串联型直流稳压电源课程设计
一 课程设计题目，串联型稳压电源
二 设计任务和要求，利用集体管，集成运算放大器及电阻电容电感等电子元件组成串联型稳压电源，要求输出电压为6V、9V两档；输出电流最大值为500mA,额定值为150mA；纹波电压峰值Vop-p ≤5mA。 三 原理电路设计
家庭用电为220V交流电，把它转换为6V和9V的直流电，需要经过变压器的变压转变，使之电压值变小，以免损坏电子元件。二极管整流，形成单方向的正弦波，整流可分为半波整流与全波整流。
单相半波整流电路 单相桥式整流电路
单相桥式整流电路相对于半波整流，更节能，利用率更高，而且对元件（二极管）的损害较小，所以一般都采用全波整流作为整流电路。
整流之后还得滤波，滤波分为电容滤波，电感滤波，LC滤波，RCπ型滤波及LCπ型滤波。其中复合式滤波电路效果较为明显。滤波后还得进行稳压，才能够得到相对稳定的直流电。综上所诉，串联型直流稳压电路的基本程序为
交 流 电U1 变 压 U2 整流 U3 滤波 U4 稳压 U5
四 方案的选择 方案一与方案二方案三变压后U2=15V（有效值）整流电路均采用单相桥式整流，则整流后电压U3=|2Usin?t| ，U3（AV）=
2???01?2sin?td(?t) 但方案一的滤波
电路用LCπ型滤波电路，而方案二三用电容滤波电路，相比之下，π型输出的直流电压比较高，电压波形比较平滑，输出电压的脉动大大减小。但π模型的滤波电路，使输出电压比一般模型的输出电压大，对电解电容的耐压值有很大的考验。考虑到变压器的实际情况（输出电压可能大于15伏）。方案三相对于方案二则在稳压电路中加一个保护电路，是整个电路更加安全，各电子元件工作更加安全。注：集成运放的作用：运用集成运放组成比较放大器。同相比较放大，基准电压作为同相输入端信号，经取样电路分压后的电压信号作为反相输入信号，输出电压是两相输入信号经运放比较放大后输出的信号，这个信号调控调整管的基
极电压，从而调整调整管的管压降使输出电压稳定。以下为三个方案的电路图
方案一电路图
方案二电路图
方案三电路图
综上所诉，方案三为选择方案，它在滤波，整流方面更加突出，使输出的直流电压更加合理。现在详细阐述它的构成。方案三的整体电路框图如下图： 调整管 采 变 整 滤 基 保护电路 样 交 流 压 流 波 准 放大 电 U4 电 U 3 电 电路 路 压
五 元件参数的选择
变压器的选择：
本次课程设计的要求是输出为6V、9V两档的稳压电源，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UCE=UImax --U0min为饱和管压降，而UImax=12V为输出最大电压，UOmin=3V为最小的输入电压，以饱和管压降UCE=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1A×15V=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。 二极管的选择：
在单相桥式整流电路中，当u2为正半周期波时导通，D2，D3截止，而u2为负半周期波时，D1,D4截止，D2，D3导通。因此，D2，D3‘与D1,D4轮番导通，二极管承受的最大反向电压为URmax=2U2，而电网电压的波动范围为±10%，因此在实际选择中，二极管应至少有10%的余量，即二极管的最高反向电压URM==1.12U2。可能二极管数目有点多，有四个，但目前市场上有整流桥堆出售，例如有额定电流2A，反向击穿电压25~1000V。市面上有整流桥堆可供选择，考虑到价钱，功能及普遍性，可以选择KBP206作为整流元件。 滤波电路电容电感的选择：
方案选择电容作为滤波电路，滤波电路的作用就是尽可能滤去整流电路的输出电压U3的交流分量。因为U3可分为交流分量与直流分量。对于电容而言，不同的电容对电路的滤波作用不同。电容越大，滤波效果越明显。下图分别是不同电容的滤波作用，上图电容2.2nF，下图电容2200uF.但由于受市面上电容最大值，价钱，及功能需要限制。所以方案中电容取2200uF.的电解电容，耐压值超25V.
稳压电路的选择：
基准电路=稳压管+电阻元件，因为课程设计要求输出电压为6V,9V，稳压管的稳压电压不能太大（比U4大）同样不能太小（小于1V），才能使输出电压是良好的符合要求的电压，所以选择5V。采样电路R1R4R5R3的阻值不受太大的限制，只要不造成电路短路或断路就可以，而且要符合比例关系
R1?R5?R36R1?R4?R3?或=9/5。放大电路有集成运放构成，集
R1?R4R1?R55成运放要求不高，普通的三端口集成运放就可以。调整管与保护电路都是由两个相同的三极
管构成。三极管最好用中功率的，不然很容易烧坏。两个三极管的参数可以相同ICM>IL=500mA, U(BR)CEO>1.1UImax --U0min=10.5V PCM>IL(1.1UImax --U0min)=5.25W 综上所述， 元件 大小 数量 1 1 2 1 1 元件 电容 开关 大小 2200uF 数量 1 1 元件 电阻 大小 5O0Ω 400Ω 3Ω 1.5KΩ 数量 1 1 1 2 集成运放 LM324N 整流桥堆 KBP206 三极管 稳压管 变压器 TIP41C 5V 44:3 六 电路的调试与数据的分析 此过程在mulisitim12上操作，开关打在R5上，输出电压如左图所示，计算值是6V；开关打在R4上，输出电压值如右图所示，计算值是9V
实验值与理论值相差不大，只有零点零几伏，误差允许范围之内。 9V档输出电压仿真图形
6V档输出波形仿真图形