直流稳压电源课程设计.docx
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直流稳压电源课程设计
1、绪论——————————————————————-2
2、设计指标及要求-----------------------------------2
3、内容摘要-----------------------------------------3
4、关键词-------------------------------------------3
5、方案比较与论证----------------------------------4-5
6、电路设计原理、参数计算、器件选择----------------5-9
7、方案的优点和缺点---------------------------------9
8、注意事项-----------------------------------------9
9、课程设计的心得体会------------------------------9-10
10、元器件清单及相关参数----------------------------10
11、参考文献----------------------------------------11
直流稳压电源的设计
1、绪论
在我们的学习工作中，电子电路的应用，通常都需要电压稳定的直流电源供电。
在电路运用日趋广泛的情况下，独立运用一个集成电路中的某一部分的元件运用逐渐减少，因此本设计的主要在于桥式整流电路、滤波电路、稳压电路的运用和选择上，再设计和运用的过程中有着一定的局限性。
本课程设计中为了能够使所用的元件参数有根有据，有相应的计算公式代入进行理想计算。
本课程实际的目的是给具体的设计制作调试提供一个参考，共同进行讨论。
所用方法并不是唯一的，一起讨论一起实践，以期赢得共同进步。
本次课程设计在设计和制作时以、《电子技术工艺与设计基础》、《电路分析》、《模拟电子技术基础》、《常用电子元件手册》等课程知识为基础。
2、设计指标及要求
在输入交流电压220V，50Hz，电压变化X围±10%的条件下
（1）、输入电压VL=11V±1V连续可用
（2）、最大输出直流电流IL（max）=200mA
（3）、稳压系数Sv≤0.05
（4）、电源电阻ro≤0.2Ω
3、内容摘要
在学习工作研究中，电子电路通常都要用电压稳压的直流电源供电，该稳压电源可连续调节，弥补了传统稳压电源的不足。
通常的小功率稳压电源的组成可以由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。
在直流稳压电路中，常用集成三端稳压器作为稳压器件，其具有体积小、价格低、稳定性高等优点，但其输出电压实际值误差较大，因此本设计完善解决该问题。
Inthestudy，works.Intheelectroniccircuit，usuallyallwanttousevoltagestabilityofthedcpowersupply,Theregulatedpowersupplycanbecontinuousadjustment,makeupforthedeficiencyofthetraditionalstabilizedvoltagesupply.Usuallythesmallpowervoltagestabilizerposedofthepowertransformers,voltagecircuit,filterandfourponents.Indcvoltagestabilizer,monlyusedthreeendstabilizerasregulatorsintegrateda,ithassmallvolume,pricelow,stability,andadvancedadvantage,butitistheoutputvoltageoftheactualvalueerrorisbigger,sothisdesignperfectsolutiontotheproblem.
4、关键词
稳压电源，直流，滤波，稳压，串联式。
5、方案比较与论证
在设计中，主要原理是：
电源变压器将交流电220V的电压变为要求所需的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。
由于此脉动直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路滤除，得到平滑的直流电压。
但这样的电压还随交流电源电压波动（一般有±10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。
稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。
如图所示
图1-1稳压电源的构成图
图1-2整流及稳压过程
方案一：
由分立元件构成串联式直流稳压电源。
稳压部分采用串联式稳压电路，其电路结构比较简单，成本较低，试验容易实现，可满足全部的设计要求，而且所需内容与我们所学基础知识可以紧密结合。
方案二：
由三断集成稳压器构成直流稳压电源。
稳压部分采用三端集成稳压器，电路及其简单，采用集成块，先进，但造价香比方案一要高，与所学基础知识结合不紧密，其具有体积小、价格低、稳定性好、输出电压可调等优点，但它的输出电压实际值的误差较大。
方案三：
用开关式直流稳压电源。
其优点是效率高。
其缺点是电路复杂与所学基础知识结合不紧密。
综合考虑所述，采用方案一。
6、电路设计及原理与参数计算及器件选择
（1）、电路如下图所示
（2）、确定变压器的次边电流I2及功率P2.
设ν1=
V1sinωt（v）=
·220sin2πft=
·220sin（2π·50t）（v）
ν2=
V2sin（2π·50t）（v）
ν1为标称值时，V1=220v——V2——VI
ν1波动率为+10%时,V1（max）=1.1V1——V2（max）=1.1V2——VI（max）=1.1VI
ν1波动率为-10%时,V1（min）=0.9V1——V2（min）=0.9V2——VI（min）=0.9VI
VL——VI——V2
若使T1不进入饱和区，则必须满足
Vce1>2Vces
VI（min）-VL（max）≥Vces
即0.9VI-12≥2*1
∴VI≈16v
不带负载时，VI=
V2带负载时，VI=（1.1~1.3）V2
此时取VI=1.2V2则V2=VI/1.2=16/1.2≈13.5v
P=V2·I2,一般情况下，I2=1.2II（max）而II（max）=1.5IL
故I2=1.2·1.5·200=360mA
P2=V2·I2=13.5v·360mA≈5w
综上所述，选定功率为15w，次级具有18v抽头的电源变压器。
（3）、确定整流滤波电路参数
①、选定4只二极管
根据导通时的平均功率及二极管承受反向电压时的最大电流选定二极管。
由ID≥（1/2）·II（max）=（1/2）·1.5·200=150mA
VRm≥
V2（max）=
·1.1V2≈21v
可选定4只二极管的型号为2DP4（ID=500mA,VRm=600v）
②、选定C
根据RL′·C≥（3~5）·（2/T）
Ri=VI/II=16v/II（max）=16/（1.5·200mA）≈54Ω
RL′=Ri=54ΩT=1/f=1/50
C≥（5/2）T/Ri=（5/2）（1/50）/54=925μf
可选定C为1000μf/30v
③、确定T1，T1′
对T1,由V（BRCEO1）>VI（max）-VL（min）=1.1·16-0=17.6v
ICM1>IL（max）=1.5·200=300mA
PCM1≥V（BRCEO1）·ICM1=17.6·300mA=5.28w
可选定大功率管为3DD01（V（BRCEO）=100v,ICM=1A,PCM=15w）
对T1′,由V′（BRCEO1）=17.6v
I′CM1=ICM/β=300/50=6mA
P′CM≥17.6v·6mA=105.6mw
可选定小功率管为3DG4E（V（BRCEO）=30v,ICM=300mA,PCM=300mw）
④、确定基准电压参数
选定DZ,RZ.
由VBE2+VZ=（R2′/（R1′+R2′））VL=n·VL（0.5VL=（（R1′+R2′）/R2′）（VBE2+VZ）=（R1+RW+R2）（VBE2+VZ）/R2′
取n=R2′/（R1′+R2′）=0.6
则可得VZ=n·VL-VBE2=0.6·11-0.7=5.9v
可选DZ为2CW7C（VZ=5v~6.5v,Iz（min）=10mA,Iz（max）=38mA）
由（VL（max）-VZ）/RZ（VL（min）-VZ）/RZ>IZ（min）
可得（VL（max）-VZ）/IZ（max）即（12-5.9）/38mA=160Ω可选RZ=250Ω
、确定Rc2，T2
选T2与T1′相同
取Ic2=1mA
Rc2=（VI-（2VBE+VL））/Ic2=3.6kΩ
、确定取样电阻RW=1kΩ，
由VL（max）=（（R1+RW+R2）/R2）（VBE2+VZ）
VL（min）=（（R1+RW+R2）/R2+RW）（VBE2+VZ）
即12=（（R1+R2+1）/R2）·（0.7+7）
10=（（R1+R2+1）/（R2+1））（0.7+7）
从而解得R1=3kΩ，R2=5kΩ，
故选定R1=3kΩ，R2=5kΩ，RW=1kΩ。
（4）、验证SV，ro,（SV<0.05，ro≤0.2Ω）
SO=（△VL/VL）/（△VI/VI）／RL恒定=（1/n|AV2|）（VτVL）
RO=|△VL/IL|／VI恒定≈（RC+rbe1）/β1n|AV2|（n=R1′/（R1′+R2′）
AV2=β2RC2/{R1′∥R2′+rbe1+（1+β2）r2}
7、方案的优缺点及实用价值
优点：
1、技术成熟
2、电路简单
3、稳压性能好
4、完全可满足技术指标
5、成本较低
缺点：
1、效率低（浪费能源，实际只能使用30%-40%左右。
）
8、注意事项
在安装时，应先安装比较小的元件，先安装整流电路，再安装稳压电路，最后安装滤波电路（电容）。
安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。
经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，最后通电后用万用表检查。
9、课程设计心得体会
通过这次的课程设计了解了电源制作的整个过程，还有其工作原理，在和课本上的知识对照更加理解了直流稳压电源的原理。
但还是不是很熟悉，要继续深层次的加深理解。
通过这次的课设方案，我了解了直流稳压电源的方案论证和模块之间的联系以及元器件的选取，让我们更加进一步的了解直流稳压电源的工作原理和它的性能指标。
这就要求我们要善于变通，用不同的角度来考虑问题从而达到预定的效果。
这次设计之后，我认识到自己只有在实践中才能真正的了解电路了解自己的知识储备程度，加深了对电子，电工知识的理解。
名称
型号
数量（个）
二极管
2DP4（ID=500mA,VRm=600w）
4
电解电容C
1000μf/30v
1
三极管T1
3DD01（V（BRCEO）=100v,ICM=1A,PCM=15w）
1
三极管T1′
3DG4E（V（BR）CEO=30v,ICM=300mA,PCM=300mw）
1
稳压二极管DZ
2CWTC（VZ=5v-6.5v,Izmin=10mA,Izmax=38mA）
1
稳压电阻RZ
250Ω
1
取样电阻RW
1kΩ
1
电阻R1
3kΩ
1
电阻R2
5kΩ
1
电阻RC2
3.6kΩ
1
三极管T2
3DG4E（V（BR）CEO=30v,ICM=300mA,PCM=300mw）
1
10、元器件清单及相关参数
实验所需设备：
万用表，示波器，电流表等。
11、参考文献
（1）、李贵栓、董民政《电子技术工艺与设计基础》XX大学2001.12
（2）、康华光《电子技术基础-模拟部分（第五版）》高等教育2006.1
（3）、阎石《数字电路技术基础（第五版）》高等教育2006.5
（4）、《常用电子元件手册》
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