电工电子技术课程设计

题目___串联式稳压电源。

班级___09信息与计算科学。

学号___200910520101

姓名___喻光辉。

指导___万军老师。

时间___2011/12/10

景德镇陶瓷学院。

电工电子技术课程设计任务书。

班级： 09信息与计算科学姓名：喻光辉指导教师：万军 2011-12-10

教研室主任签字年月日。

目录。1、总体方案与原理说明1

2、电源变压器3

3、整流电路3

4、滤波电路3

5、稳压电路3

6、总体电路原理相关说明7

7、总体电路原理图8

8、元件清单9

9、参考文献11

10、设计心得体会12

总体方案与原理说明。

1.1设计方案概况。

采用变压器、二极管、集成运放、电阻、稳压管、三极管等元器件。220v的交流电经变压器变压后变成电压值较小的交流电，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的出入电压为稳定电压且比例系数可调，所以其输出电压可以调节；同时为了为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就够成了具有放大环节的串联型稳压电路。

应用晶体管和集成运放组成的使用串联型稳压电源整体电路框图如下：

1.2串联稳压电路设计原理。

从简单、合理、可靠、经济而且便已购买的前提出发，设计了如下图所示的电路：

串联稳压电源，即利用串联于电路中的调整管q1进行动态分压而使负载得到稳定电压的电路。

220v交流电经变压器tf1降压后，由d1硅堆进行桥式整流，得到脉动直流，然后由c1滤除其交流成份，得到直流电压。

r1为q1的上偏置电阻，q1因此得以导通，向负载供电。电阻r2、r3、r5、可调电阻r4、稳压二极管d2组成桥式电路。r4动端电压等于d2稳压值时，电桥平衡，q2截止；或者r4动端电压低于d2稳压值，虽电桥不平衡，q2处于反偏截止，q1即流过的较大的电流，q1相当于一个电阻值减小的电阻，给负载rl供电及给电容c3充电。

随着c3电压越来越高，当电压超过设定的稳压值时，r4动端电压比d2的稳压值要高，电桥这次的平衡被打破后，使q2导通，导致q1的基极电流减少，q1发射极电流减少，q1相当于电阻值增大，于是rl两端的电压降低。如此往复，使输出电压v0保持稳定。

电容c2有两个作用，一是使q1的基极电压变化平稳，二是进一步滤除电源中的交流波纹。电容c3为减小电容内阻、平稳输出电流而设。

调节可调电阻r4的位置，可以改变rl的输出电压。

2.电源变压器。

直流电源的输入为220v的交流电压，一般情况下所需直流电压的数值和和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压处理。变压器副边电压有效值界定与后面电压的需要。根据经验，稳压电路的输入电压一般选u1=（2~3）u0.

所以选择15v 10w的变压器。

3. 整流电路。

为了使正弦波转换为单一方向的脉冲波，还粗要通过整流电路。查阅资料可知单项整流电路有半波整流电路、单项桥式整流电路（全波整流电路）。单相桥式整流电路和半波整流电路性比，在形同情况下，也就是在相同的变压器副变电压下，对二极管的参数要求一样，并且还有输出电压高，变压器利用率高、脉动系数小等优点。

所以在电路中采用单项桥式整流电路，如图所示：

4. 滤波电路。

整流后的电流仍然含有较大的交流成分，会影响伏在电路的正常工作，所以为了减小电压大脉动，需要通过低通滤波电路，是输出电压平滑。理想情况下，应该将交流不封全部滤掉，使输出电压仅为直流电。

查阅资料可知滤波电路有电容滤波、电感滤波电路和复式滤波电路三种，其中复式滤波电路的效果最好，所以在电路中采用rctt型的复式滤波电路，如图所示：

5. 稳压电路。

交流电压通过整流、滤波后虽然交流分量较小的直流电流电压，但是当电网电压波动或负载变化时，其平均值也随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

由于经济成本、元件购买及方正软件的限制，稳压电路只是采用一个具有放大环节的春联稳压电路加一个截流型过流保护电路。

5.1取样环节。

由r3、r4、r5组成的分压电路构成，它将输出电压uo分出一部分作为取样电压uf，送到比较放大环节。

5.2基准电压。

由稳压二极管dz和电阻r2构成的稳压电路组成，它为电路提供一个稳定的基准电压uz，作为调整、比较的标准。

5.3比较放大环节。

由vc1和r1构成的直流放大器组成，其作用是将取样电压uf与基准电压uz之差放大后去控制调整管vc1。

5.4调整环节。

由工作**性放大区的功率管vcl组成，vcl的基极电流ib1受比较放大电路输出的控制，它的改变又可使集电极电流ic1和集、射电压ucel改变，从而达到自动调整稳定输出电压的目的。

串联型稳压电源中调整管的选择：

根据参数icm、u（br）ceo、fcm选择调整管。

e限流电阻的选择：保证稳压管既稳压由不受损坏。

电网电压最低负载且负载电流最大时，稳压管的电流最大。

5.5电路的输出电压。

前面我们还说到r3～r5是取样电路，由于取样电路并联在稳压电路的输出端，而取样电压实际上是通过这三个电阻分压后得到。在选取r3～r5的阻值时，可以通过选择适当的电阻值来使流过分压电阻的电流远大于流过q2基极的电流。也就是说可以忽略q2基极电流的分流作用，这样就可以用电阻分压的计算方法来确定q2基极电压（uq2）b。

当r4滑动到最上端时q2基极电压（uq2）b为：

此时输出电压为：

这时的输出电压是最小值。

当r4滑动到最下端时q2基极电压（uq2）b为：

此时输出电压为：

这时的输出电压是最大值。

设q2发射结电压可忽略，则：

或：用电器r4即可调节输出电压u。的大小，但u。必定大于或等于uz。

取：uz=2v，r3=r4=r5=100ω，则：

ra+rb=r3+r4+r5=300ω，100ω≤rb≤200ω。

由此可知输出电压u。在3~6v范围内连续可调。

6、总体电路原理相关说明。

6.1串联稳压电源总体工作电路。

交流电经过电源变压器，整流电路、滤波电路和稳压电路转换为稳定的直流电其方框图及个电路的输出波形如图所示：

6.2原理说明。

1）单相桥式整流电路可以将单相交流电变为直流电；

2）整流后的电压脉动较大，需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电；

3）滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行；

4）将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化从而提高设备的稳定性和可靠性，保障设备的正常使用；

5）关于输出电压在不同档位之间的变化，可以将稳压电源的电压设置为标准电压再对其进行变换，电压在档位间的调节可以通过调节电位器来进行调节，从而实现对输出电压的调节。

7、总体电路原理图。

8、元件清单。

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