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1、課程設計任務書學生姓名：專業(yè)班級：指導教師：工作單位：信息工程學院題目:直流穩(wěn)定電源初始條件：電阻，電容，電感，電位器，晶體管，放大器，TL414,LM324若干要求完成的主要任務:（包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1.穩(wěn)壓電源.在輸入220V、50Hz、電壓變化范圍＋15%～－20%條件下，輸出電壓為9-12V可調(diào)，最大輸出電流1.5A。2.DC-DC轉(zhuǎn)換器.在輸入為9-12V條件下，輸出電壓+100V，輸出電流10mA。時間安排：第19周理論講解，時間：第20周理論設計、實驗室安裝調(diào)試，地點：綜合實驗室、通信工程實驗室（1）指導教師簽名：2009
2、年1月日系主任（或責任教師）簽名：2009年1月日直流穩(wěn)定電源一、方案認證與比較在進行電路的設計過程中，我們采用的是模塊化思想，將整個電路分成幾個分立的模塊來分析、制作，最后再進行組裝、調(diào)試。方案一：采用單級開關電源，由220V交流整流后，經(jīng)開關電源穩(wěn)壓輸出，但是由于這種方式產(chǎn)生的直流電壓紋波比較大，無法得到穩(wěn)定的電壓輸出，不符合我們的要求。方案二：我們將從濾波電路輸出的電壓接到線性穩(wěn)壓電路（如下圖1所示）圖1線性穩(wěn)壓電路的輸出值可調(diào)，為9～12V的直流輸出。此方案的優(yōu)點是：電路簡單、很容易調(diào)試，但是效率比較低，其輸入端一般為15V左右的電壓，而輸出只有9～12V，壓降較大，
3、功率損耗比較嚴重，無法實現(xiàn)效率≥40％的目的。方案三：圖2以方案二為基礎，在線性穩(wěn)壓電路前加入DC-DC變換器，采用脈寬調(diào)制（PWM）技術，并采用恒壓差控制技術，如圖2所示在這種情況下，由DC-DC變換器來完成從不穩(wěn)定的直流電壓到穩(wěn)定的直流電壓的轉(zhuǎn)變，由于采用脈寬調(diào)制技術和恒壓差控制技術，使得線性穩(wěn)壓電路兩端壓差減小，電路消耗大幅度下降，解決了方案二中的效率低下的問題。其次，由于使用脈寬調(diào)制技術，使得電路有了過流、過熱、自動恢復等功能。二、直流穩(wěn)壓電源的組成2.1直流穩(wěn)壓電源的組成框圖各種電器設備內(nèi)部均是由不同種類的電子電路組成，電子電路正常工作需要直流電源，為電器設備提供直
4、流電的設備稱為直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源可以將200V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定不變的直流電壓，直流穩(wěn)壓電源的組成框圖如圖3所示。圖3直流穩(wěn)壓電源組成框圖2.1.1直流穩(wěn)壓電源各部分作用變壓電路的作用是將220V的交流電變換成電路所需的低壓交流電，用普通的電源變壓器即可實現(xiàn)變壓的目的。整流電路的作用是將輸入的交流電變換成單向脈動的直流電，可以通過橋式整流電路實現(xiàn)，經(jīng)過橋式整流之后輸出的波形如圖4。圖4濾波電路的作用是平滑整流輸出的單向脈動電壓，最簡單的濾波電路是電容器，橋式整流電路輸出的波形經(jīng)電容濾波電路處理后的輸出電壓波形如圖5所示。2．2串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路圖52．2.1電路
5、的組成最簡單的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路如圖6所示。圖6串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路圖中的C1是電源濾波電容，設電容C1兩端的輸出電壓為Ui，該電壓是穩(wěn)壓電路的輸入電壓。穩(wěn)壓電源中的穩(wěn)壓電路由四個單元組成。（1）基準單元：限流電阻R2和穩(wěn)壓管D1組成穩(wěn)壓電路的基準單元，該單元的作用是為穩(wěn)壓電路提供自動調(diào)整所需的基準電壓UZ。（2）取樣單元：電阻R3、R4和電位器RP組成穩(wěn)壓電路的取樣單元，因該單元與負載電阻RL相并聯(lián)，所以該電路兩端電壓的變化情況直接反映了輸出電壓的變化情況。（3）放大單元：穩(wěn)壓電路中的放大單元由三極管T2、電阻R1和穩(wěn)壓管D1等器件組成，該電路可將取樣電路所采到的電壓UB2與基
6、準電壓UZ進行比較，并產(chǎn)生與輸出電壓變化情況成正比的控制信號，控制信號經(jīng)放大后產(chǎn)生控制電壓，控制調(diào)整管T1的輸出電壓，以保證穩(wěn)壓電源輸出電壓的穩(wěn)定。（4）調(diào)整單元：穩(wěn)壓電路中的調(diào)整單元由三極管T1和外接的負載電阻RL等器件組成，調(diào)整管T1與負載電阻RL等組成射極輸出器。射極輸出器是串聯(lián)電壓負反饋電路，因電壓反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，所以，穩(wěn)壓電源的輸出電壓將很穩(wěn)定。2.2.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作原理討論串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作原理可分負載電阻不變，輸入電壓變化和輸入電壓不變、負載電阻變化這兩種情況。（1）負載電阻不變，輸入電壓變化時的穩(wěn)壓過程負載電阻RL保持不變，輸入電壓Ui上升時，
7、會引起輸出電壓UO也上升，在這種情況下，穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓的流程圖是由穩(wěn)壓的流程圖可見，輸入電壓Ui、輸出電壓UO和調(diào)整管的輸出電壓UCE1三者之間是串聯(lián)的關系，所以，該電路稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。（2）輸入電壓不變，負載電阻變化時的穩(wěn)壓過程輸入電壓Ui保持不變，負載電阻RL上升時，會引起輸出電壓UO也上升，在這種情況下，穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓的流程圖是2.2.3．穩(wěn)壓電源輸出電壓UO的計算公式在圖10-1-4所示的電路中，設電位器上段的電阻值為RP1，下段的電阻值為RP2，取樣放大管T2基極的電位UB約等于UZ，在IB2
