《模拟电子技术》课程设计报告
设计题目：串联型直流稳压电源设计
姓 名：学 号：班 级：同组姓名：指导老师：
成 绩：
设计时间：
摘要
直流稳压电源应用广泛，几乎所有电器、电力或电子设备都毫不例外地需
要稳定的直流电压（电流）供电，它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出电压仍能基本保持不变的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供，如何将交流电压（电流）变为直流电压（电流）供电？又如何使直流电压（电流）稳定？这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多，归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类，它们又各自可以用集成电路或分立元件构成。
半导体二极管和晶体管是电子电路中常用的半导体器件，也是构成集成电路的基本单元。本工程训练主要利用这两种元器件设计制作一个分立式元器件串联反馈型稳压电源。直流稳压电源由交流电网经变压、整流、滤波、和稳压四个主要部分构成。本次设计的主要内容是围绕着如何使分立式元器件串联可调直流稳压电源输出直流电压稳定、脉动成分减小而展开的。首先介绍了全波整流电路的工作原理，接着介绍了电容滤波电路的性能特点，然后引入了具有放大环节和辅助电源的串联可调式稳压电源，并在电路中采用了提高稳定度，提高温度稳定性及限流型过流保护电路的具体措施，以确保电路安全稳定的工作。
关键字：串联稳压,直流,可调电源，反馈.
1）课程实验任务：用晶体管等分立元件设计串联型直流稳压电源电路 2）课程实验要求：要求输出：
输出直流电压Vo＝4-15V连续可调 输出直流电流Io＝0-200mA
电网电压(220V)波动范围为10% 输出内阻ro<＝0.1Ω
输出纹波电压Voac<＝2mV（用交流毫伏表或示波器测量） 有过流保护
3) 实验报告要求：画出电路图，写总结报告《模拟电子技术课程设计报告》
二、方案设计与论证
方案一、先输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成，以稳压管电压作为三极管的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压的波动引起两端电压的变化增大或减少时，晶体管发射极电位将随着升高或降低，而稳压管的电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减少或升高导致基极电流和发射极电流的减少或升高，使得两端的电压降低或升高，从而达到稳压的效果，负电源部分与正电源相对称，原理一样。
方案二.整流部分同方案一一样采用四个二极管组成的单向桥式整流电路，整流后的脉动直流接滤波电路，滤波电路由两个电容组成，先用一个较大阻值的电解电容对其进行低频滤波，再用一个较低阻值的陶瓷电容对其进行高频滤波.
方案一:单相半波电路
T u1 a u2 D
RL uo
b
方案二:单相桥式电路
T u1 u2 D DDRL u
方案一和方案二的差别在于整流电路和滤波电路的选择本次设计选择方案二操
作。
AD1AC220V ±10%AT4T3R42.7Ω/1WT5R55.6KBW12.5K＋ VODC5-12V 0-200mAD2R12KB1 5W+15V1000μ/25V1000μ/16VC1C20.01μ0.01μAR210KT1T2+RLC3C4R61.5KD3D1-D4: 1N4001T1-T3,T5: 9013T4: 50V,3AD4红R3510Ω
【 总体电路原理图】
LED1单相半波整流电路的优点是使用元器件少，电路简单：缺点是效率低，输出电压脉动系数大。这种电路仅适用于电流较小，对电流脉动程度要求不高的场合。而桥式整流电路，对二极管的参数要求与半波整流一样，但有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到了广泛的应用；但它所需要二极管的数量多，由于实际二极管的正向电阻不为零，必然会使整流电路的内阻增大，从而使损耗较大。故本设计选择单相桥式整流电路。如上图
三、单元电路设计与参数计算
① 整流电路：采用四个二极管组成的单向桥式整流
② 滤波电路：采用电容滤波电路电容滤波电路：是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端并联一个电容（区分正负极）即构成电容滤波电路，电容在电路中也有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑。
UA(AV)?1.2U2?1.2?16?19.2V
③ 稳压电路：根据设计要求需要晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。串联型线性稳压电路一般由基准电压源、输出电压采样电路、电压比较放大电路、过流保护电路和输出电压调整电路组成。串联稳压工作部分要有放大、调节输出电压幅值的功能，经过比较器和三极管的放大，使电流增大，从而是输出电压也增大。通过调节变阻器，可以调节输出电压的幅值。
1）基准电压 LED两端电压 ULED?2V
差分电路:查分放大电压 UE2?UE1?(2?0.7)V?1.3V IE1?IE2?
U0(R6?RW1')?2V
5.6?2.5?1.5 电压负反馈：UB2?ULED?2V
万用表（交流档）电压输出范围：
2?(5.6?5?1.5)24.2? UO?
1.5?RW'1.5?RW'UE1?1.3 mA 2R32）采集电压：UB2?24.2?UOmax? ?16.1V??1.5 电压输出范围 ?
24.2?UOmin??3.7V?1.5?5?3）调整T4 T3、T4构成复合管→增大输出电路
I0?IE4?β3β4?IB3
4）过流保护电路，采用阻流型过流保护电路
5）元件选择
元件类型 变压器 整流二极管 低功率三极管 大功率三极管 红色发光二极管 电解电容 电阻 型号 15V/220V 1n4001 9013 TIP31C 主要参数 5W 25V 30V/50V 数量 1个 4个 5个 1个 1个 瓷片电容 万能印刷版 1000u/25V 2个 2.7Ω/1W,5101个、1个、1个、Ω,1.5K,2K,5.1K 1个、1个、1个、,15K(可调），个，1个 10K,8.2K 0.01u 2只 21个 mm80×100 二心带插头电 1根 源线
四．安装，调试及性能测试
1 电路的安装
1.先装矮后装高、先装昂小后装大、先装耐焊等等；
2. 布线尽量使电源线靠近实验电路板的周边，以起一定的屏蔽作用； 3. 焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊，因为有些器件，
不能耐高温，比如焊接稳压器时，电烙铁绝对不能停留太久。
2 调试仪器及设备
变压器（降压） 万用表（测试输出电压） 小镊子（调节变阻器的阻值） 3 电路的调试
1、稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度、包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流
调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。 输出的电压范围：3.6V--14.7V
过流保护电路通过限制电流来保护电路。
五、结论与心得
1.通过这次稳压电源的设计,使我巩固和加深了在模拟电子技术课程中所学的理论知识，对整流电路,滤波电路,稳压电路等的认识更加深刻,并学会查阅相关手册和资料，提高了分析问题，解决问题的能力；
2 采用分模块的设计顺序可以优化设计流程，使之更符合逻辑性。但是需要注意的是，在其中每个环节必须认真进行，如果某模块电路没有设计好，或者存在错误，则总的电路必然会受到影响,所以在设计过程中我们要保持认真严谨的态度。
3.在此次课程设计中也暴露了自己理论学习的欠缺和动手能力不高的问题，所以希望在以后的学习中能够扎实的做好学习，打好基础。也希望在以后的学习生活中有更多的动手机会，锻炼自己的实际操作能力。
六、参考文献
[1] 童诗白，华成英主编. 模拟电子技术基础[M]. 北京: 高等教育出版社，2006.
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