串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源方案與仿真

1、模擬電路課程設(shè)計報告設(shè)計內(nèi)容:串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計一個輸出電壓在615V可調(diào)的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源，將市電（220V/50HZ的交流電經(jīng)電源變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路后轉(zhuǎn)變?yōu)?15V的直流穩(wěn)定電壓。目錄一：設(shè)計要求二：直流穩(wěn)壓電源原理描述三：設(shè)計步驟及電路元件選擇四：各模塊電路圖及其仿真結(jié)果五：總的電路圖及其仿真結(jié)果六：總結(jié)一：設(shè)計要求設(shè)計一個最大負(fù)載電流100mA左右，輸出電壓在615V可調(diào)的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源，將市電（220V/50HZ的交流電經(jīng)電源變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路后轉(zhuǎn)變?yōu)?15V的直流穩(wěn)定電壓。二：直流穩(wěn)壓電源原理描述電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流

2、電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。圖1）直流穩(wěn)壓電源框圖圖（2單相橋式整疣電路J-團(tuán)電容濾波電賂-220V511/工U.2口Rw調(diào)整環(huán)節(jié)輸入直流電壓（不穩(wěn)定）比較放大環(huán)節(jié)取樣環(huán)節(jié)輸出直流電壓（穩(wěn)定）竟準(zhǔn)環(huán)節(jié)&EFJ_I三圖（4具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖5）串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路圖直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框圖如圖1）所示。電網(wǎng)供給的交流電壓U（220V,50Hz1 經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓U，然后由整2 流電路變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓U，再用濾波3 器濾去

3、其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓U。但這樣的直I流輸出電壓，還會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負(fù)載的變動而變化。在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。圖2）,3），4）串聯(lián)起來就組成了具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路圖，即圖5），其整流部分為單相橋式整流、電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它由調(diào)整元件晶體管QI,Q2組成的復(fù)合管）；比較放大器集成運(yùn)放A）；取樣電路R、R、R，基準(zhǔn)電壓D、R等組成。整個穩(wěn)壓電路是一個具243Z1有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載變動引起輸出直流電壓發(fā)生變化時，取樣電路取出輸出電壓

4、的一部分送入比較放大器，并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號經(jīng)比較放大器放大后送至調(diào)整管的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補(bǔ)償輸出電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。三：設(shè)計步驟及電路元件選擇設(shè)計過程采用模塊化進(jìn)行，先依次設(shè)計好各模塊電路及仿真無誤后，再將它們串聯(lián)起來組成總的電路圖；電路元件選擇：1：Ui的確定Ui二Uo+Uce,因為Uomax=15V,UceUces=l2V,取Uces=2V,所以Ui=Uomax+Uces=17V。2:調(diào)整管的選擇Ucemax二Ui-Uomin=17-6=11V，查表選擇D42C3，為擴(kuò)大輸出電流范圍，采用D42C8和D42C3構(gòu)成的復(fù)合管。3：穩(wěn)壓二極管

5、Dz的選擇Uz小于等于Uomin=6V,所在選用ZPD5.1穩(wěn)壓管，參數(shù)為Uz=5.18V,Iz=110mA；4：電阻R1的選擇U=Ui-Uz=17-5=12V,I取10mA,R1=U/I=1.2k,R1取1k。R1R1R1R15:集成運(yùn)放的選擇因為本電路對集成運(yùn)放要求不高，所以選用通用型集成運(yùn)放；6：濾波電容C1的選擇為提高濾波效果，C1選用470uf的電解電容；7：取樣環(huán)節(jié)的電阻R2，R3，R4的確定Uomax=(R2+R3+R4*Uz/R3Uomin=(R2+R3+R4*Uz/(R3+R4其中R4為最大阻值為1Ko的滑動變阻器，Uz=5.18V,Uomax=15V,Uomin=6V,聯(lián)立

6、方程，可求得R2=264ohm,R3=666ohm。8：U2及變壓器的確定對于全波整流電路，Ui=1.2U2,所以U2=Ui/1.2=14V,所發(fā)選用變比為10：1的變壓器，再通過電阻分壓后得到14V電壓；9：整流二極管的選擇U1.1*1.414*U2=1.1*1.414*14=22V,查表選用1B4B42Rm四：各部分電路圖及其仿真結(jié)果1電源變壓器電路圖及其仿真結(jié)果電源變壓器將交流市電220V/50HZ)電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2=XSC1XSC2,AGG2-1.978BBSOohm13.9B5!：10TOITSAUDIOAB回岡療1電源變壓器電路-140ohm311.13Y50H?

7、QDegUN接整猛電路-l=l-320JD22單相橋式整流電路圖及其仿真結(jié)果整流電路的任務(wù)是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的電壓電路圖：=GB1koh!：U213.8VA0H;AE：2整譚電路亠亞回岡11.432UH11B4B42仿真結(jié)果：3電容濾波電路圖及其仿真結(jié)果電路圖：仿真結(jié)果：濾波電容C=22uf濾波電容C=470uf時4具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖及其仿真結(jié)果五：總的電路圖及其仿真結(jié)果通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R4的阻值可得到615V穩(wěn)定的直流電壓口問岡II1GABXSC1.D42CEr3-TE舊E42：470u：Fb?42C319.8.V.50Hz.0Deg.B.4SBVRLij.Skohm：

8、_L：注:U2%館OV加HE交盍電套電is吏壓器電路后導(dǎo)到的14V/50HZ5FS電R25t：4ohmR4Key.=.3._1KLIN：；T:鬆呂總圖:mZPEl5/1:pPAkfF-_：3T_VlRTLlAL:.I5B%.0；爲(wèi)仿真結(jié)果：輸入電壓U2波形圖輸出電壓U0波形圖六：課程設(shè)計總結(jié)與體會1 通過這次穩(wěn)壓電源的設(shè)計,使我鞏固和加深了在模擬電子技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識，對整流電路,濾波電路,穩(wěn)壓電路等的認(rèn)識更加深刻,并學(xué)會查閱相關(guān)手冊和資料，提高了分析問題，解決問題的能力；2 采用分模塊的設(shè)計順序可以優(yōu)化設(shè)計流程，使之更符合邏輯性。但是需要注意的是，在其中每個環(huán)節(jié)必須認(rèn)真進(jìn)行，如果某模塊電路沒有設(shè)計好，或者存在錯誤，則總的電路必然會受到影響,所以在設(shè)計過程中我們要保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度；3 這次課程設(shè)計是一次理論聯(lián)系實(shí)際的過程，在設(shè)計中遇到了許許多多的實(shí)際問題，在理論上正確的結(jié)果在模擬時可能出現(xiàn)各種各樣意料之外的結(jié)果，這就需要我們在設(shè)計的過程中從實(shí)際出發(fā)，盡可能的考慮到實(shí)際情況。另外，在遇到問題時要學(xué)會用理論聯(lián)系實(shí)際的方法分析問題，解決問題；4 通過這次課程設(shè)計，使我基本掌握了設(shè)計軟件Multisim2001的使用方法,且初步掌握了電子電路的設(shè)計