模拟电子技术课程设计论文

XX 学院

模拟电子技术基础课程设计报告

课程名称: 直流电源串联稳压电路

系别班级：XX

学生姓名XX

学生学号： XX

指导老师： XX

设计时间： XX

一、设计任务：

设计并制作一个直流稳压电源。

二、技术指标及要求：

1、输出电压U0在7～9V之间连续可调;

2、最大输出电流I oM=500mA；

3、电压调整率≤0.1%（输入～220V，变化±10%，满载）；

4、负载调整率≤1%（输入电压～220V，空载到满载）；

5、波纹抑制比≥35dB（输入～220V，满载）；

6、有过流保护环节，在负载电流为600mA时实施动作。

三、摘要：

本设计由七个模块电路组成：变压整流滤波电路，调整电路，过流保护电路，比较放大电路，基准电路，采样电路，负载电路。采用分立元件串联稳压电路结构，使用了NPN晶体管，具有输出电压范围宽，输出电流大的特点。

四、设计方案：

I. 采用模块化思想，对整个电路以模块为单位进行分析，计算与论证。

II. 串联式稳压电源具有较宽的输出电压调节范围，合理的选择元器件可以达到较高的性能指标，如：电压调整率、负载调整率、纹波抑制比等，但效率较低。III. 针对设计指标及要求，应当选择串联式稳压电源。

五、电路的设计：

I、变压整流滤波电路的设计：

当输入为U i220V交流电压时，首先通过变压器降至U I20V左右交流

电压。整流部分选用了全波桥式整流电路，输出U0为25V直流电压。U o=1.414U I(1-T/4R L C)

通过调整T,R L,C可得U O需要的电压。

本电路的目的在于从50Hz、220V的交流电压中得到直流电压。电路如下图所示：

II、调整电路的设计：

在串联型线性稳压电源中，调整管是核心元件，它的安全工作是电路正常工作的基础。调整管选择的一般原则：调整管T1的最大集电极电流Icm、集电极-发射极最大反向电压BUceo、集电极最大功耗Pom应满足以下要求：

Icm≥1.5Iom(Iom为最大负载电流)

BUceo≥UiMax-UoMin

Pom≥1.5Icm(UiMax-UoMin)

当由于某种原因（如电网电压波动或负载电压的变化等）使输出电压Uo 升高（降低）时，采样电路将这一变化趋势送到VT3的反相输入端，并与同相输入端Uz进行比较放大；VT3的、输出电压，即调整管VT1的基极电位降低（升高）；因为电路采用射极输出形式，所以输出电压Uo必然降低（升高），从而使Uo得到稳定。

（调整电路）

III.比较放大电路的设计：

E点的电压会与Uz稳压二极管比较，当Ub的电压高于Uce时管VT3（相关参数见下表1）就会导通进入采样电路实现电压在一定范围的输出。同时也可以实现对输入电压的筛选，使得输出电压能够集中一个小范围内的波动。使用时要注意稳压二极管D1最小击穿电流，否则会造成稳压管的损坏。

表1

参数名称符号额定值单位

集电极-发射极电压Vceo 20 V

集电极-基极电压Vcbo 40 V

发射极-基极电压Vebo 5 V

集电极电流Ic 0.5 A

比较放大电路

IV.基准电路的设计：

该电路的基准电压是由的稳压管提供的，稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。

V.过流保护电路的设计：

为了防止短路或长期过载烧坏调整管，在直流稳压器中一般还设有短路保护和过载保护等电路。该电路由晶体管VT2、R1、R2等构成过流保护电路，当电路处于正常工作状态时，限流电阻R6、R3、R4上分得的电流几乎为零，电路应满足的要求：R2Iom-(R1/R1+R6)Uo≥Uth（Uth为VT2管的死区电压),即

R2Iom-9(R1/R1+R6)=Uth

（过流保护电路）

VI. 采样电路的设计：

R4,R5,Rp为采样电阻，电阻R4和和靠近R4部分的Rp阻值为反馈电阻，通过移动滑片P可改变输出电压的大小，从而得到一系列符合实际需要的电压，实现输出电压可调的作用。

（采样电路原理图）

VII.负载电路的设计：

选取合适的电阻RL作为负载。

VIII.原理图如下：

六、元件选择及参数的计算

I.选用器材及测量仪表：

（1）选用器材主要有：①BJT管、稳压二极管;②电阻若干（10、430、510、1k、2k、2.7k、5.1k、8.2k、9.1k、10k）。

（2）测量仪表主要有：①万用表;②直流电压表;③直流电流表；④晶体管毫伏表。

II. 电阻的选取:

经测定基准电压Uz=5.4V，而Ube3=0.7V，所以Ub3=6.1V

当Rp抽头打到最上面时：

Ub3=7(Rp+R5)/R4+Rp+R5 ①当Rp抽头打到最下面时：

Ub3=9R5/R4+Rp+R5 ②

由①、②联立得，

R5=Rp7/2 (取Rp=1k)

所以 R5=3.5k,R4=660Ω

由R2Iom-(R1/R1+R6)U0=Uth=0.5V

取R2=10Ώ,又Iom=500mA，Uomin=7V,所以R1/R1+R6=4.5/7

取R1=5.1k,则R6≈2.8k

取R3=430Ω,Rc=2k，RL=1k，则由R4=1K∥2K=660Ω,R5=5.1k∥10k=3.5k

可知分别选2k、5.1k电阻2个，10Ω、430Ω、1k、2.7k、10k电阻1个，1k电位器2个（Rp与RL）

由此得出的一系列阻值可用碳膜电阻得到，由于它是引线式电阻，方

便手工安装及维修，而且也是引线电阻中价格最便宜的，如今多用在一些如电源、适配器之类低价值的低端产品或早期设计的产品中。

碳膜电阻器具体特性如下：

【工作温度范围：-55℃～+155℃

精度：2% 5%

阻值范围：1Ω～10MΩ

标称阻值：E-96

极限电压高

极好的长期稳定性

价格低