太原理工大学模电课设串联型直流稳压电源

太原理工大学

模拟电子线路课程设计

设计名称串联型直流稳压电源

专业班级

学号

姓名

指导教师

一、设计摘要

本次模拟电子线路的课设的内容是设计一个串联型直流稳压电路，其结构的组成为电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路，最后输出一个稳定的直流电压。所谓的串联型稳压电路，实际上就是在输入直流电压与负载之间串联一个调整三极管，当U1或RL波动引起输出电压Uo变动时，Uo的变化将反映到三极管的输入电压Ube，于是Uce也随之改变，从而调整Uo，保持输出电压基本稳定。经过multisim软件的仿真和实验室的操作，基本上能输出一个稳定的直流电压，符合设计的目的、要求。

二、设计目的

学习电子系统的一般方法，要求学会选择变压器，整流二极管，滤波电容以及三极管来设计直流稳压电源；掌握稳压电源的主要参数；掌握multisim仿真软件的应用；掌握常用元器件的识别和测试；熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。

三、设计要求和技术指标

3.1设计基本要求

（1）设计一个输出12V的直流稳压电源,且在一定范围连续可调；

（2）稳压电路要加有放大环节以改善稳定性；

（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；

（4）要求汇出原理图；

（5）在实验室中能根据原理图进行插板；

3.1技术指标：

（1）输入交流电压：220V，50Hz

（2）输出直流电压：

o

u9~15v

（3）输出电流：o I≤300mA

（4）稳压系数：o R<0.1Ω

四、电路组成

稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图所示：

电网供给的交流电压（220V，50Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，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。但这样的直流输出电压，还是会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流要求比较高的场合，还需要使用稳压电路，保证输出直流电压更加稳定。

调整管VT接在输入直流电压与输出端负载电阻之间，当输出电压发生波动时，调整管的集电极电压产生相应的变化，使输出电压基本保持稳定。采样电阻R1 R2 R3 ，当输出电压发生变化时，采样电阻对变化量进行采样，并传送到放大电路的反相输入端。基准电压由稳压管VDz提供，接在放大电路的同相输入端。放大电路VT2将采样电阻送来的变化量进行放大，然后传送到调整管的基极。

五、电路方案设计

采用运放作为放大电路

电路的解释：

图中，变压器的作用是降压； D 1~D 4的作用是整流；电解电容的作用是滤波。 电路包括四部分：采样电阻，放大电路，基准电压，调整管。 （1）采样电阻

由电阻R 1,R 2和R 4组成，当输出电压发生变化时，采样电阻对变化量进行采样 并传送到放大电路的基极。 （2）放大电路

比较放大器U 1的作用是将采样电阻送来的变化量进行放大，然后传送到调整管 的基极。

（3）基准电压

基准电压由稳压管D 1提供，接在比较放大器的发射极。 （4）调整管

在电路中调整管由Q 1的三极管构成。调整管Q 1接在输入直流电压，U I 与输 出端得负载电阻R L 之间，当输出电压发U 0生波动时，调整管的集电极电压产 生相应的变化，使输出电压基本保持稳定。

六、电路参数计算、元件选择及仿真

（1）确定次级电压V V U U O I ）（23~18)8~3(max =

+= ，取V U I 23= 考虑电网10%的波动：V U U I 212.1/1.12=⨯= ，取V U 222= 则变压器匝数比为1:10::2121==n n U U

（2）确定整流滤波电路参数: ①D1~D4的选择

桥式整流电路流过每个二极管的直流电流ID 为最大负载电流的二分之一，则 有

mA I I I O CM D 2253005.121

)5.1(2121max =⨯⨯=⨯==

当电网电压升高10%时，每个管承受的最大反相电压为：

V U U RM 33

2121.121.12=⨯⨯=⨯⨯= 经查询，选取1B4B42 ，最大负载电流1A ，最大反相电压100~600V 。

②电容的选取

c

c V t I c ∇⨯=

I C

为滤波电容放电电流，一般可取最大负载电流300mA

V C

∆为滤波电容上电压在平均值上下波动量

V V V C 6.42.023=⨯=∆ 取 V V C 5=∆

T 为电容放电时间，因用桥式整流，最大放电时间可取交流电源的半周期10ms 。

F C μ600501

.03.0=⨯=

因为仿真软件中没有600µF 的电容，所以我们最终选取耐压30V ，容量为680µF

的电解电容。

（3）调整管的选取： 集电极最大允许电流 ：

mA I I L CM 4503005.11max =⨯=⨯= 集电极和发射极之间的最大允许反向电压 ：

V U U C E O BR 34.22221.121.12)(=⨯⨯=⨯≥

集电极最大耗散功率P CM ：

11.35W 45.0)9222.11.1()(min Im =⨯-⨯⨯=-≥CM O ax CM I U U P

经查询取 2N3441 ：

V U CEO BR 160)(= A I CM 3= W P CM 25=

（4）稳压管的选取：

经均衡，选取稳压管1N4736A ： 参数为

V U Z 8.6= mA I z 33max = mA I z 5min =

CM

I U CEO BR )(