串联直流稳压电源课程设计及仿真

模拟电子线路

课程设计

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学号：

模拟电路课程设计报告一：设计任务

设计串联直流稳压电源

二：设计目的

1．掌握电子系统的一般设计方法

2．掌握Mulism仿真软件的应用

3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力

4．掌握常用元器件的识别和测试

5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法

三：设计要求

设计一个输出电压可调的串联直流稳压电源，将220V/ 50HZ的交流电经电压变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路后转变为9~15V的直流稳压电源。

要求：

·稳压电路要加有放大环节以改善稳定性

·输出电压在一定范围内连续可调

·要加保护电路

四：设计原理

电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电转变为直流电的直流稳压电源。

直流稳压电源由变压器、整流、滤波、稳压四部分组成，其原理框图如图（1）所示。交流电压U1(220V,50Hz)经电源变压

器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，经单向整流电路得到脉动电压U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压U4.但这样的直流输出电压还会随交流电网电压波动或负载变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。图（2）（3）（4）串联起来加上保护电路就组成具有放大环节的串联型稳压电路图。

总电路图

五：电路元件选择

1：Ui的确定

Ui=Uomax+Uce,

因为Uomax=15V,Uce=(3~8)V,取Uce=8V 所以Ui=23V

2：U2及变压器的确定

采用桥式整流、电容滤波电路，则U i≈1.2U2。考虑到电网电压可能有10%的波动，因此要求变压器二次电压为 U2≈1.1×Ui/1.2 所以U2=21V。

3:滤波电容C1的选择

为提高滤波效果，C1选用500uf的电解电容。

4:取样环节R2，R3，R4的确定

Uomax=( R1+R2+R3)*Uz/R3

Uomin=( R1+R2+R3)*Uz/(R2+ R3)

Uz =7.5 V Uomax=15V Uomin=9V

R1+R2+R3≈2kΩ

联列可求得R3=1KΩR2=670ΩR1=330Ω

5：整流二极管的选择

Urn>2U2=1.414*21V=30V，查表选用1B4B42

6:集成运放的选择

因为对集成运放的要求不高，所以选用通用型集成运放。

六：各部分电路图及其仿真结果

1、电源变压器电路图

电源变压器将交流电（220V/50Hz）电网电压u1变为合适的交流电压u2

2、单项桥式整流电路图及其仿真结果

整流电路的任务就是把交流电转变为直流脉动的电压。电路图如下：

输入波形：

输出波形：

电路图：

仿真结果：

总电路图：

通过调节滑动变阻器R2的阻值可得到9~15V的稳定直流电压。

仿真结果：

输入电压波形：

输出电压波形：

实际电路连接和数据测量

元件清单

电路的连接：

1、按电路图在面包板上连出实际电路，测出电源通过变压器

的电压U1。

2、测出有电容滤波电路的输出电压Uc1，和无电容滤波的输

出电压Uc2。

3、滑动滑动变阻器的触头至两端，分别测得电路输出电压

Uo1和Uo2，

数据记录：

七：课程设计总结与体会

通过这次模拟电路串联直流稳压电源的课程设计，使我基本掌握了电路设计软件Multism的使用方法，而且初步掌握了电子电路的设计方法，在以后还需要多加练习，熟练掌握；这次课程设计还使我巩固和加深了在模拟电子技术课程中所学的理论知识。对电源变压电路，整流电路，滤波电路，稳压电路等的认识更加深刻，提高了分析问题，解决问题的能力。此外在设计过程中采用模块化的设计顺序可以优化设计流程，使之更符合逻辑性。要注意的是在每个环节必须认真进行，如果某模块电路没有设计好，或者存在错误，则总的电路必然会受到影响，所以在设计过程中我们要保持认真严谨的态度。

这次课程设计是一次理论联系实际的过程，在这次课程设计中遇到了许多实际问题，在理论上正确的结果可能会在试验中出现各种意料之外的结果，这就要我们在设计过程中从实际出发，尽可能多地考虑各种因素对实验的影响。另外，在遇到问题时要学会用理论联系实际的方法分析问题，解决问题。

回想这次课程设计，到现在还有许多的感慨，从选题到定稿，从理论到实践的过程使我懂得了理论联系实际的重要性，只有理论是远远不够的，只有把所学的理论与实践相结合起来，从理论中的出结论，在实践中检验理论，才能真

正掌握知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力。