要求：設計並製作用電晶體和整合運算放大器組成的串聯型直流穩壓電源。
指標：1、輸出電壓6v、9v兩檔，正負極性輸出；
2、輸出電流：額定電流為150ma，最大電流為500ma；
3、紋波電壓峰值▲vop-p≤5mv；
方案一：先對輸入電壓進行降壓，然後用單相橋式二極體對其進行整流，整流後利用電容的充放電效應，用電解電容對其進行濾波，將脈動的直流電壓變為更加平滑的直流電壓，穩壓部分的單元電路由穩壓管和三極體組成（如圖1），以穩壓管d1電壓作為三極體q1的基準電壓，電路引入電壓負反饋，當電網電壓波動引起r2兩端電壓的變化增大（減小）時，電晶體發射極電位將隨著公升高（降低），而穩壓管端的電壓基本不變，故基極電位不變，所以由可知將減小（公升高）導致基極電流和發射極電流的減小（增大），使得r兩端的電壓降低（公升高），從而達到穩壓的效果。負電源部分與正電源相對稱，原理一樣。
圖1 方案一穩壓部分電路原理圖
方案二：經有中間抽頭的變壓器輸出後，整流部分同方案一一樣擦用四個二極體組成的單相橋式整流電路，整流後的脈動直流接濾波電路，濾波電路由兩個電容組成，先用乙個較大阻值的點解電容對其進行低頻濾波，再用乙個較低阻值的陶瓷電容對其進行高頻濾波，從而使得濾波後的電壓更平滑，波動更小。濾波後的電路接接穩壓電路，穩壓部分的電路如圖2所示，方案二的穩壓部分由調整管，比較放大電路，基準電壓電路，取樣電路組成。
當取樣電路的輸出端電壓公升高（降低）時取樣電路將這一變化送到a的反相輸入端，然後與同相輸入端的電位進行比較放大，運放的輸出電壓，即調整管的基極電位降低（公升高）；由於電路採用射極輸出形式，所以輸出電壓必然降低（公升高），從而使輸出電壓得到穩定。
圖2 方案二穩壓部分單元電路原理圖
對以上兩個方案進行比較，可以發發現第乙個方案為線性穩壓電源，具備基本的穩壓效果，但是只是基本的調整管電路，輸出電壓不可調，而且輸出電流不大，而第二個方案使用了運放和調整管作為穩壓電路，輸出電壓可調，功率也較高，可以輸出較大的電流。穩定效果也比第乙個方案要好，所以選擇第二個方案作為本次課程設計的方案。
整體電路的框架如下圖所示，先有22v-15v的變壓器對其進行變壓，變壓後再對其進行整流，整流後是高低頻的濾波電路，最後是由取樣電路、比較放大電路和基準電路三個小的單元電路組成的穩壓電路，穩壓後為了進一步得到更加穩定的電壓，在穩壓電路後再對其進行小小的率波，最後得到正負輸出的穩壓電源。
圖3 整體電路框圖
本次課程設計的要求是輸出正負9伏和正負6負的雙電壓電源，輸出電壓較低，而一般的調整管的飽和管壓降在2-3伏左右，由，為飽和管壓降，而=9v為輸出最大電壓，為最小的輸入電壓，以飽和管壓降=3伏計算，為了使調整管工作在放大區，輸入電壓最小不能小於12v，為保險起見，可以選擇220v-15v的變壓器，再由p=ui可知，變壓器的功率應該為0.5a×9v=4.5w，所以變壓器的功率絕對不能低於4.
5w，並且串聯穩壓電源工作時產生的熱量較大，效率不高，所以變壓器功率需要選擇相對大些的變壓器。結合市場上常見的變壓器的型號，可以選擇常見的變壓範圍為220v-15v，額定功率12w，額定電流1a的變壓器。
由於輸出電流最大只要求500ma，電流比較低，所以整流電路的設計可以選擇常見的單相橋式整流電路，由4個串並聯的二極體組成，具體電路如圖3所示。
===0.9
其中為變壓器次級交流電壓的有效值。我們可以求得=13.5v。
對於全波整流來說，如果兩個次級線圈輸出電壓有效值為，則處於截止狀態的二極體承受的最大反向電壓將是，即為34.2v考慮電網波動（通常波動為10%，為保險起見取30%的波動）我們可以得到應該大於19.3v，最大反向電壓應該大於48.
8v。在輸出電流最大為500ma的情況下我們可以選擇額定電流為1a，反向耐壓為1000v的二極體in4007.
當濾波電容偏小時，濾波器輸出電壓脈動係數大；而偏大時，整流二極體導通角θ偏小，整流管峰值電流增大。不僅對整流二極體引數要求高，另一方面，整流電流波形與正弦電壓波形偏離大，諧波失真嚴重，功率因數低。所以電容的取值應當有乙個範圍，由前面的計算我們已經得出變壓器的次級線圈電壓為15v，當輸出電流為0.
5a時，我們可以求得電路的負載為18歐，我們可以根據濾波電容的計算公式：
c=(3～5)
來求濾波電容的取值範圍，其中在電路頻率為50hz的情況下， t為20ms則電容的取值範圍為1667-2750uf，保險起見我們可以取標準值為2200uf額定電壓為35v的鋁點解電容。
圖5濾波電路原理圖
另外，由於實際電阻或電路中可能存在寄生電感和寄生電容等因素，電路中極有可能產生高頻訊號，所以需要乙個小的陶瓷電容來濾去這些高頻訊號。我們可以選擇乙個104的陶瓷電容來作為高頻濾波電容。濾波電路如上圖。
穩壓電路組要由四部分構成：調整管，基準穩壓電路，比較放大電路，取樣電路。當取樣電路的輸出端電壓公升高（降低）時取樣電路將這一變化送到a的反相輸入端，然後與同相輸入端的電位進行比較放大，運放的輸出電壓，即調整管的基極電位降低（高）；由於電路採用射極輸出形式，所以輸出電壓必然降低（公升高），從而使輸出電壓得到穩定。
由於輸出電流較大，達到500ma，為防止電流過大燒壞調整管，需要選擇功率中等或者較大的三極體，調整管的擊穿電流必須大於500ma，又由於三極體ce間的承受的最大管壓降應該大於15-6=9v，考慮到30%的電網波動，我們的調整管所能承受的最大管壓降應該大於13v，最小功率應該達到=6.5w。我們可以選擇適合這些引數，並且在市場上容易買到的中功率三極體tip41，它的最大功率為60w,最大電流超過6a，所能承受的最大管壓降為100v，遠遠滿足調整管的條件。
負極的調整管則選擇與之相對應的的中功率三極體tip42。基準電路由5.1v的穩壓管和4.
7v的保護電阻組成。由於輸出電壓要求為6伏和9伏，如果取樣電路取固定值則容易造成誤差，所以取樣電阻最好應該做成可調的，固取樣電路由兩個電阻和乙個可調電阻組成，根據公式：
求出。其中為運放正反相輸入端的電阻，為輸出端正極（負極）與共地端之間的電阻 ，為穩壓管的穩壓值。固可以取330、和1.
5k的固定電阻置於1k的滑阻兩旁避免當滑為0.所以根據此公式可求的電路的輸出電壓為5.772-9.
622v。可以輸出6v和9v的電壓，運放選用工作電壓在15v左右前對電壓穩定性要求不是很高的運放，由於ua741的工作電壓為正負12v-正負22v，範圍較大，可以用其作為運放，因為整流後的電壓波動不是很大，所以運放的工作電源可以利用整流後的電壓來對其進行供電。正穩壓電路的正極和負極分別如下圖
圖6 正穩壓電路正極原理圖
圖7 正穩壓電路負極原理圖
為了使輸出電壓更穩定，輸出紋波更小，需奧對輸出端進行再次濾波，可在輸出端接乙個10uf的點解電容和乙個103的陶瓷電容，這樣電源不容易受到負載的干擾。使得電源的性質更好，電壓更穩定。
圖8 系統的電路總圖
表1 元件清單
正負輸出的可調的最大值和最小值電壓資料調節可變電阻，可以得到課程設計所要求輸出的6v和9v的電壓， 電路輸出直流電的波形圖電壓的直流電波形為標準的直線，達到設計要求而實際測量時也是這樣，輸出波形基本為一條直線電路輸出紋波波形紋波電壓在2.5mv左右，比要求的5mv要低，而實際測量時，紋波的電壓只有0.9mv，遠遠低於所要求的5mv，所以符合要求。
本課程設計運用了模擬電路的基本知識，通過變壓，整流，濾波、穩壓等步驟，輸出理論可變範圍為5.772v-9.622v而實際可調範圍為5.
78v-10.45v的正負直流穩壓電源。總結如下：
優點：該電路設計簡單。輸出電壓穩定，紋波值小，而且使用的元件較少，經濟實惠，輸出功率大，調整管可承受的範圍也很大，。
缺點：電壓缺少乙個保護電路，當電路由於偶然原因出現高的電壓脈衝時，有可能對電路造成危害，使得電路故障率提高。
改進：可以在穩壓電路那裡再接乙個過保護電路電路。減少接電或斷電時產生的瞬間高電壓對電路元件的破壞。
另外，ua741晶元較為古老，效能不穩定，已跟不上時代的需要所以運放可以重新選擇效能更好，更穩定的晶元。
心得體會：通過這次課程設計，我對於模電知識有了更深的了解，尤其是對與線性直流穩壓電源方面的知識有了進一步的研究。同時實物的製作也提公升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛鍊，加深了我對模擬電路設計方面的興趣。
理論與實踐得到了很好的結合。
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