設計題目：串聯式穩壓電源設計
姓名：學號： 1303280
班級：光電班
同組姓名：
指導老師：
成績設計時間： 2014.12.26
串聯式穩壓電源設計
摘要：串聯式穩壓電源是採用模擬電路對電網電壓（22v,50hz）通過整流、濾波等電路的處理，電晶體和電位器的調節獲得穩定可調的直流電的裝置。其具有輸出電壓穩定、可調的優點。
關鍵字：整流電路，濾波電路，穩壓電路。
一、設計任務與要求
1） 用電晶體組成設計串聯式直流穩壓電源電路
2） 要求輸出：輸出直流電壓vo＝12v±0.2v
輸出直流電流io＝0-200ma
電網電壓(220v)波動範圍為10%
輸出內阻ro<＝0.1ω
輸出紋波電壓***c<＝2mv
有過流保護
二、方案設計
串聯式穩壓電源的設計應包括：電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓
電路、比較放大電路、調整電路、取樣電路，此外，為使電路安全工作，還應在電路中加上保護電路。變壓器輸出的15v交流電經過d1、d2、d3、d4構成的整流電路轉換後，再經過由c1、c2、c3、c4構成的濾波電路，變成比較平穩的直流電。
由發光二極體led1和電阻r1串聯構成的穩壓電路為後面的差分放大電路提供乙個基準電壓。
穩壓電路後面連線的是比較電路和放大電路，由t1、t2和r2、r3構成。t3、t4構成調整電路，保證電路安全工作。
由於此電路的精度不高，穩定性也相對較差，所以在調整管的射級後加上由r4、t5構成的保護電路.
有r5、r6和w1構成的取樣電路是配合差分電路和穩壓電路來實現電壓的可調。
圖1 變壓器輸出的15v交流電經過di、d2、d3、d4構成的整流電路轉換後，再經過由cl、c2、c3、c4構成的濾波電路，變成比較平穩的直流電。
由發光二極體led1和電阻r1串聯構成的穩壓電路為後而的差分放大電路提供乙個基準電壓。
穩壓電路後而連線的是比較電路和放大電路，由tl、t2和r2、r3構成。 t3、t4構成調整電路，保證電路&全工作。
由於此電路的精度不髙，穩記性也相對較差，所以在調整管的射級後加上由r4、t5構成的保護電路.
有r5、r6和w1構成的取樣電路是配矜差分電路和穩壓電路來實現電壓的
可調三、單元電路設計與引數計算
1.整流電路
整流電路是由四隻二極體構成的單相橋式電路，如_3所示。其作叫是保證在變壓器副邊電壓的整個ml期內，負載上的電流和電壓方向始終不變。其t作原理是只用兩個管子將交變電壓轉換成直流波形。
其輸出電壓的平均值
如果輸出最大200ma電流，則每個'極管上流過最大電流iooida。由於電網電壓波動範圍是10%,所以一極管的反向耐壓值應為
故選用反向耐壓值為50v的in4001型二極體。
圖22.濾波電路
圖3 濾波電路由兩部分相同的電路組成，一部分是在整流電路後，另一部分是在輸出前。
每部分由兩個電容組成，乙個是耐壓值為25v looou的電解電容，其作用是利用電容充放電的原理將波形變得平滑，另乙個是昝通的103電容，其作用
是濾掉波紋。
選擇電容c1時，等效電阻r=umax/imax=60歐，所以
故選擇10000u的電容。
而電網電壓波動後電解電容耐壓值為
故選耐壓值為25v的電解電容。
3.穩電路
穩壓電路由紅色發光二極呰和電阻串聯構成，如圖4所示。
圖4 由於本電路中電流很小，穩壓管很難t作在穩壓區，而紅色發光二極體在
電流超過5ma是穩壓效果不錯，同時還兼顧了電源指示燈的作用，所以用其代替穩壓管。在實驗中測得其導通後電流在5iua-10iiia時電壓將會穩足在2v左右。
電阻的作用是限流，其上限和下限分別為
另uimax=19v, uimin=16v, uz=2v, iz=5ma, izm=10ma,
則 rmax=2. 8k 歐 rmin=l. 7k 歐
故選擇2k歐的電阻。
4.比較放大電路圖(電路如圖5)
圖5 為了實現電壓可調，在電路中引入了放大環節，加深電壓負反饋以提髙輸出電壓的穩足性，並且還抑制了溫漂。在此用乙個長尾式差分放大電路來實現。
電阻r2的作叫是限流，控制流過t2的電流為2iua, r2上端的電位波動應為 16v-21v,故 r2 取 10k 歐 c
5. 調整電路
電路如圖6所示。調整電路是保證電路安全丁作的核心原件，她是由乙個大功率抒t4和乙個普通npn鈐構成的復合管。
選擇大功率管的原閔是流過集電極和發射極的電流可能很大，一般的管子承受不了這麼大的電流 ,故選招乙個大功率管。選擇復合管是對調整電路b的補償， 有利於電壓的穩足。
6. 保護電路
電路如圖7所示。由於此電路的精度不高，穩足性也相對較差，所以在調整電路的射極後加上乙個過流保護。電路由乙個普通的npn三極體t5和乙個功率電阻r4構成。
電路正常丁.作時t5不濘通。但是當某種原因使調整電路的射極電流突然增大，t5將濘通。
假設保護電流力250ma，那麼
故r4取2.7歐。
當調整電路的射極電流突然增大時，t4的甚極電位上公升，濘致集電極電位下降，從而使調整電路的蕋極電位下降，抑制了電流的持續增大，這樣就保護了電路原件。
保護電路相當於是調整電路的乙個負反饋。
圖7圖7
7. 取樣電路（如圖8）
圖8 取樣電路t.作原理就是電位器的2號引腳上的電位和基準電壓近似相等，通過基準電樂
值和調節電位器改變電位器2腳以下的電阻從ifli控制電流，可推斷出整個來樣電路的電壓。
假設電位器2腳的電位就是基準電壓2v，9電位器滑到最上端時，輸出電壓最小，為
當電位器滑到最下端時，輸出電壓最大，為
綜合考慮後r5、r6和w1分別選為5.6k歐和1.5k歐電阻和5k歐的電位器，這桿電壓可調的理論範圍在4v-16v。
四、安裝、除錯及效能測試
8. 接線
按照設計方案，按閣接好線，並仔細檢查，有無錯接、漏接之處。
9. 除錯
通電前認真檢查電路中是否有錯接、漏接、焊接不牢之處。尤其要檢查二極體、三極體管腳、電容極性是否接反等等。確認無誤後，再接通電源進行除錯。
通電後，發光二極體亮，w示波器測得電壓的可調範網為3.88v-16.40v,當輸出電壓穩定在12v時，波動範為+0.12v。輸出電流為0.12ma-211ma。
五、結論與心得
通過這次的課程設計，我對電子t：藝的理論有了更深的了解u這些知識不僅在課堂上有效，在日常生活中更是有著現實意義，也對向己的動手能力是個很大的鍛鍊。在設計中，我鍛鍊了n己的動手能力，提髙了m己解決問題的能力， 通過本次實踐，也培養了我理論聯絡實際的能力，提髙了我分析h題和解決h題的能力。
最重要的，我熟悉了常w電子器件的類別、型號、規格、效能及其使叫範圍，能查詢資料，查閱有關的電子器件閣書等。，這次製作讓我感受到，在我們遇到不懂的h題使，利用網上和閣書館的資源，搜尋查詢到需要的資訊及和同學之間相互討論顯得尤為重要。
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