开关稳压电源设计实验报告材料

模电课程设计报告

一．设计题目

开关稳压电源

二．设计技术参数要求

输入电压在10到15V之间，输出电压稳定在7V。最优指标为10%。

三．设备、仪器及器件清单

仪器类：

1.信号源：函数信号发生器一台

2.电源：直流稳压电源一台

3.示波器一台

4. 万用表、面包板各一块

元器件类：

1. 9013三极管 1个

2.电阻： 10K,47KΩ，1.2KΩ，1KΩ,电位器等

3.电容：100μF

4.电感100uh

5.导线若干

测试条件：

频率为1KHZ，幅度为10V的三角波，输入电压从10V至15V。

四．电路图或仿真图

仿真电路图（1-1）

实物连接（1-2）五．原理介绍

首先让我来介绍我们的实验：我们的实验名字叫开关稳压电源。“开关”两字正是我们所要表达的核心内容。开关的意思是调整管工作在开关工作状态。在我们的电路图中三极管正是工作在这种开关的状态才能稳定输出电压的。

三极管在仿真电路中的工作状态（1-2）

这里有两个运放LM324N，U1的2脚用来输入三角波，为什么用三角波呢？通过以前的理论知识我们知道我们可以利用三角波经过比较器来产生方波，并能改变它的占空比，从而可以直接控制三极管的饱和和截止状态。上图示波器的波形中高电平意味着三极管工作在饱和状态，低电平表示三极管工作在截止状态。

我们知道如果我们要想起到稳压作用必须有反馈信号来检测我们的负载电压是否符合要求。所以我们在这里设计了一个检测电压信号的反馈系统。R2和R3是两个滑动变阻，我们通过调节R2和R3的电阻比值和基准电压来实现数据的搭配用以稳定负载电压在七伏。我们经过理论上的计算如果U2的第三脚的基准电压取5V，那么我们的采集电压也应设定在5V。因为输出电压要求稳定在7V，所以R2：R3=2:5。因为只是采集电压所以我们尽量给它大点的电阻，减小对负载的影响。电感L起到储能作用，电容C起到滤波作用。因为有反馈信号所以理论上LC越大越好。这里我们取的L=100uf。二极管起续流作用，电感放电经过二极管形成回路。

滞回比较器图

运放之间我们用的是具有滞回特性的比较器。因为在multisim10仿真软件中，运放工作在比较理想的情况下，输出电压可以达到几千伏，而且上升沿和下降沿时间比较明显。有了滞回比较器我们就可以消除电压变化的时间的影响并且控制运放的输出电压。在实际的电路中本我们也需要用到这一功能，因为在信号传输过程中会掺入许多干扰信号，这样会造成输出信号频繁上下波动的不良情况。为了使运放LM324N的输出电压能够得到控制，所以在实际当中也必须添加进去。

仿真电路的输出电压（1-3）

六．相关理论介绍

1.具有滞回特性的比较器（在电压允许范围内可以使输出电压快速

由低电平跳至高电平或由高电平跳至低电平)

传输特性

根据上面的公式，当Ur接入电压时它的输出端的电压值不变，改变的是它的门限值，从而扩大它的比较值的范围，消除其他信号的干扰。

2.三极管的开关状态

三级管分为三种状态（截止、放大、饱和）

为此为了使三极管工作在开关状态我们把集电极的上拉电阻去掉，减小集电极的分压，使输入端的电压尽可能多的供给输出端。

三极管基极的工作状态

七．测试数据分析

以下使我们的实验结果：

实际电路连接

经过以上测试的数据正符合我们想要达到的目的，所以我们的实验电路完全符合提议要求。

八．各元件的作用

①9013三极管：放大倍数200左右。它是整个放大电路的核心器

件，而我们用的是他的截止和饱和状态。没有三极管我们的电路就不会产生稳压功能。

②分压偏置电阻R1R2:2KΩ5KΩ。用于采集输出的电压信号，反

馈给运放的第三脚。进行电压的比较。

③LM324N：我们的运放LM324N在这个电路中起到的是比较的作

用而非放大。左边的是用来比较

实验体会

在这次的模拟电子电路课程设计中，我们有得到了许多收获。我要说的是：要想做成一个实验，自己的态度决定了一切。如果你想做好一个项目，知识不会不怕，就怕自己不去探索，不去寻找。我们在这次课程设计中，付出了好多，不管实验的简单与否，都需要我们用心去完成，否则就是失败的实验。有时就是坐在那里想问题两个小时不知不觉的就过去了。

在做一个实验前，我们必须学会怎样灵活运用仿真软件。因为这是一个走向成功的捷径。仿真的电路运行结果与你想要的结果相一致，那么你离成功就不远了。完成项目的最主要的也是最核心的步骤就是调试。因为实际中的电路毕竟受许多条件的影响，也会产生杂乱的信号，我们的实验结果就远离了预期的了。就比如我们的实验结果：按道理来说输出的是个直流信号，是可以用示波器来检测的到的，但当我们在负载加上示波器时，示波器上显示的是在7V 附近毫无规律的杂波信号，这些信号来自于三极管、互感线圈、LM324N等的影响。当我们用万用表来检测输出电压时正好是7V。

通过为期八周的电子课程设计，我们学到了很多。平常我们要学会积累些常用的小知识，在大赛中，查找问题不慌不乱，做到厚积薄发。虽然这个实验有点缺点，不算太理想。但这将是我们为以后参加各种电赛做的做好的铺垫。

模电实验设计报告

院系:电子与自动化学院

班级：电子1102班

姓名：耿广圩

学号：201115028

日期：2012年10月

同组人员：许世维张德杰

实验内容：开关稳压电源