模電課程設(shè)計(jì)(直流穩(wěn)壓電源)

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1、題目名稱：直流穩(wěn)壓電源姓名：吳金光班級(jí)：電氣132學(xué)號(hào)：201333495207日期：2015-7-9模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)適用專業(yè)：電子信息工程專業(yè)設(shè)計(jì)周期：一周一、設(shè)計(jì)題目：直流穩(wěn)壓電源二、設(shè)計(jì)目的及要求1.1設(shè)計(jì)目的1、通過(guò)集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，安裝和調(diào)試，學(xué)會(huì)選擇變壓器、整流二極管、濾波電路、集成穩(wěn)壓器及相關(guān)元器件設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源；2、仿真并焊接直流穩(wěn)壓電源。3、掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法。1.2設(shè)計(jì)要求1、要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50HZ交流電源輸出±12V(±5

2、V)直流電壓；2、仿真直流穩(wěn)壓電源；3、電網(wǎng)供給的交流電壓U1為220V，50HZ。變壓器輸出電壓U2為18V～20V，50HZ。4、穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調(diào)，且輸出電流可擴(kuò)展。5、安裝調(diào)試后焊接并書(shū)寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。6、答辯驗(yàn)收。三、設(shè)計(jì)原理及方案比較四、設(shè)計(jì)報(bào)告總結(jié)（要求自己獨(dú)立完成，不允許抄襲）。1、對(duì)所測(cè)結(jié)果（如：變壓器的輸出，濾波輸出，穩(wěn)壓輸出進(jìn)行測(cè)量）進(jìn)行全面分析，總結(jié)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓的條件條件。2、分析討論測(cè)試中出現(xiàn)的故障及其排除方法。3、體會(huì)與收獲。一、方案論證與比較1.1方案提出方案一：三端穩(wěn)壓電源方案二

3、：線性穩(wěn)壓穩(wěn)流電源方案三：半橋式直流穩(wěn)壓電源1.2設(shè)計(jì)方案的論證和選擇方案一中三端穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件少。器件體積小，性能高，操作簡(jiǎn)單，電路簡(jiǎn)單，使用方便。內(nèi)部電路具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)功能，這使它的性能很穩(wěn)定，并且能防止過(guò)載，能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的輸出電流。器件具有良好的溫度系數(shù)，因此產(chǎn)品的應(yīng)用范圍很廣泛。三端穩(wěn)壓芯片的內(nèi)部含有限流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)電路，采用了噪聲低、溫度漂移小的基準(zhǔn)電壓源，工作穩(wěn)定可靠。解決了與單點(diǎn)調(diào)節(jié)相關(guān)的分散問(wèn)題，而且成本低廉。方案二中線性

4、穩(wěn)壓電源是比較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓直流電源的特點(diǎn)是：輸出電壓比輸入電壓低；反應(yīng)速度快，輸出紋波較??；工作產(chǎn)生的噪聲低；效率較低（現(xiàn)在經(jīng)?？吹腖DO就是為了解決效率問(wèn)題而出現(xiàn)的）；發(fā)熱量大（尤其是大功率電源），間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲。方案三中半橋式直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠，缺點(diǎn)是相對(duì)于線性電源來(lái)說(shuō)波紋較大。二、系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)框圖2.1系統(tǒng)的全部功能、要求及技術(shù)指標(biāo)交流電經(jīng)整流濾波電路轉(zhuǎn)換為直流電，再經(jīng)濾波電路濾去整流輸出電壓中的紋波，最終輸出平穩(wěn)的直流電。且輸出直流電壓可調(diào)，輸出電流可

5、擴(kuò)展，輸出紋波電壓與穩(wěn)壓系數(shù)均小于一定值。1、電網(wǎng)供給的交流電壓U1為220V，50HZ；2、變壓器輸出電壓U2為18V～20V，50HZ；3、穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調(diào)，最大負(fù)載電流100mA左右；4、輸出紋波電壓小于5mv，穩(wěn)壓系數(shù)<=0.01；5、驅(qū)動(dòng)負(fù)載可調(diào)（如：120Ω

6、或電流調(diào)整率）、紋波電壓（紋波系數(shù)）及溫度系數(shù)。2.2確定設(shè)計(jì)框圖（系統(tǒng)包含的單元電路及結(jié)構(gòu)）和總體設(shè)計(jì)方案穩(wěn)壓模塊濾波模塊整流模塊三端穩(wěn)壓電源圖1三端穩(wěn)壓電源系統(tǒng)框圖總設(shè)計(jì)方案：220V的電壓經(jīng)變壓器變壓后變成電壓值較小的交流，再經(jīng)橋式整流電路和濾波電路形成直流，穩(wěn)壓部分采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。比例運(yùn)算電路的輸入電壓為穩(wěn)定電壓，且比例系數(shù)可調(diào)，集成運(yùn)放輸出端加晶體管，并保持射極輸出形式，就構(gòu)成了具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。2.3單元電路的分析與設(shè)計(jì)：1、電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的

7、交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。2、整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電，單相橋式整流電路如圖2。由圖可見(jiàn)，U2正半周時(shí)D1、D4導(dǎo)通，D3、D2截止，在負(fù)載電阻RL上形成上正下負(fù)的脈動(dòng)電壓；而在U2負(fù)半周時(shí)，D2、D3導(dǎo)通，D1、D4截止，在RL上仍形成上正下負(fù)的脈動(dòng)電壓。如果忽略二極管內(nèi)阻，有Uo≈U2。橋式整流電路波形如圖3（b）所示。正負(fù)半周均有電流流過(guò)負(fù)載，而且電路方向是一致的，因而輸出電壓的直流成分提高，脈動(dòng)成分降低。單相橋式整流電路主要參數(shù)：輸

8、出直流電壓O(AV)U,脈動(dòng)系數(shù)S，二極管正向平均電流ID(AV),二極管最大反向峰值電壓URM。橋式整流電路解決了單相整流電路存在的缺點(diǎn)，用一次級(jí)線圈的變壓器，達(dá)到了全波整流的目的。圖2單相橋式整流電路3、濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。設(shè)u2波形如圖3（b）所示，未接電容