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1、安徽农业大学经济技术学院电子技术课程设计报告书课题名称 直流稳压电源 姓 名 杨玉连 学 号 12530095 院、系、部 经济技术学院专 业 机械设计制造及其自动化指导教师 李 琰 2014年 6月 24日一、 设计任务和要求 本节的设计任务就是采用分立元器件设计一台串联型稳压电源。其功能和技术指标如下： （1）输出电压Uo可调：612V. （2）输出额定电流Io=500mA. （3）电压调整率Ku0.5. （4）电源内阻Rs0.1. （5）过载电流保护：输出电流为600mA时，限流保护电路工作。二、 基本工作原理1. 直流稳压电源的组成直流稳压电源包括变压器，整流，滤波，稳压电路，负载组成
2、。其框图如下 三、 设计方案 整流电路：交流电压转变成单向脉动直流电1、半波整流 U0=U2=0.45U22、桥式整流然而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。 在调整管部分，既可以采用单管调整也可以采用复合管调整，但在此设计中要求额定电流Io=500mA，如果用单管的话，可能不能达到这么大的输出电流，因此在此设计中我选用复合管做调整管。滤波电路：经整流后的电压仍具有较大的交流分量，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较
3、平滑的直流分量。可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。稳压电路： 由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响（T的影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。 四、电路工作原理及参数选择1. 电路工作原理如下图基本电路图所示，220V交流电经变压器产生低压交流电，VD1、VD2、VD3、VD4和C1构成整流滤波电路，产生20V的直流电压，VT4和Ro为过流保护电路，VT1、VT2为电压调整器，VT3、VD5、R1、R2、R3、Rp构成输
4、出电压取样比较电路，Rp调整输出电压大小。（1） 稳压过程。当输出电压Uo因某种原因下降时，VT3的基极电压UBY也下降，VD5两端的电压恒定，因此VT3的UBE电压随之下降，VT3的工作点往截止区靠近，就造成VT3的集电极电压UC上升，即VT2的基极电压上升，从而使调整管VT1的UCE电压下降，使输出电压上升。若输出电压Uo因某种原因上升时，其过程恰好相反。这样输出电压因某种原因变化时，VT1和VT2构成的电压调整器就能够调整输出电压，使其保持恒定。（2） 输出电压调整过程。RP用于调整输出电压大小。当RP滑动端向上滑时，VT3的基极电压UB就上升，VD5两端的电压恒定，因此VT3的UBE电
5、压随之上升，集电极电压UC就下降，即VT2的基极电压下降，从而使调整管VT1的UCE电压上升，使输出电压变小。若当RP滑动端向下滑时，输出电压则会变大。过流保护过程。VT4和Ro为过流保护电路,Ro阻值比较小（大约为1欧）。当输出电流Io较小时，在Ro上产生的电压较小，不足以使VT4导通，因此其不起作用。当输出电流Io过大时，在Ro上产生的电压较大，使VT4导通，VT4的集电极电压下降，即VT2的基极电压下降，电压调整管VT1的UCE电（3） 压增大，使输出电压下降，起到保护作用。 2. 确定电路参数 （1）电源变压器T。若要求调整管VT1不进入饱和区，则UiminUomax+(23)V=15
6、V: Ui=Uimin/(1-10%)=20V U2=Ui/1.2=16.7V考虑整流二极管和变压器T的降压等因素，取U2=15V。（2）整流二极管VD1、VD2、VD3、VD4 IDM Io/2=250mA URM 2*(1+10%)U2=25.9V由此可知，VD1、VD2、VD3、VD4选择1N4001.（3） 滤波电容C1 根据电容C1的表达式 C1=(35）T/2 /RLmin已知输入交流电的周期 T=1/f=0.02s RLmin=Uimin/Io=36欧因此 C1=2T/RLmin=1111uF对于耐压，因为 URM2U2max=2(1+10%)U2=25.9V所以C1选用2200
7、uF/25V的铝电解电容器。 （4）调整管VTI U(BR)CEO1UCE1max=Uimax-Uomin=Uimax=20V ICM1IO=500mA PCM1IOUCE1MAX=16.5W因此，调整管VT1选用D880三极管，参数为U(BR)CEO=60V, ICM=3A, PCM=;并测得1=50，rbe1=40欧。 （5）其他小功率管VT2、VT3、VT4 U(BR)CEO UCEmax =22V ICM Io/1=10m PCMIoUCEmax/1=220mA 因此，VT2、VT3、VT4选用9013，其U(BR)CEO=30V,ICM=300mA,PCM=700mW,并侧得=100
8、. （6）基准电路UZ与R3.根据UZUOmin=6V,IZmin5mA和，尽量要小的原则，选用2CW11稳压管，其参数为：UZ=3.24.5V ，IZmin=10mA ,IZmax =55mA.由 (Uomax-Uz)/ IZmax R3 (Uomin-Uz) / IZmin得 148欧R3 215欧因此R3选取200欧的电阻。 （7）取样电路R1,Rp1,R4。当负载开路时，提供调整管VT1的泄流通路，故通过取样电路的最小电流为2%Io=10mA. 设 Rz=R1+Rp+R2=Uomin/2%Io=600欧 因此 Nmin=(Uz+UBE(on)/Uomin=0.76 Nmax= (Uz+
9、UBE(on)/Uomax=0.38 R2=RZ Nmin=228欧 Rp=RZ Nmax-R2=228欧 R1= RZ-R2- Rp=144欧所以，选取 R2=235欧，R1=130欧， Rp=240欧，功率为1/8W。 （8）保护电路Ro. 当输出电流为600mA并流过检测电阻Ro，使UROUBE(on)时，VT4导通，限流保护电路开始工作。此时 Ro= UBE(on)/Io =1.2欧 PRO=IoIoRo=0.43W因此，Ro选取1.2欧/1W的电阻。五、 仿真实验测量及主要技术指标 1、整流电路的波形、滤波后的波形、通过稳压电路后的波形 六、 心得体会；一周的课程设计结束了，加深了对电子技术知识的深度理解，对以后的生活有很大的帮助七、 参考文献李良光主编 合肥工业大学出版社
