串联型直流稳压电源的设计

题目：串联型直流稳压电源的设计校名：福州大学至诚学院专业：电气工程及其自动化年级班级：09级（3）班姓名学号：邹南国210992146同组者：黄志伟210992112指导老师：林雪健、卓琳妹、吴传武目录一、设计指导要求..........................................................................................................................3二、直流稳压电源的方框图..........................................................................................................3三、串联型直流稳压电源部分电路图..........................................................................................4四、串联型直流稳压电源电路图及工作原理..............................................................................4五、电路设计..................................................................................................................................6六、安装调试及测试数据处理......................................................................................................7七、结论..........................................................................................................................................9八、设计总电路图..........................................................................................................................9九、心得体会................................................................................................................................10十、参考文献................................................................................................................................10一、设计指导要求1、直流输出电压Uo=15V，可调15+5V。2、最大输出电流Iomax=200mA3、稳压系数r=0.05以下（当电网波动+10%时）4、输出电阻r=0.55、输出纹波电压=5mV6、输出电流Io=300mA时启动过载保护7、工作温度—20℃~~40℃二、直流稳压电源的方框图三、串联型直流稳压电源部分电路图四、串联型直流稳压电源电路图及工作原理工作原理：单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电；整流后的电压脉动较大，需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电；滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行；将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化，从而提高设备的稳定性和可靠性，保障设备的正常使用；关于输出电压在不同档位之间的变换，可以将稳压电源的电压设置为标准电压再对其进行变换，电压在档位间的调节可以通过电位器来进行调节，从而实现对输出电压的调节。五、电路设计1、选择电源变压器（1）确定副边电压U2:根据性能指标要求：Uomin=0VUomax=15V又∵Ui-Uomax≥(Ui-Uo)minUi-Uoin≤(Ui-Uo)max其中：（Ui-Uoin）min=3V，(Ui-Uo)max=40V∴18V≤Ui≤40V此范围中可任选：Ui=20V=Uo1根据Uo1=(1.1～1.2)U2可得变压的副边电压（2）确定变压器副边电流:I2∵Io1=Io又副边电流I2=(1.5～2)IO1取IO=IOmax=1A则I2=1.5*1A=1.5A（3）选择变压器的功率变压器的输出功率：PoI2U2=26.1W2、选择整流电路中的二极管∵变压器的副边电压U2=17.39V∴桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：VU6.2422桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：AIo5.0212查手册选整流二极管IN4007，其参数为：反向击穿电压UBR=50V24.6V最大整流电流IF=1A0.5A3、滤波电路中滤波电容的选择滤波电容的大小可用式求得。（1）求ΔUi:ioUtIC根据稳压电路的的稳压系数的定义：设计要求ΔUo≤5mV，SV≤0.05Uo=0V～15VUi=20V代入上式，则可求得ΔUi（2）滤波电容C设定Io=Iomax=1A，t=0.01S则可求得C。电路中滤波电容承受的最高电压为VU6.2422，所以所选电容器的耐压应大于25V。六、安装调试及测试数据处理安装要求：用晶体管、集成运算放大器、电位器、电容组成串联型直流稳压电源。调试中故障分析与排除：开始纹波系数为100mV左右，经分析是电容滤波作用不明显，后面通过并电容的方式，增大电容容量，将纹波系数将为31mV。测试数据：1、电压变化范围：10.1V~18.5V2、空载，Uo=12VBCET112.6V20.0V11.8VT213.2V20.0V12.6ViiooVUUUUST38.0V13.2V7.35VT40V13.2V0V3、带载，Uo=12V，Io=200mABCET112.57V18.1V11.8VT213.2V18.1V12.57VT37.63V13.2V7.43VT40V13.2V-0.62V4、当I01=120mA时U01=12.02V；当I02=150mA时U02=12V。r0=0.02/0.030=0.667Ω5、稳态系数Sr的测量，当U2=18.7V，I0=200mA时，2U=18.7VoU=12.05VIU=21.2V2U=17VoU=11.99VIU=19V求得rS=0.0436、当U2=17VI0=200mA时，输出纹波电压为：Uo=73.0mV7、带载，U2=17V，Vrp=12V，Io=300mAUo=6.67VBCET17.60V17.00V7.00VT28.23V17.00V7.60VT34.47V8.20V7.00VT40.0V8.20V-0.63V七、结论1、通过前面的计算，已经得到了所有元件的参数。这样就得到完整的稳压电源电路图，这里计算其实都还只是初步的参数，实际组装完毕后应该仔细测量电源的各项指标是否符合要求，各部分元件工作是否正常。如果发现问题，应该根据实际情况作出调整。根据调整结果来修正原理图中的电路参数，最终完成稳压电源的设计。2、由于串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节，当需要改变输出电压时必须更换稳压管，造成电路的灵活性差；同时由输出电压直接控制调整管的工作，造成电路的稳压效果也不够理想。所以可以对稳压电源进行改进，增加一级放大电路，专门负责将输出电压的变化量放大后控制调整管的工作。整个控制过程是一个负反馈过程，这样的稳压电源叫串联负反馈稳压电源对其进行改进。八、设计总电路图九、心得体会通过这次设计，我从中获得了很多有用的东西。在上课时没听懂的知识，就从实践环节中探索了解，对理论知识的有力补充。从理论课——元器件选择——电路板布局布线——测试并记录——答辩，这一系列环节都能学到新知识。像在测试环节，查找不出问题所在，但在老师的细心指导下，很快的发现了问题，并解决问题。电路板布局布线也同样考验我们的细心与动手操作。所以没有查不出的错，只有不够仔细的检查。在解决问题的过程中不仅让我学到了新的知识，还让我明白了之后实践中所要注意的事项以及心态。我在此特别感谢学校给了我这次动手实践的机会，感谢指导老师帮助我完成这次课程设计十、参考文献1、童诗白、华成英，模拟电子技术基础（第四版），高等教育出版社，2006