直流稳压源设计

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1、直流稳压电源摘要本设计以放大器,晶体管为核心,通过电阻的比值实现对输出电压的控制。系统主要由电路板和变压器组成。电路板由前端整流电路和后端同向放大电路组成.。关键词:稳压同向放大变压小组成员:***********指导老师:***制作时间:2012年7月14日至2012年7月15日组员分工:电路图绘制:**理论值计算:**电路板制作:***报告书写:**报告校对:***一、方案论证与选择分析设计题目的各项要求,放大器增益调节是本题的重点,而纹波的控制也是本题的难点。1.双电源供电方案:电路采取双稳压供电方式,其中一路给放大器做供电电源,另外一路

2、作为通向放大电路的供电电源。2.单电源供电方案:方案一:采用一个稳压装置,放大器直接在通向放大前路的前端取得电源方案二::采用稳压管直接稳压电路图原理非常简单但是稳压效果不好,故不予采用。综合以上三个方案,双电源供电方案和单电源的方案一比较可取且性能近乎相同,但是从经济性上考虑方案一明显优于双电源供电方案,故本设计采用单电源供电方案的方案一设计。一、理论分析与计算1、效率计算实验输入为有效值15v的正弦交流电,经测试系统开环输入电流约为30mA。可得开环功率为P0=0.03*15=0.45w。设系统安全情况下输出最大电流为30mA,而输出电压约

3、为10v。故输出功率P1=0.03*10=0.30w。由此可得系统最大功率为40%2、同向放大器放大大电压计算由放大器的输入输出关系可知,采用此同向放大电路,主要分压的两个电阻为R4和R5两个电阻。但是三极管的的压降也必须得考虑在内。稳压管的输出稳压值约为5.6v,由于R4和R5阻值相同,故分压关系约为一比一,大概计算可得5.6*2-0.7=10.5v3、放大器稳定性理论分析1)产生自激振荡的条件及原因:设多级点反馈放大器的闭环增益函数Af(s)=A(s)[(1+A(s)B(s)]=A(s)[(1+T(s)]令s=jω,则稳态频率响应Af(jω

4、)=A(jω)[(1+A(jω)B(jω)]=A(jω)[(1+T(jω)](2-1)上式中,若在某一频率ωosc上,满足环路增益T(jωosc)=-1,则T(jω)=T(jωosc)•ejyT(ωosc)=-1式中T(ωosc)=T(jωosc)=1(2-2)yT(ωosc)=±π(2-3)由式(2-1)可知,当T(jωosc)=-1时,环路增益函数Af(jωosc)→∞。这说明及时输入信号为零,仍有某一频率的信号输出,因而反馈放大器出现自激。其中式(2-2)称为自激的幅度平衡条件,而式(2-3)称为自激的相位平衡条件。幅度平衡条件与反馈的深

5、度有关,而相位平衡条件决定于反馈系统的附加相移。由此可见,反馈系统必须同时满足幅度和相位的平衡条件才能自激。2)稳定性理论分析:上式结论也可以反过来说,如果放大电路不满足自激的幅度条件或相位条件,就不会自激或成为正反馈电路,即电路是一稳定的放大电路。但实际应用当中,要保证放大器稳定工作,仅仅满足上述不自激条件是不充分的,若果放大器处于接近自激条件的状况下,一旦外界因素发生变化导致T(jω)变化,就有可能满足自激条件使电路不稳定,因此要保证放大器远离自激状态。这种远离程度用稳定裕度来表示,它有两种表示方法,即相位裕量γψ或者增益裕量γg(种判断稳

6、定性的准则是等价的),分别定义为:γψ=180-ψT(ωg)和γg=20lg[1T(ωψ]其中ωg为增益交界角频率,ωψ为相角交界频率,显然,γψ和γg为正值,且其值越大放大器越稳定。在工程上γg大于45ο即认为电路是稳定的。4、一直滞留零点漂移理论分析零点漂移是指当放大电路输入信号为零时,由于受温度变化,电源电压不稳等因素的影响,使静态工作点发生变化,并被逐级放大和传输,导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动。放大电路级数愈多、放大倍数愈,输出端的漂移现象愈严重。抑制零点漂移的措施,除了精选元件、选用高稳定度电源以及用稳定静态工作点的方法外

7、,在实际电路中可采用补偿的方法。补偿是指用另外一个元器件来抵消放大电路的漂移,把漂移抑制在较低的限度之内。放大器引入的直流对整体的系统影响最大,系统通过手动调节分压网络的方式对前级放大器引入的直流进行补偿。本电路采取使用负反馈的方法来实现对电路的精确控制。1、线性相位分析系统由于采用纯模拟电路,且电路简单相位的影响可以忽略不计,不予计算2、最大功率计算由理论估算:系统最大输入电流约为0.06A,电压为恒压源输出,故可得系统最大输入公率为0.9w。最大输出功率应经在前文中得出为0.3w。一、系统电路1.系统整体框图设计2.放大器增益设计由两个分压

8、电阻实现对电压的同向放大比例的控制,从而实现控制增益,具体方法已经在上图中体现出来了,分压电阻分别为R4和R5。二者相等,则可知放大倍数约为一倍。二、

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