模電課程設(shè)計+直流穩(wěn)壓電源

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1、1）題目：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源2)設(shè)計任務(wù)和要求任務(wù)：設(shè)計并制作用晶體管和集成運算放大器組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。指標(biāo)：1、輸出電壓6V、9V兩檔，正負(fù)極性輸出；2、輸出電流：額定電流為150mA，最大電流為500mA；3、紋波電壓峰值▲Vop-p≤5mv；3)整體電路設(shè)計*整體電路框圖電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路圖（1）直流穩(wěn)壓電源框圖（1）方案比較；方案一：方案二：這兩種方案都是在圖（1）框圖的思想指導(dǎo)下設(shè)計的，都是將市電經(jīng)過變壓，整流，濾波，再經(jīng)過穩(wěn)壓電路后輸出一個穩(wěn)定的電壓。電路的各部分原理如下：1、變壓變

2、壓部分是由一個220V交流電源和變壓器組成的！變壓器是通過線圈的比例來調(diào)整輸出電壓的。由Ui=(2~3)Uo可大概確定線圈的匝數(shù)比！2、整流整流部分是由四個晶體二極管組成的，利用晶體二極管的正向?qū)?、反向截止的特性，將交流電正流程變壓直流電。?、濾波利用了電容通交流，阻直流的特性，可以將大部分的交流信號直接導(dǎo)向低端，從而達到濾波的效果*可以由Ui=(2~3)Uo選擇整流濾波電路的元件參數(shù)。4、基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路是由一個電阻和穩(wěn)壓管組成的！穩(wěn)壓二極管是一種硅材料支撐的面接觸型的晶體二極管，當(dāng)穩(wěn)壓管在反向擊穿的時候

3、，在一定的電流范圍內(nèi)，（或者說在一定的功率損耗范圍內(nèi)），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性。只要控制反向電流不超過一定值，管子就不會因過熱而損壞！而在這各組成部分中的電阻就承擔(dān)起這個責(zé)任！通過電阻的分壓，可以使的穩(wěn)壓管工作在有限電壓范圍之內(nèi)！5、取樣、調(diào)整、放大這三個部分是連成一體的。首先先通過三個串聯(lián)電阻以及穩(wěn)壓管取樣，然后在通過運算放大電路的放大。放大后的數(shù)值輸出給調(diào)整管的基極，經(jīng)過三極管的放大功能，調(diào)整U0的電壓值！這是一個深度反饋電路，從而保證了能夠輸出一個恒定穩(wěn)壓值！其總過程為：當(dāng)U0增大，這是運放兩端的取樣就增

4、大，由于運放是反向接入電路，所以其是反向放大從而是輸出運放輸出端電壓值變小，再通過三極管的放大作用，基極的電壓變小，其發(fā)射極的電壓自然也就降低了！從而減小了U0數(shù)值！同理，當(dāng)U0減小的時候，通過這個部分電路的共同作用，可以將U0提升上來，從而達到穩(wěn)壓輸出的效果！穩(wěn)壓電路原理框圖如下：保護電路方案一：L通過上面的原理，我開始設(shè)計了方案一的原理圖。在這個方案中，我采用的是一個電路正常的正極輸出，然后通過在負(fù)載端接上兩個相同的電阻，將兩個電阻的中間接地。通過串聯(lián)電阻分壓的原理，將十二伏的電壓分成+6以及-6V。雖然通過示波器

5、的數(shù)據(jù)可以看到電源可以同時輸出正負(fù)極性的電壓。但是，我忽略了一個問題，那就是當(dāng)這個電源接上負(fù)載的時候，會改變我原來接在電路上為了分壓而接的電阻的阻值，從而不能單極性輸出穩(wěn)定電壓。這個輸出電壓會隨著負(fù)載的變化而變化。而且，這個電路還有一個至命的問題，就是電路剛啟到時電壓會跳到幾百伏，這對負(fù)載元件是至命的。所以，這個方案我沒有采用。方案二：也是通過上面的原理，我開始設(shè)計了方案二的原理圖。在這個方案中，我吸取了方案一的教訓(xùn)。我就重思考，在《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》的P520的圖10.2.7原理下,我就通過看書、上網(wǎng)、和同學(xué)交流，然

6、后，在類比思想下，設(shè)計出電源的負(fù)電壓輸出部分。最后，通過一些元件的調(diào)整，終于得到讓我滿意的結(jié)果。（3）元器件選擇：電路元件統(tǒng)計表標(biāo)號型號封裝形式數(shù)量晶體二極管1N4001DO-354晶體三極管2N2222ATO-1822N2923TO-9222N2714TO-922電容1mF$P_ELKO_B2200uF$P_ELKO_B2穩(wěn)壓管1N4372ADO-204AH2運算放大器LM741JCDIP-8(J08A)2交流電源22050Hz無1變壓器TS_PQ4_24XFMR_5PIN1單刀雙擲開關(guān)2滑動變阻器20無2電阻各種無

7、若干4)電路仿真過程與結(jié)果電壓為正負(fù)6V時：輸出的直流波形紋波的波形輸出電壓為正負(fù)9V時示波器中的直流輸出波形紋波的波形理論數(shù)據(jù)：理論數(shù)據(jù)實測數(shù)據(jù)紋波VppU016V5.982V11.797uVU01'-6V-5.996V456.9uVU029V9.051V28.720uVU02'-9V-8.993V654.5uV誤差分析：還存在著紋波，而且數(shù)值相對來說還是不小的！由于取樣電路的電阻數(shù)值，可能導(dǎo)致輸出的穩(wěn)定電壓值不能達到一個絕對精確的數(shù)值！總結(jié)：本作品優(yōu)點：（1）整體電路較為簡單，元件使用合理。（2）輸出電壓較為穩(wěn)定且

8、非常精確?。?）有保護電路。不足：（1）電路限流作用不突出?？赡芨倪M方法：電路限流有待改進！課程設(shè)計的心得體會：通過這幾個星期的學(xué)習(xí)設(shè)計，我學(xué)習(xí)到更多的模電知識，對串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路的了解更加深入了！同時，對仿真軟件的使用也更加熟練了！還有提高了我的自主學(xué)習(xí)能力和實踐能力。最后就是讓我認(rèn)識到了我自身的不足，給我指明了方向，讓我