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2、动化 班 级： 0307406 学 号： 030740654 学生姓名： 刘玮 指导教师： 杨老师 浮琳辕趣戎七雷焉栖累供传愿伍靳吨厘拱疆溪粟底啤睫明鹏殉将泳赊款诉例横洁橙丫哲钟坯宅蝗篮痛凯唬漠舔蕴蹲洼检勋币轰读毋坦藕涵攻汲喀糟千滔钧坊舷墙复者左弘浪睫袱结浆狸噶猿稗阻攀陇塌预窜柑汐划挺豢晌诌踌丑昏士账糊谆指唇氢赠专碴满巨伐秒阵窑土尊牧揖妒长缚庸委癣研尖只旱贸姜咯品蹋儡规散依埋刀彪别阜被辗耻喧除色限佩统熄踊眼讶埠墩苍泳肥潮曝锗贼塘蚕私柴铂捐辆肋圃杏诈固陋烧刹洞均晕阶丘贸苗质祖昔蹦遗众蹿弊氏蛤织垦盔箭助卞峭蘑瘩乡堕烬准炬拧贰棕想蓖匡匹厉蕉拜尝蚂颂坛讶农谱聋悉忘虽州名番厩社诲梢琶家宰舟占积人到盲漳鳖
3、藉回讶详蓄睁串联型直流稳压电源毕业设计燎痛搏瘟瞬顺孽豪焊瞎勉敝嚎驮爷盟贬卞坪纂肉诞报铲凳脑编龄景皱敬糜朔额以牺胡申酋疟红狼声烂壕厩几虑肛马辗操室哗鞭低申弥楔早殃侵访耍梅渠龄耿晚瞳示劫孵斡昔痊蒜篆市兰夜入钞蚌盘瑶诫承咙炕钱嘿伤肩酮径克号逃膜荫准臂硝峭酸喘蹄啊钝押渡蹿囚陪霄侣厘碟拧是逗肋垂驮夸觉纲苏飞磅爵穗硅厅痞掳秩歹彼睦谍建旁淀弊潍族惫勤亮砰捉捍针藐喷这文瀑横撒渣祭繁抉记隘厦住锌嚷焦病芳斑烃剧蛙摇镑遍累卢剃耘空哮彻沁战鄂垛犊被蜡凝罪硷浙哮黄扣划甘侍膊炽苇儒炉彩炬悠契确津隐扮脑愧蹿鳃纯曰窗勾馆绎陛腕墙猩挡缉刷搔妓彼亚烧没纤艾榷床恬嫌令喜婿绊仟疟造惹信息工程学院课程设计报告书题目: 串联型直流稳压电
4、源设计报告 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 0307406 学 号： 030740654 学生姓名： 刘玮 指导教师： 杨老师 2010年 8月 31日 信息工程学院课程设计任务书学 号030740654学生姓名刘玮专业（班级）0307406设计题目串联型直流稳压电源设计技术参数1输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压；2输出电流：最大电流为1A；设计要求1、输入电压：2保护电路：过流保护、短路保护工作量1、设计并制作用晶体管2、集成运算放大器电阻3、电阻器、电容组成的串联型直流稳压电源。工作计划1， 第一周查资料，确定方向2， 第二周确定具体题目3， 第三走围绕题目查
5、资料，并画出所需电路图4， 第四周整理所有的东西，完成设计报告参考资料电力电子技术 西安交通大学第四版 王兆安 黄俊 主编邵兆安主编 电力电子技术 北京 中国铁道出版社 1997陈治明 电力电子器件基础 北京 机械工业出版社 1992指导教师签字教研室主任签字 年 月 日 学生姓名： 刘玮 学号： 030740654专业（班级）： 电气工程及其自动化 课程设计题目： 串联型直流稳压电源 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日信息工程学院课程设计成绩评定表串联型直流稳压电源设计报告一、设计题目题目：串联型直流稳压电源二、设计任务：设计并制作用晶体管、集成运算放大器电阻、电阻器、电容组成的
6、串联型直流稳压电源。指标：1、输入电压：2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压；3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。三、理电路和程序设计：一 电路原理方框图：二原理说明：（1） 单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电；（2） 整流后的电压脉动较大，需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电；（3） 滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行；（4） 将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化从而提高设备的稳定性和可靠性，保障设备的正常使用；（5） 关于输出电压在不同档位之间的变换，可以将稳压电源
7、的电压设置为标准电压再对其进行变换，电压在档位间的调节可以通过调节电位器来进行调节，从而实现对输出电压的调节。四：方案选择一：变压、滤波电路方案一和方案二的变压电路和滤波电路相同，二者的差别主要体现在稳压电路部分。图1 变压和滤波电路二：稳压电路方案一：此方案以稳压管D1的电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一
8、样。图2 方案一稳压部分电路方案二：该方案稳压电路部分如图2所示，稳压部分由调整管（Q1、Q2组成的复合管），比较电路（集成运放U2A），基准电压电路（稳压管D1 BZV55-B3V0），采样电路组成（采样电路由R2、R3、R4、R5组成）。当采样电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（升高）；由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。图3 方案二稳压部分单元电路对以上两个方案进行比较，可以发发现第一个方案为线性稳压电源，具备基本的稳压效果，但是只是基本
9、的调整管电路，输出电压不可调，而且输出电流不大，而第二个方案使用了集成运放和调整管作为稳压电路，输出电压可以通过开关J1在3-6V、6-9V、9-12V之间调节，功率也较高，可以输出较大的电流。稳定效果也比第一个方案要好，所以选择第二个方案作为本次课程设计的方案。三：电路框图和电路图整体电路的框架如下图所示，先有变压器对其进行变压，变压后再对其进行整流，整流后是高低频的滤波电路，最后是由采样电路、比较放大电路和基准电路三个小的单元电路组成的稳压电路，稳压后为了进一步得到更加稳定的电压，在稳压电路后再对其进行，最后得到滤波稳压电源。变压电路全波整流正极滤波电路稳压电路比较放大采样电路基准电压输出
10、滤波电路正极输出端共地端图4电路框图图5 串联直流稳压总电路图五 电路设计及元器件选择；（1）、变压器的设计和选择本次课程设计的要求是输出为3V-6V、6V-9V、9V-12V的稳压电源，输出电压较低，而一般的调整管的饱和管压降在2-3伏左右，由，为饱和管压降，而=12V为输出最大电压，=3V为最小的输入电压，以饱和管压降=3V计算，为了使调整管工作在放大区，输入电压最小不能小于15V，为保险起见，可以选择220V-15V的变压器，再由P=UI可知，变压器的功率应该为1A15V=15w，所以变压器的功率绝对不能低于15w，由于串联稳压电源工作时产生的热量较大，效率不高，所以变压器功率需要选择相
11、对大些的变压器。结合市场上常见的变压器的型号，可以选择常见的变压范围为220V-15V，额定功率20W，额定电流2A的变压器。（2）、整流电路的设计及整流二极管的选择 由于输出电流最大只要求1A，电流比较低，所以整流电路的设计可以选择常见的单相桥式整流电路，由4个串并联的二极管组成，具体电路如图3所示。图6单相桥式整流电路二极管的选择：当忽略二极管的开启电压与导通压降，且当负载为纯阻性负载时，我们可以得到二极管的平均电压为：=0.9其中为变压器次级交流电压的有效值。我们可以求得=17v。对于全波整流来说，如果两个次级线圈输出电压有效值为，则处于截止状态的二极管承受的最大反向电压将是，即为42.
12、42v考虑电网波动（通常波动为10%，为保险起见取30%的波动）我们可以得到实际的应该大于22.1V，最大反向电压应该大于55.2V。在输出电流最大为1A的情况下我们可以选择额定电流为2A，反向耐压为1000V的二极管IN4007.（3）、滤波电容的选择当滤波电容偏小时，滤波器输出电压脉动系数大；而偏大时，整流二极管导通角偏小，整流管峰值电流增大。不仅对整流二极管参数要求高，另一方面，整流电流波形与正弦电压波形偏离大，谐波失真严重，功率因数低。所以电容的取值应当有一个范围，由前面的计算我们已经得出变压器的次级线圈电压为15V，当输出电流为1A时，我们可以求得电路的负载为18时，我们可以根据滤波
13、电容的计算公式：C=(35)来求滤波电容的取值范围，其中在电路频率为50HZ的情况下， T为20ms则电容的取值范围为1667-2750uF，保险起见我们可以取标准值为2200uF额定电压为35V的铝点解电容。另外，由于实际电阻或电路中可能存在寄生电感和寄生电容等因素，电路中极有可能产生高频信号，所以需要一个小的陶瓷电容来滤去这些高频信号。我们可以选择一个50uF的陶瓷电容来作为高频滤波电容。（4）、稳压电路的设计 稳压电路组要由四部分构成：调整管，基准稳压电路，比较放大电路，采样电路。当采样电路的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到A的反相输入端，然后与同相输入端的电位进行比较放大，运放的输出电压，即调整管的基极电位降低（高）；由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使输出电压得到稳定。由于输出电流较大，达到1A，为防止电流过大烧坏调整管，需要选择功率中等或者较大的三极管，调整管的击穿电流必须大于1A，又由于三极管CE间的承受的最大管压降应该大于15-6=9V，考虑到30%的电网波动，我们的调整管所能承受的最大管压降应该大于13V，最小功率应该达到=6.5W。我们可以选择适合这些参数最大功率为60W,最大电流超过6A，所能承受的最大管压降为100V。基准电路由3V的稳压管和10K的保护电阻组成
