可调直流稳压电源及单片机ad显示

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1、可调直流稳压电源及单片机AD显示一、课程设计目的本课程旨在培养学生模拟电子电路知识，解决模拟电子技术方面常见实际问题的能力，促使学生积累实际电子制作经验，准备走向更复杂更实用的应用领域，是参加“全国大学生电子竞赛”前的技能培训课程之一。目的在于巩固基础、注重设计、训练技能、追求创新、走向实用。二、设计任务及要求设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出；2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv；三、电路设计及其原理1

2、）方案比较方案一：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式整流电路对其进行整流，整流后利用电容的请充放电作用进行滤波，使用电解电容将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，之后对其进行稳压，稳压部分由稳压管、电阻和三极管组成（如图1），以稳压管Dz电压作为调整管Q的基准电压，电路引入负反馈，当电网电压波动引起输入电压Ui增大，或负载电阻R2增大时，输出电压Uo将随之增大，即调整管Q的发射极电位UE；稳压管Dz电压基本不变，即调整管基极电位UB基本不变；故调整管的UBE（UB-UE）减小，导致IB（IE）减小，从而使Uo减小；因此而达到稳压的效果。当Ui减小或负载电阻

3、R2减小时，变化与上述过程相反。负电源部分与正电源部分相对称，原理一样。图11/22方案二：降压、整流、滤波部分同方案一基本一样，而稳压部分则由以晶体管Q1为调整管、电阻R4与稳压管Dz构成基准电压电路、电阻R1、R2和R3为输出电压的采样电路、集成运放作为比较放大电路、晶体管Q2和R5构成保护电路五个部分组成（如图2所示）。当电网电压波动或负载电阻变化等原因使得输出电压Uo升高时，采样电路将这一变化趋势送到A的反相输入端，并与同相输入端电位Uz进行比较放大；A的输出电压，即调整管的基极电位降低；因为电路采用射极输出形式，所以输出电压Uo必然降低，从而使Uo得

4、到稳定。当Ui减小或负载电阻R2减小时，变化与上述过程相反。负电源部分与正电源部分相对称，原理一样。图2对以上两种方案进行比较，可以发现方案一为线性稳压电源，具备基本的稳压效果，但是只是基本的调整管电路，输出电压不可调，而且输出电流也不大；而方案二则使用了运放和调整管作稳压电路，输出电压可调，而且功率也较高，可以输出较高的电流，而且稳压效果也比方案一要好，所以选择方案二。2）整体电路整体电路的框架如图3所示，先对电网电压进行降压，降压后再对其进行整流，整流后是高低频的滤波电路，最后是由基准电压电路、比较放大电路和采样电路三个小的单元电路组成的稳压电路，稳压后为

5、了得到进一步得到更加稳定的2/22电压，在稳压电路后再对其进行小小的滤波，最终得到正负输出的稳压电源。图33）单元电路设计变压电路本次课程设计的要求是输出正负9V和正负6V的双电压电源，输出电压较低，而一般的调整管的饱和管压降在2-3V左右，由UCE=Uimin-Uomax,UCE为调整管饱和压降而Uomax为输出最大电压，Uimin为输入最小电压，按UCE=3V计算，则输入电压Ui最小不能小于12V，又因为电压是正负输出，即正极输入电压最小不能小于12V，负极输入电压最小不能小于12V，故输入正负两极的电压最小不能小于24V。再由P=UI可知，变压器的功率应

6、为0.59=4.5W，并且串联稳压电源工作时产生的热量较大，效率不高，所以变压器的功率应选择相对大些，因此，选择双15V10W变压器。3/22整流电路由于输出电流最大只要求500mA,相对较小，所以整流电路可以选择常见的由四个串并联的二极管组成的单相桥式整流电路（如图4所示）。整流二极管的选择当忽略二极管的开启电压和导通压降，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UO（AV）：UO（AV）=其中U为变压器次级交流电压的有效值。我们可以求得UO（AV）13.5V。对于全波整流来说，如果两个次级线圈输出电压的有效值均为U，则处于截止状态的二极管承受的

7、最大反向电压为U，即为42.43V。考虑到电网波动（通常波动为10%，为保险起见取30%的波动），可以得到：UO（AV）1.30.9U=17.55V，最大反向电压应大于55.15V。在最大输出电流为500mA的情况下，我们可以选择额定电流为1A，反向耐压为1000V的KBP206。图4滤波电路当滤波电容C1偏小时，滤波器输出电压脉动系数大；而C1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较高；另4/22一方面，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

8、的次线线圈输出电压为15V，最大输出电