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1、晶体管稳压电源的设计试验报告专业:电子信息工程班级:073143学号:27姓名:喻琨指导老师:王晓荣完成时间:2008-12-19目录1.课程设计目的任务和要求.............................(1)2.课程设计主要技术指标...............................(1)3.课程不同设计方案的比较及理由........................(1)4.单相桥式整流电路………….…………………..………………(2)5.滤波原理…..……………………………………………………(4)6.稳压原理…………………………..…………………………….(5)
2、7.电路各部分调试…………………….…….................................(6)8.过流保护………………………………………………………..(7)9.电路仿真………………………………………………………..(8)10.心得体会………………………………………………………(9)11.参考文献………………………………………………………(9)12.课程评分表…………………………………………………....(10)一.设计目的1.研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性2.学习串联型晶体管稳压电源的设计方法以及主要技术指标的测试方法二.主要技术指标1.电网供给的交流电压U1为22
3、0V,50Hz。2.变压器输出电压U2为18~20V,50Hz。3.稳压电源输出直流可调电压6V4、合管调整,但在此设计中要求额定电流Io=100mA,所以只用单管就能满足要求。四.单相桥式整流电路1.工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路,如图15.02(a)所示。在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。根据图15.02(a)的电路图可知:当正半周时,二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时,二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图15.02(b)。2.参数计算根据图15.02(b)可知,输出电压是单相脉5、动电压,通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为(a)桥式整流电路(b)波形图图15.02单相桥式整流电路 流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量,可将脉动电压做傅里叶分析,此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。脉动系数S定义为二次谐波的幅值与平均值的比值。3.单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系 该曲线如图15.03所示,曲线的斜率代表了整流电路的内阻。 6、 图15.03单相桥式整流电路的负载特性曲线五.电容滤波原理滤波电容容量大,因此一般采用电解电容,在接线时要注意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输出电压趋于平滑。★当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时,二极管D1和D3管导通,D2和D4管截止,电流一路流经负载电阻RL,另一路对电容C充电。当uC>u2,导致D1和D3管反向偏置而截止,电容通过负载电阻RL放电,uC按指数规律缓慢下降。★当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时,D2和D4因加正向电压变7、为导通状态,u2再次对C充电,uC上升到u2的峰值后又开始下降;下降到一定数值时D2和D4变为截止,C对RL放电,uC按指数规律下降;放电到一定数值时D1和D3变为导通,重复上述过程。RL、C对充放电的影响电容充电时间常数为rDC,因为二极管的rD很小,所以充电时间常数小,充电速度快;RLC为放电时间常数,因为RL较大,放电时间常数远大于充电时间常数,因此,滤波效果取决于放电时间常数。电容C愈大,负载电阻RL
4、合管调整,但在此设计中要求额定电流Io=100mA,所以只用单管就能满足要求。四.单相桥式整流电路1.工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路,如图15.02(a)所示。在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。根据图15.02(a)的电路图可知:当正半周时,二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时,二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图15.02(b)。2.参数计算根据图15.02(b)可知,输出电压是单相脉
5、动电压,通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为(a)桥式整流电路(b)波形图图15.02单相桥式整流电路 流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量,可将脉动电压做傅里叶分析,此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。脉动系数S定义为二次谐波的幅值与平均值的比值。3.单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系 该曲线如图15.03所示,曲线的斜率代表了整流电路的内阻。
6、 图15.03单相桥式整流电路的负载特性曲线五.电容滤波原理滤波电容容量大,因此一般采用电解电容,在接线时要注意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输出电压趋于平滑。★当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时,二极管D1和D3管导通,D2和D4管截止,电流一路流经负载电阻RL,另一路对电容C充电。当uC>u2,导致D1和D3管反向偏置而截止,电容通过负载电阻RL放电,uC按指数规律缓慢下降。★当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时,D2和D4因加正向电压变
7、为导通状态,u2再次对C充电,uC上升到u2的峰值后又开始下降;下降到一定数值时D2和D4变为截止,C对RL放电,uC按指数规律下降;放电到一定数值时D1和D3变为导通,重复上述过程。RL、C对充放电的影响电容充电时间常数为rDC,因为二极管的rD很小,所以充电时间常数小,充电速度快;RLC为放电时间常数,因为RL较大,放电时间常数远大于充电时间常数,因此,滤波效果取决于放电时间常数。电容C愈大,负载电阻RL
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