直流穩(wěn)壓電源

1、蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院課程設(shè)計設(shè)計題目： 直流穩(wěn)壓電源專業(yè)班級： 09電子信息工程學(xué)生姓名： 姚鴻德學(xué)生學(xué)號： 20090253指導(dǎo)教師： 李貴栓設(shè)計時間： 2011年4月1日電 信 工 程 系目 錄 1緒 論 2設(shè)計內(nèi)容及要求 3方案設(shè)定 4電路設(shè)計及原理與參數(shù)計算及器件選擇 5注意事項 6安裝與調(diào)試 7性能測試與分析 8課程設(shè)計心得體會 9元器件清單及相關(guān)參數(shù) 10參考文獻直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計1、緒論在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電，其次，在電子設(shè)計中，對于初學(xué)者來說，首先要打好基礎(chǔ)，應(yīng)該先試著設(shè)計比較基礎(chǔ)的東西，并且要與我們所學(xué)知識內(nèi)容相緊密聯(lián)系，所以我將設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源2

2、、設(shè)計內(nèi)容及要求 輸出直流電壓VL=12v±2v,連續(xù)可調(diào)； 輸出直流電流 IL=200mA; 調(diào)壓系數(shù)Sv0.05; 電源電阻r00.1; 交流電網(wǎng)電壓：50Hz,220v±10% 。3、方案設(shè)定在制作中，主要原理是：電源變壓器將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗璧碾妷褐?，然后通過整流電路將交流電壓變成脈動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動（一般有±10%左右的波動）、負(fù)載和溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動、負(fù)載和溫

3、度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。如下圖所示圖1-1穩(wěn)壓電源的構(gòu)成圖 圖1-2整流及穩(wěn)壓過程方案一：穩(wěn)壓部分采用串聯(lián)式穩(wěn)壓電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，容易實現(xiàn)，可滿足全部設(shè)計要求，所需內(nèi)容與我們所學(xué)基礎(chǔ)知識緊密結(jié)合。方案二：穩(wěn)壓部分采用三端集成穩(wěn)壓器，電路極其簡單，采用集成塊，先進，但造價比方案一高，與所學(xué)基礎(chǔ)知識結(jié)合不太緊密：它具有體積小、價格低、穩(wěn)定性較好、輸出電壓可調(diào)和保護功能較完善等優(yōu)點，但它的輸出電壓實際值的誤差較大，不能滿足某些場合的特殊要求。綜合2種方案的優(yōu)缺點：決定選用方案一4、電路設(shè)計及原理與參數(shù)計算及器件選擇電路如上圖所示確定變壓器的次邊電壓V2及功率P.設(shè)1=V1sint(

4、v)= *220sin2ft=*220sin(2*50t) (v) 2 =V2sin(2*50t) (v)1為標(biāo)稱值時，V1=220vV2VI1波動率為+10%時, V1(max)=1.1 V1V2(max)=1.1 V2VI(max)=1.1 VI1波動率為-10%時, V1(min)=0.9 V1V2(min)=0.9 V2VI(min)=0.9 VIVLVIV2若使T1不進入飽和區(qū)，則必須滿足Vce1（1.5 2）Vces=2 Vces VI(min)- VL(max) Vces 即0.9 VI-132*1 VI=16.7v 不帶負(fù)載時，VI=V2帶負(fù)載時，VI=(1.11.3)V2此時

5、取VI=1.2V2 ,則V2= VI/1.2=16.7/1.2=14vP= V2*I2 ,一般情況下，I2=1.2 II(max) 而II(max)=1.5IL 故I2=1.2*1.5*200=360mA P= V2*I2=14v*360mA=5.04w 綜上所述，選定功率為15w,次邊有18v抽的電源變壓器。 整流濾波電路參數(shù)的確定。 選定4只二極管 根據(jù)導(dǎo)通時的平均功率及二極管承受反向電壓時的最大電流選定二極管。 由ID(1/2)* II(max)=(1/2)*1.5*200=150mA VRm V2(max)= *1.1 V2=21.6v 可選定4只二極管的型號為2DP4（ID=500m

6、A, VRm=600v ） 選定C1根據(jù)RL·C1（35）·(2/T) Ri=VI/II=16.7v/ II(max)=16.7/(1.5*200mA)=56 RL= Ri=56 T=1/f=1/50C1(5/2)T/ Ri=(5/2)(1/50)/56=892f故可選定C1為1000f /30v 確定T1 ，TI對T1,由V (BR)CEO>VI-VL(min)=1.1*16.7-11=7.4v ICM1 >IL(max)=1.5 *200=300mA PCMV(BR)CEO·ICM=7.4*300mA=2.3w 可選定大功率管為3DD01B(V (

7、BR)CEO=100v ,ICM=1A, PCM=15w)對T1 ,由V (BR)CEO=7.4v ICM1= ICM/=300/50=6mA PCM7.4v*6mA=44.4mw 可選定小功率管為 3DG4E(V (BR)CEO=20v ,ICM=20mA, PCM=300w) 確定基準(zhǔn)電壓參數(shù)選定DZ,RZ. 由VBE2+VZ=(R2/(R1+R2)VL=nVL (0.5<n<0.8) VL= (R1+R2)/ R2)( VBE2+VZ)=(R1+RW+R2)( VBE2+VZ)/ R2取n= R2/(R1+R2)=0.6 則可得VZ= nVL- VBE2=0.6*12-0.7

8、=6.5v 故選DZ為 2CWTC (VZ=5v6.5v, Izmin=4mA, Izmax=38mA)由（VLmax-VZ）/RZ<IZmax （VLmin-VZ）/RZ<IZmin 可得（VLmax -VZ）/ IZmax< RZ<（VLmin-VZ）/ IZmin 即（13-6.5）/38mA< RZ<（11-6.5）/10mA 故選RZ=390 確定取樣電阻 RW=1k， 由VLmax=(R1+RW+R2)/R2)( VBE2+VZ) VLmin=(R1+RW+R2)/R2+RW)( VBE2+VZ) 即13=(R1+R2)/R2)（6.5+0.7）

9、 11=(R1+R2+1)/（R2+1）)（6.5+0.7） 從而解得 R1=3 k，R2=5 k， 故選定R1=3 k，R2=5 k，RW=1k。 驗證SV ， ro, （SV<0.05 ， ro<0.1） SO=(VL/VL)/( VI/VI)RL恒定=(1/ n|AV2|)(VVL) RO=|VL/IL|VI恒定(RC+rbe1)/1 n|AV2| (n= R1/( R1+R2) AV2=2RC2/ R1R2+ rbe1 +(1+2)r25、注意事項安裝時，先安裝比較小的元件，應(yīng)先安裝整流電路，再安裝穩(wěn)壓電路，最后安裝濾波電路（電容）。安裝時要注意，二極管和電解電容的極性不要

10、接反。經(jīng)檢查無誤后，才將電源變壓器與整流濾波電路連接，通電后用萬用表檢查6、安裝與調(diào)試（使用MULTISIM調(diào)試）按電路設(shè)計圖(圖2)所示，制作好電路板。7、性能測試與分析 輸出電壓與最大輸出電流的測試8、課程設(shè)計心得體會在沒接觸過焊接技術(shù)時候想當(dāng)然的認(rèn)為很容易，誰知道自己要查資料，自己買元件，自己焊接，自己調(diào)試。自己找錯誤。有許多曾經(jīng)沒有遇到過的事情，但還是自己通過努力做好了。通過這次的課程設(shè)計了解了電源制作的整個過程，還有它的工作原理，在和課本上的知識對照更加理解了電源的原理。通過仿真軟件對其仿真，檢查錯誤等，也使得對此軟件有了一個了解。但還是不是很熟悉要繼續(xù)深層次的加深理解多運用軟件進行

11、電路的仿真。通過這次的課設(shè)方案，了解了直流穩(wěn)壓電源的方案論證和模塊之間的聯(lián)系以及元器件的選取，讓我們更加進一步的劉杰直流穩(wěn)壓電源的工作原理和它的性能指標(biāo)。但在購買元器件的過程中有很多的不便，比如沒有預(yù)定的原件或者原件的性能不符等，這就要求我們要善于變通，用不同的角度來考慮問題從而達到預(yù)定的效果。這次設(shè)計之后，我認(rèn)識到自己只有在實踐中才能真正的了解電路了解自己的知識掌握程度，加深對知識的理解程度。9、元器件清單及相關(guān)參數(shù)名稱型號數(shù)量 （個）二極管2DP4（ID=500mA, VRm=600w）4電解電容 C11000f /30v1三極管 T13DD01B(V (BR)CEO=100v ,ICM=1A, PCM=15w)1三極管 T13DG4E(V (BR)CEO=20v ,ICM=20mA, PCM=300w)1穩(wěn)壓二極管 DZ2CWTC (VZ=5v6.5v, Izmin=4mA, Izmax=38mA)1穩(wěn)壓電阻 RZ3901取樣電阻 RW1k1電阻 R13 k1電