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1、模拟电子线路 课程设计设计题目直流稳压电源的设计专业班级 姓名 学号 同组人 指导教师课程设计任务书注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面任务书说明书图纸的顺专业班级学生姓名课程名称模拟电子线路设计名称直流稳压电源的设计设计周数1.5周指导教师设计任务主要设计参数1. 设计要求稳压电路要加有放大环节以改善稳定性 输出电压在一定范围内连续可调2. 技术指标输入交流电压220v输出直流电压V=915vo输出电流IW 300mAo稳压系数R0V0.1Q设计内容设计要求1. 按题目要求设计电路，画出电路图，选择元器件的型号、标称值和额定值，并计算参数。2. 仿真调试设计电路，拟定设计步
2、骤测试设计指标，若测试结果不满足设计指标，需重新调 整电路参数，使之达到设计指标要求。3. 写出设计、调试、测试指标全过程的设计报告。4. 总结完成该设计题目的体会主要参考资料模拟电子线路课程设计指导书杨素行模拟电子技术基础简明教程，高等教育电子出版社,2006年学生提交归档文件按题目要求进行设计（总体方案设计、具体设计单元电路、元件参数选择、计算、电路 仿真），写出设计报告，给出电路图及实验结果。序进行装订上交（大张图纸不必装订）2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。直流稳压电源的设计目录前言 4直流稳压电源的设计 3一、设计目的及其实际应用 5二、任务要求 5三、实验原理及其各个
3、分电路图 5A. 电源变压器5B. 整流电路6C. 滤波电路8D. 稳压电路 11四. 总电路图 12五. 参考文献 12六. 心得体会 13、八 、前言电子技术是当今高新技术的“龙头”，各先进国家无不把它放在优先的发展的地位。电子技术是电类专业的一门重要的技术基础课，课程的显著特点之一是它的实践性。要想很好的掌握电子技术，除了掌握基本器件的原理，电子电路的基本组成及分析方法外，还要掌握电子器件及基本电路的应用技术，课程设计就是电子技术教学中的重要环节。本课程设计就是针对模拟电子电路这门课程的要求所做的，同时也将学到的理论与实践紧密结合。本设计是设计的直流稳压电源。直流稳压电源一般是由电源变压
4、器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。、设计目的及其实际应用熟悉模拟电子课程设计方法和规范，达到应用电子技术的目的，并培养动手 能力，学会阅读相关科技文献，查找器件手册与相关参数，整理总结设计报告。电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高,一般只用于 低功耗便携式的仪器设备中。二、任务要求设计稳压电源目的就是要把工频交流电源或者直流变化的电源通过此装置 变为直流稳压电源，并画出整体电路。实验原理及其各个分电路图稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成如图 1 所A.电源变压器电源变压器提供最初的电源，需要经过整流、滤波、稳压才能满足要求，一般为工频电流或
5、者家用的电流。B.整流电路 整流电路的任务是将经过变压器降压以后的交流电压变换为直流电压。变 压器的选择，除了应满足功率要求外，它的次级输出电压的有效值V 应略高2于要求稳压电路输出的直流电压值。对于高质量的稳压电源，其整流电路一般 都选用桥式整流电路。整流电路常见的有单相桥式整流电路，单相半波整流电 路，和单相全波整流电路。图 2 单相桥式整流电路1. 工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，如图(a)所示。在 分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电 性。根据图1 (a)的电路图可知：当正半周时，二极管D、D导通，在负载电阻13 上得到正弦波
6、的正半周。当负半周时，二极管 D、 D 导通，在负载电阻上得到正24弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向 脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图 1(b)。2. 参数计算根据图1 (b)可知，输出电压是单相脉动电压，通常用它的平均值与直流电 压等效。输出平均电压为%=%= sin 3 fd 3 f 二半均=0.9%流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动 电压做傅里 叶分析，此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。脉动系数 S 定义为二次谐波的幅 值与平均值的比值。vo =cos4（y
7、 / + A ）1门-旦/旦厶祠3兀 / 7T33. 单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系该曲线如图 3 所示，曲线的斜率代表了整流电路的内阻。Io图3单相桥式整流点路的负载特性曲线单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而半波和全波整流电路中 均有直流分量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同样功率容量 条件下，体积可以小一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整 流电路，故广泛应用于直流电源之中。注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。 整流电路既有交流量，又有直流量，通常对 输入（交流）用有效值或最大值；
8、输出（交直流）用平均值；整流管正向电流用平均值； 整流管反向电压用最大值。C 滤波电路1. 滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器 C 对直 流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小， 对交流阻抗大，因此L应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量，又 可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改 善了直流电压的质量。2. 电容滤波电路现以单相桥式整流电容滤波电路为例来说明。电容滤波电路如图 15.06 所示 在负载电阻上并联了一个滤波电容 C。3. 滤波原理若V处于正半周，二极管D、D导通，变压器
9、次端电压V给电容器C充电。2 1 3 2此时C相当于并联在V上，所以输出波形同V ,是正弦波。22当V到达t=兀/2时，开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规 2律向负载RL放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过E=兀/2时，正弦曲 线下降的速率很慢。所以刚过t=兀/2时二极管仍然导通。在超过t=兀/2后的某 个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极 管关断。所以在t到t时刻，二极管导电，C充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t2 3 1到t时刻二极管关断，Vi二Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。2需要指出的是，当放电时间常数 RLC 增加时， t
10、 点要右移， t 点要左移，二12极管关断时间加长，导通角减小；反之， RLC 减少时，导通角增加。显然。当 RL很小，即I很大时，电容滤波的效果不好，见图18.05滤波曲线中的2。反之，L当 R 很大，即 I 很小时，尽管 C 较小, RLC 仍很大,电容滤波的效果也很好，见 LL滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。此外，为了进一步减小负载电压中的纹波，电感后面可再接一个电容而构成倒L型滤波电路或采用n型滤波电路，分别如图5 (a)和图5(b)所示。0 HR(b ) k型滤波起路图54. 电容滤波电路参数的计算 电容滤波电路的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有
11、详细 的曲线可供查阅，一般常采用以下近似估算法：种是用锯齿波近似表示，即V = v2V (1 )o 24R CL另一种是在RLC二(35) T的条件下，近似认为V=1.2V2。2O5. 外特性整流滤波电路中，输出直流电压V随负载电流I的变化关系曲线如图4.3所OO示。D.稳压电路1. 稳压电路选用可调式三端集成稳压器CW317。该集成块有输入端V、输出端V、和可调 io端 ADJ 三个端头。它的组成和分立元件稳压电路一样，主要由恒流源电路、基准电压电路、比较放大电路、调整管及保护电路组成。在实际应用时，只要外接R和R 两个电阻就能实现所需要的稳压值。当R用电位器R 代替时，就可 1 2 2 w
12、以实现输出电压可调的稳压电源，电压可调范围为1.25V37V。在图5所示 的实验电路中，三端稳压器的输入端并接了一个电容C ,是为了消除电路可能3 产生的自激振荡。2. 稳压电源的主要性能指标 衡量一个稳压源的主要性能指标有：电压调节范围、 电压调整 率S 、电流调整率S、输出电阻r、纹波抑制比Vi0S 。它们的定义如下：rip(1) 电压调节范围：是指可调式稳压电源的最大输出电压V 与最小输出omax电压V 之间的范围。omin(2) 电压调整率S :是指负载不变时，电网电压的相对变化量与由此引起的v输出电压的相对变化量之比，即(3) 电流调整率S :是指输入电压不变而负载变化时，负载电流I
13、o在规 i定的范围内变化而引起的输出电压的相对变化量，即i= AV0/ VQ . x 1 0054i c(4) 输出电阻r ：就是稳压电源的内阻。它可以通过测量电源空载时的输出 o接入负载RL时的输出电压V 而求得，即o= ( VJ / VQ -1 ) x ft LdB 值表示。(5) 纹波抑制比S :是指稳压电源对交流纹波的抑制能力。 rip定义为电源的输入纹波电压V 与输出纹波V 之比值。常用 io即V7SriP=20log 四. 总电路图丁R1C3CW3173D2DD4斜D1科fc压莘VORw五. 参考文献1 康华光.电子技术基础(模拟部分)M.北 京：高等教育出版社，2002.2 高吉
14、祥.电子技术基础实验和课程设计。电子工业出版社。 2002.张庆双.电子原器件的选用和检测。机械工业出版社。 2003.4 杨拴科.模拟电子技术基础。高等教育出版社.20035 孙肖子 张企民。模拟电子技术简明教程。西安电子科技大学出版社。 2001.六. 心得体会经过模拟电子线路课程设计过程，我学到了很多东西，对一学期以来所学的电子方面的知识也重新学习和复习了一遍，也对自己 在模拟电子方面能力有了更客观的认识和评价。在这次设计过程中， 从最基本的查元件，找资料做起，了解了完整的电子设计的一般步骤，也和同学们共同探讨，学到了很多课堂上学不到的东西，也遇 到了各种各样从没想过的问题，通过请教老师，和同学交流，并真 的解决了它们，可以说是为我们 以后在电子领域的发展做了一些有 益的尝试，同时也使我增加了对电子方面知识的兴趣，也从中发现了自己的一些不尽如人意的地方，以后要多改进。最后，在这里也 非常感谢指导老师，感谢你们的耐心指导，谢谢！
