2系統原理
圖2.1 系統原理圖
首先是對220v的高壓進行變壓，變壓器的具體的匝比要根據下級的電路來確定。變壓之後的電流仍然為交流，在通過整流電路後，變為脈衝直流。濾波電路可以消除脈衝，但是輸出的直流電壓仍不穩定。
最後，通過穩壓電路，使得電壓的穩定性大大提高，整個過程如圖2.1。兩個方案的主要區別在穩壓電路，其他部分的電路結構基本相同[2]。
3.1.1穩壓電路
圖3.1 穩壓電路
穩壓電路主要是對整流濾波之後的電流作進一步處理，使其電壓更穩定，同時讓整個電路具有一定的負載能力，不會因為外部負載的變化而使輸出電壓發生變化。
如圖3.1，q1和q2構成npn復合管，可以極大的提高電流放大倍數，減小輸入電阻。led2兼作電源指示和穩壓管作用。
led1和r3組成簡單過載及短路保護電路。r5和r4進行分壓，然後將r4上的電壓通過q3反饋到q1q2組成的放大電路。最後c3可以使電壓的穩定性進一步提高。
（1）確定輸入電壓
此部分電路的輸入電壓即為整流濾波電路的輸出電壓，為
v （3.1）
其中，就是io3與io4之間的電壓。為最大輸出電壓5v。為三極體q1的集電極與發射極之間的電壓。
一般要選擇在3～8v的三極體，以保證其工作在放大區。我選擇為5v左右的三極體。
（2）確定三極體
估算出三極體的，，值，再根據三極體的極限引數, ,來選擇三極體。
ma （3.2）
v （3.3）
w （3.4）
查三極體手冊，只要, ,大於上述計算值，就可以作為q1。同時，為滿足上乙個對輸入電壓的條件，我選擇的是2n5551。q2和q3由於電流電壓都不太大，功耗也小，因此不需要計算其值，一般可選用小功率管，我選擇的是2n2222a。
（3）確定基準電壓
（3.5）
由於比較小，只需要
（3.6）
其中，n為取樣電路的取樣比。led的工作電壓為1.66v，且正向曲線特性較陡，因此它可以代替穩壓管提供基準電壓。
（4）限流電阻的計算
圖3.2 限流電路
限流電路如圖3.2。
由 （3.7）
得 （3.8）
其中，為led2工作電流，可在2~10ma之間選取，我選擇了9ma。為q3的發射極電流，可在0.5~2ma之間選取，我選擇的是1ma。
（5）取樣電路引數計算
圖3.3 取樣電路
首先，確定取樣電路的工作電流,該電流即是流過r5和r4的電流（由於q3的基極電流很小，可以忽略不計）。若取得過大，則取樣電路的功耗也大；若取得過小，則取樣比n會因q3的基極電流的變化而不穩定，同時也會造成不穩定[3]。
實際應用中，一般取，我選擇的是
ma （3.9）
然後計算取樣電阻，
（3.10）
則 （3.11）
則 （3.12）
3.1.2變壓整流濾波電路
圖3.4 變壓整流濾波電路
（1）確定變壓器匝數
之前已經確定io3與io4之間的電壓為10v，再考慮到通過整流濾波後，電壓有效值會增大，因此，變壓器二次側的電壓為[4]
v （3.13）
變壓器的扎比為
（3.14）
（2）確定整流二極體
對整流二極體，只要求其最高反向工作電壓大於，保證在反向時不會被擊穿。我採用的是1n4001。
（3）確定濾波電容
電容應滿足
（3.15）
其中，t=20ms（輸入交流電的週期）。我使用的是470f的電容，較大的電容可以取得更好的濾波效果。
3.1.3整機電路的測試
整機電路如圖3.5。使用multisim中的交流源代替現實中的市電，設定其電壓有效值為220v，頻率為50hz。
輸出端接滑動變阻器，代替現實中的負載。改變滑動變阻器的阻值，通過觀察萬用表的直流電壓顯示數值，電壓變化不大，可見其具有一定的負載能力，如表3.1。
表3.1 負載測試
當負載阻值小於40時，led1會亮，從而起到了過載保護的作用。
圖3.5 整機電路的測試
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