模电课程设计串联型直流稳压电源

毕业设计 串联型直流稳压电源-长沙航空职业技术学院模 拟 电 子 技 术 设 计（论 文）论文题目： 串联型直流稳压电源所属系部： 航空电子工程系指导老师： 黄荻老师 班级 电子1001班学生姓名： 学号 56专 业： 应用电子技术 2011年 6 月22 日- 15 -15目录一、前言1二、课设题目1三、课题分析1、设计目的2、设计要求四、总体方案设计1、串联直流稳压电源设计思路2、串联直流稳压电源原理框图五、整体原理分析六、单元电路分析1、变压部分2、整流部分3、滤波部分4、稳压部分七、电路测试分析1输出电压与最大输出电流的测试2.仿真图像八、整体电路图九、总结十、谢辞一、 前言随着现代社会的发展，可以说，有电器的地方就有电源。所有的电子设备都离不开可靠的电源为其供电。现代电子设备中的电路使用了大量的半导体器件，这些半导体需要几伏到几十伏的直流供电，以便得到正常工作所必需的能源。这些直流电源有的属于化学电源，如采用干电池和蓄电池，但这些不能持久性的供电。大多数电子设备的直流供电方法都是将交流电源经过变压、整流、滤波、稳压等变换为所需的直流电压。完成这种变换任务的电源成为直流稳压电源。现代电子设备中使用的直流稳压电源有两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源。它的稳压性能好，输出纹波很小，缺点是需要使用体积和重量都比较大的工频变压器，而且稳定效率较低。开关型稳压电源效率高，体积小，重量轻，缺点是输出的纹波及产生的电磁干扰比较大。开关电源和线性电源的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。通常，当输出功率较小时，线性电源的成本较低。但是，当线性电源成本在某一输出功率点上时，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。本设计是针对实际需求，同时结合课设的基本要求，设计出的一种可调的串联型直流稳压电源。二、 课设题目串联型直流稳压电源三、 课题分析1设计目的掌握直流稳压电源的工作原理及电路设计过程2设计要求（1） 输出直流电压Uo=315V连续可调（2） 最大输出电流Im=500mA（3） 稳压系数S15V且UB3 (R3+Rp1+R4)/R4 15V，因此有：R4140选择R4：120/0.25WUB3 (R3+Rp1+R4)/(Rp1+R4)700，其中Rp1580，选择Rp1=1k电位器，功率0.1W，R5取820/0.25W。电阻的大小会影响到电路自动调节的灵敏性和带载能力。在设计本单元时，选用1/4W的电阻，已经充分考虑到各电阻的最大消耗功率。 (2)基准环节 本单元中基准环节由稳压管D2和限流电阻R2组成。考虑稳压管VZ的稳压值应该小于最小输出电压3V，为保证VT3处于放大状态，其B、E间还有0.7V的压降，因此VZ应小于（3V-0.7V）=2.3V，此处就选择1N4007正接代替稳压管，它在电流小于100mA时，两端电压保持在0.60.75之间，基本稳定。电阻R2的取值要考虑到1N4007的电流不能太大，同时R2支路的分流较小对保护VT1管也有好处。当电源输出功率最大时，UO=15V，IO=500mA，考虑尽量不增加电源总功率，R2与取样支路的电流宜远小于500mA，这里取IR2max=50mA,则R2min=(15-0.7)/50mA=286,当然R2也不宜过大，应保证1N4007导通（IR2min=10mA），R2max=(15-0.7)/10mA=1.43k,这里取R2=1.2k。 (3)比较放大环节 本单元主要是将输出电压的变化量放大后送到调整复合管Q1的基极，使调整管处于工作状态，这部分由三极管Q2完成。选择常见低频小功率管9013（9013：极限参数25V/0.5A/0.625W，64300）（4）调整环节 本单元主要由功率管Q1和Q3构成的复合管来组成。由于单管不能实现输出最大电流500mA的指标，故采用复合管。在设计时，在复合管的基极增加了电容器C2。 七、电路测试分析1输出电压与最大输出电流的测试实际测出电压范围为2.22v-21v,满足设计要求一般情况下，稳压器正常工作时，其输出被测电流要小于最大输出电流，电路工作时上消耗的功率为：P=UomaxIomax=7.5W故取额定功率为10W，阻值为 30欧姆2.仿真图像当调到最上端时，有最小值当PR1调到最下端时，有最大值八、整体电路图九、总结本设计的目的是利用市电通过一定的技术产生直流稳压电，并利用它为电子器件提供必要的电压、电流。该电源能提供一定的稳定的电压，并且在它的量程范围内连续可调，同时具有一定保护作用，。通过这次设计，我从中获得了很多有用的东西。比如说，在以前上课时没听懂的知识，现在通过自己的进一不了解，再结合自己以前所学的知识，对它有了新的认识。在此同时，我还学到了新的知识，在了解这一方面知识的同时，我好查阅了相关的图书和了解了网上最新的技术，为此，对我以后设计的进行打下了深厚的基础，我相信在以后的毕业设计中可以很轻松的操作。同时同过这次课程设计，我对于模电知识有了更深的了解，尤其是对与线性直流稳压电源方面的知识有了进一步的研究。同时实物的制作也提升了我的动手能力，实践能力得到了一定的锻炼，加深了我对模拟电路设计方面的兴趣。理论与实践得到了很好的结合。我们这次设计的直流稳压电源还有不足之处：电源带负载的能力不是很强，输出的电流也有较多的限制等。我相信在以后的学习和探索过程中，我们一定会努力去解决这些问题，完善我们的设计，进一步加深自己对设计流程思路的了解和认识。十、谢辞在这次的课题设计中，我不但对自己学过的模电知识有了系统而全面的复习了解，也对现在直流稳压电源的用用前景做了非常多的了解，这次的设计使我收获了很多自己不知道的知识。很多原来不知道的知识都在这次的设计中得到了了解，而且，经过这次的设计，让我知道了直流稳压电源的重要性，我觉的直流稳压电源不仅现在用途广泛，在将来会有更加重要的地位。因此我对此次的设计非常用心，而在谢佳君和黄荻两位指导老师的指导下和同学的帮助下，我终于完成了这次的设计，因此我非常感谢佳君、黄荻两位老师对我的指导和同学对我的帮助。 电子1001班模拟电子技术课程设计第三组组员：廖实宏 李煌 王烽 任海瑞 蒲靖 二零一一年六月二十二日