模拟电子技术课程设计报告-串联型直流稳压电源

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1、模拟电子技术课程设计报告设计名称：串联型直流稳压电源。学生班级:学生姓名:学生学号：设计时间：2012年1月5日一、设计任务和要求1）用晶体管组成设计串联式直流稳压电源电路2）要求输出：输出直流电压Vo＝12V±0.2V在此基础上电压值可调。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有过流保护3)画出电路图，写总结报告《模拟电子技术课程设计》二．原理与实现思路本设计设计的是直流稳压电源，直流稳压电源一般是由电源变压器，

2、整流电路，滤波电路，和稳压电路组成。三．电路方案（理论计算）A.变压器的设计和选择本次课程设计的要求是输出输出直流电压Vo＝12V±0.2V，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，为饱和管压降，以饱和管压降=3伏计算，为了使调整管工作在放大区，输入电压最小不能小于12V，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0.2A×12V=2.4w，所以变压器的功率绝对不能低于2.4w，并且串联稳压电源工作时产生的热量较大，效率不高，所以变压器功

3、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5W，额定电流1A的变压器。B.整流电路的分析与理论计算。整流二极管的伏安特性；正向导通为0，正向电阻为0.在此处键入公式。方案一：单相半波整流电路u2的正半周，D导通，A→D→RL→B，uO=u2。u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2；uO=0。（2）UO（AV）和IL（AV）的估算已知变压器副边电压有效值为U2（3）二极管的选择考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满

4、足单相半波整流电路简单易行，所用二极管数量少。但是由于它只利用了交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大（即脉动大），效率低。因此，这种电路仅适用于整流电流小，对脉动要求不高的场合。方案二：单相桥式整流电路（1）工作原理u2的正半周A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的负半周B→D2→RL→D4→A，uO=-u2（2）估算考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足：单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高

5、，变压器利用率高，脉动小等优点。因此本次电路采用该电路整流。C.滤波电路的分析与计算。方案1：电容滤波电路（1）工作原理当变压器的副边电压U2处于正半周并且数值大于电容两端电Uc时，二极管D1，D3导通，电流一路流经负载电阻Rl，另一路对电容C充电。因为在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管导通电压为零，所以电容两端电压uc与U2相等。见图中曲线的上升段，当U2上升到峰值后开始下降，电容通过负载电阻放电，其电压uc也开始下降，趋势与u2基本相同。见曲线的下降段，由于电容按指数规律放电，所以当U2下

6、降到一定数值后，Uc的下降速率小于U2的的下降速率，使Uc大于U2从而导致D1，D3反向偏置而变为截止。此后，电容C继续通过RL放电，Uc按指数规律缓慢下降。滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。（1）：考虑变压器和整流电路的内阻C越大，RL越大，τ放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。（2）二极管的导通角无滤波电容时θ＝π。有滤波电容时θ<π，且二极管平均电流增大，故其峰值很大！θ小到一定程度，难于选择二极管！（3）电容的选择及UO（AV）的估算（4）优缺点简单易行，UO（AV）高，C足够大时交流分

7、量较小；不适于大电流负载。方案2：电感滤波电路当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为ωL方案三：倍压整流电路分析时的两个要点：设①负载开路，②电路进入稳态1充电：A→D1→C1→B，最终u2正半周Cu2负半周，u2加C1上电压对C2充电：P→D2→C2→A，最终D．稳压电路的分析串联型稳压电路的方框图如下：方案一：稳压管稳压电路1.稳压管的伏安特性和主要参数稳定电压UZ：稳压管的击穿电压稳定电流IZ：使稳压管工作

8、在稳压状态的最小电流最大耗散功率PZM：允许的最大功率，PZM=IZMUZ动态电阻rz：工作在稳压状态时，rz＝ΔU/ΔI.稳压管稳压电路的工作原理.稳压管稳压电路的主要指标（1）输出电压UO＝UZ（2）输出电流IZmax－IZmin≤IZM－IZ（3）稳压系数简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。稳压管稳压电路的设计（1）UI的选择UI＝（2～3）UZ（2）稳压管的选择UZ＝UOIZM－IZ>ILmax－ILmin（3）限流电阻的选择保证稳压管既稳