輸出直流電流Io = 0-200mA電網電壓（220V>波動范圍為10%輸出內阻r°v= 0.1 Q輸出紋波電壓 Voac<= 2mV有過流保護3. 畫出電路圖，寫總結報告模擬電子技術課程設計二、設計原理本設計電路分為降壓電路、整流電路、濾波電路和調壓穩壓電路四 大部分，穩壓電路部分又由基準電壓源、輸出電壓米樣電路、電壓 比較放大電路、過流保護電路和輸出電壓調整電路組成。220 V50 Hz直流電源的輸入為220V的市電，需要通過電源變壓器降壓后，再對 交流電進行處理。變壓器副邊電壓有

3、效值決定于后面電路的需要。變壓器副邊電壓通過整流電路從交流電壓轉換為直流電壓，即 將正弦電壓轉變為單一方向的脈動電壓，但含有較大的交流成分， 會影響負載電路的正常工作。為了減小電壓的脈動，需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平 滑，理想情況下，應將全部交流分量全部濾掉，使濾波電路的輸出 電壓僅為直流電壓。然而，因為濾波電路為無源電路，所以接入負 載后勢必會影響其濾波效果。交流電壓通過整流、濾波后雖然變為交流分量較小的直流電 壓，但是，當電網電壓波動或負載變化時，其平均值也將隨之變 化。穩壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不隨電網電壓波動或負載變化的影響，從而獲得足夠高的穩定性。i. 降壓電路本電路

4、使用的降壓電路是單相交流變壓器，根據要求要輸出512V穩定可調的電壓，考慮到其他波動因素，選擇輸出15V的變壓器。2整流電路 整流電路的主要作用是把經過變壓器降壓后的交流電通 過整流變成單個方向的直流電。但是這種直流電的幅值變化很大。 它主要是通過二極管的截止和導通來實現的。常見的整流電路主要 有全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電路。我們選取單相橋式整流電路選擇4支IN4001構成整流橋。實現設計中的整流功能因為電容在電路中也有儲能的作用，并聯的電容器在電源供給的電 壓升高時，能把部分能量存儲起來，而當電源電壓降低時，就把能 量釋放出來，使負載電壓比較平滑。因為本電路后級是穩壓電路， 因此

5、可以使用電容濾波電路進行簡單濾波。電容選取：電容的取值應當有一個范圍，由前面的計算我們已經得出變壓器的次級線圈電壓為15V，當輸出電流為0.2A時，我們可以求得電路的負載為60歐，我們可以根據濾波電容的計算公式：aC=(3 5>來求濾波電容的取值范圍，其中在電路頻C2率為50HZ的情況下，T為20ms則電容的取值范圍為500-834uF,保利用險起見我們可以取標準值為1000uF額定電壓為25V的電容。C2、C4小電容濾去紋波。整流及濾波:4.基準電壓穩定電路T42.7電壓電路作用是為后面比較電路提供一個基準電壓，此處采D1 D22V,且較穩壓C1 C2+T3用一個紅色發光二極管，其發光

6、后電壓穩定在紅色發光二極管工作在二級管適合工作在小電流電路中。10mA所以限流電阻上下限:D3D4RiR210KT1T2=1.65k?R3510Q=2.7k?取 2K?D1-D4:1N4001T1-T3,T5: 9013T4:50V,3A5.比較電路和放大電路比較放大電路連接在基準電壓電路后面，為了實現電壓可調固在 電路中引入了放大環節，加深電壓負反饋以提高 輸出電壓的穩定性，并且還抑制了溫度的漂移。 如右圖所示。因為在此對精度的要求不高，又從 經濟的角度上考慮后在此用一個長尾式差分放大電路來實現。控制流過T2的電流為1mA。R2上端的電位 濾波后）波動應為16V21V，故R2取20K Q。三

7、極管選擇兩個9013的NPN管子。首先三極管工作必要有一個合適的靜態工作點Q。在此濾波后電壓 V=20V , U =0.7V, R =20K Q, U盡量選在中間即 10V。 6.調整電路在本電路中調整管是保證電路安全工作的核心元件，由一個大功率TIT3調整 電路管T4）和一個普通的 NPN管T3）組成復合管。這是因為流過集電極和發射極的電流可能很大，一般管子無法承受大電流故選用一個大功率管。其基極接在差動放大電路的集電極上，因為差動的集電極上電流過大，用萬用表測量后發現 T4的B值為75,如果不用復合管至于那個單管，那么，當輸出電流為最大200mA時，基 極電流應為3mA左右，顯然這里不能有

8、3mA基極的電流，故此用復 合管對B進行補償，這樣以后基極電流就可以小到 uA級了。而集電 極接在濾波電路的后面， 射極接上采樣電路后從射極輸出構成電壓 跟隨，這樣有利于對電壓的穩定。至于調整管的管功耗，當輸出 5V200mA時，濾波后的電位器既調整管集電極的電位正常應為19V， 那么，管壓降應為14V，功率應為 P=UI=14X0.2=2.8W所以本電路的管功耗最多為2.8W。R4 2 7Q1W因為此電路的精度不高穩定性也相對較差所T57保護電路以在調整管的射極后加上一個過流保護。如果電路正常工作時T5管 子是不導通的，因為PN結上沒有0.7V的電壓，而R4阻值又太小可 以忽略不計，也就相當

9、于沒有這個保護電路。但是當某種原因使得 調整管的射極電流突然增大，使得 R4上的壓降達到0.7V后T5管子 導通。如果把保護電流設在250mA,那么0.7九二三二八故R4取2.7 Q基極和集電極又是反相的關系，既基極電位上升，導致集電極電位 下降，從而使得調整管的基極電位下降于是抑制了電流的持續增大，這樣就保護了電路里的元器件。也就相當于對調整管引入了一個負反饋。不僅限制了電流，同時還順便控制了溫度。關于R4的選擇，因為這里電流可能過大故選取一個大功率的電阻，并且阻值要小盡量少分壓。而 T5就是一個普通的NPN管子。8米樣電路(R5路JL5K1 W1R65K采樣電路是配合著差動放大和基準電壓來

10、實現電壓 的可調。工作原理就是電位器的2號引腳上的電位和 基準電壓近似相等，通過基準電壓值和調節電位器 改變電位器2腳以下的電阻從而控制電流。再利用電 流在采樣電路中幾乎沒有從電位器的 2腳流走。故 可推斷出整個采樣電路的電壓。在這里我們假設電 位器2腳的電位就是基準電壓2V。所以，當電位器滑動到最上端時，輸出電壓最小，為Wi + R6U<5V當電位器滑動到最下端時，輸出電壓最大，為經綜合考慮后 R、R和 W1分別選5.6K Q和1.5K Q電阻和5K Q的電 位器。這樣選下來電壓可調的理論范圍在 4V16V。故優于設計條 件的 5V12V。三. 焊接與調試1.電路原理圖R42.7 Q

11、/1WAD1 A D2D1-D4:1N4001T1-T3,T5: 9013T4:50V,3A1KJZ -R24 B10K2.5KT1R55.6KT2；：IR1 KKT5T4AT3A5鳥紅1.1C3C4R/AmuQZ -o >Vr- -C2所需設備清單： 四單相0.5KW調壓器，或晶體管直流穩壓電源v模擬市電波動）五.MF47萬用表六滑線變阻器v假負載）200Q /300W七.30W電烙鐵3材料清單：2. 整流二極管1n40014只3電解電容 1000u/25V2只4. 三極管 90135只5. 大功率三極管3A/50V1只6. 紅色發光二極管1 只7. 大電阻： 2.7Q /1W1只8.

12、1/4W 電阻：510Q, 1.5K, 2K , 5.6K, 10K, 12K，各 1 只9. 瓷片電容：0.01卩2只10. 變壓器： 15V/220V 5W 1 只11. 80X 100mm2萬能印刷板 1塊12. 松香、焊錫若干13. 二芯帶插頭電源線1 根4. 準備工作按電路圖將各元件布局在通用板上，用萬用表判斷三極管極性，或在網站上查詢相關型號器件極性，布局完成，檢查各處器件參數設 置，妥當無誤后開始焊接。四、性能測試電壓變化范圍經示波器觀察，調電位器的電阻值，發現，電位器調到最大和最小時，輸 出電壓范圍，V min=3.44V , Vmax=15.25V紋波大小有200mv五、心得體會通過這次實際動手焊接，我們在一下幾個方面有所認識： 1：對理論有了初步的系統了解。2：提升了自己的實際操作能力，也是自己對專業只是有了更進一步 的了解。3：實訓讓我們學到了很多課本上無法學到的最實用、最基礎的知識4: 通過這次實訓也培養了我們膽大、心細、謹慎的工作作風。5。操作期間我們還懂得了 Multisim 軟件的運用，通過它更深刻的 了解了電路圖的基本操作。6；設計中最重要的是懂得了串聯穩壓電源原理，串聯型穩壓電路是最常用的電子電路之一，它被廣泛地應用在各種電子電路中。總