模拟电子课程设计--直流稳压电源的设计

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1、直流稳压电源的设计直流稳压电源的设计 前言前言 电子技术是当今高新技术的“龙头” ，各先进国家无不 把它放在优先的发展的地位。电子技术是电类专业的一门重 要的技术基础课，课程的显著特点之一是它的实践性。要想 很好的掌握电子技术，除了掌握基本器件的原理，电子电路 的基本组成及分析方法外，还要掌握电子器件及基本电路的 应用技术，课程设计就是电子技术教学中的重要环节。 本课程设计就是针对模拟电子电路这门课程的要求所 做的，同时也将学到的理论与实践紧密结合。 本设计是设计的直流稳压电源。直流稳压电源一般是由 电源变压器电源变压器、整流电路整流电路、滤波电路滤波电路和稳压电路稳压电路四部分组成。 1 一

2、、一、设计目的及其实际应用设计目的及其实际应用 熟悉模拟电子课程设计方法和规范，达到应用电子技术的目的，并培养动手能 力，学会阅读相关科技文献，查找器件手册与相关参数，整理总结设计报告。 电子电路工作时都需要直流电源提供能量， 电池因使用费用高,一般只用于低功 耗便携式的仪器设备中。 二、二、任务要求任务要求 题目题目 3：串联型直流稳压电源：串联型直流稳压电源 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压 6V、9V 两档。 2、输出电流：额定电流为 150mA，最大电流为 500mA； 3、纹波电压峰值Vop-p5mv。 三、三、实验原理及其各个分

3、电路图实验原理及其各个分电路图 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路稳压电路四部分组成如图 1 所 示： 2 A电源变压器电源变压器 电源变压器提供最初的电源，需要经过整流、滤波、稳压才能满足要求， 一般为工频电流或者家用的电流。本次运用了 220v-15v 的变压器。 B整流电路整流电路 整流电路的任务是将经过变压器降压以后的交流电压变换为直流电压。变 压器的选择，除了应满足功率要求外，它的次级输出电压的有效值2 应略高 于要求稳压电路输出的直流电压值。对于高质量的稳压电源，其整流电路一般 都选用桥式整流电路。整流电路常见的有单相桥式整流电路，单相

4、半波整流电 路，和单相全波整流电路。 3 图 2 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（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 1（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 1（b） 。 2.参数计算 根据图 1（b）可知，输出电压是单相脉动电压，通常用它的平均值与直流电压 等

5、效。输出平均电压为 流过负载的平均电流为 4 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 3 所示，曲线的斜率代表了整流电路的内阻。 单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而半波和全波整流电路中均 有直流分量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同样功率容量条件 下，体积可以小一些。单相桥式整流电路

6、的总体性能优于单相半波和全波整流电路， 5 故广泛应用于直流电源之中。 注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。 整流电路既有交流量，又有直流量，通常对 输入（交流）用有效值或最大值； 输出（交直流）用平均值； 整流管正向电流用平均值； 整流管反向电压用最大值。 C C 滤波滤波电路电路 1.滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器 C 对直流 开路，对交流阻抗小，所以 C 应该并联在负载两端。电感器 L 对直流阻抗小，对交 流阻抗大，因此 L 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量，又可滤掉 一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流 电压的质量。 2.电容滤波电路 现以单相桥式整流电容滤波电路为例来说明。电容滤波电路如图 15.06 所示， 在负载电阻上并联了一个滤波电容 C。 3.滤波原理 若 V2处于正半周，二极管 D1、D3导通，变压器次端电压 V2给电容器 C 充电。此 6 时 C 相当于并联在 V2上，所以输出波形同 V2 ，是正弦波。 当 V2到达