串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)及仿真

1、模擬電路課程設(shè)計(jì)報告一：設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源二：設(shè)計(jì)目的1掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法2掌握Mulism仿真軟件的應(yīng)用3培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實(shí)踐的能力4掌握常用元器件的識別和測試5熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法三：設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個輸出電壓可調(diào)的串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源，將220V/50HZ的交流電經(jīng)電壓變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路后轉(zhuǎn)變?yōu)?15V的直流穩(wěn)壓電源。要求：穩(wěn)壓電路要加有放大環(huán)節(jié)以改善穩(wěn)定性輸出電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)要加保護(hù)電路四：設(shè)計(jì)原理電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源

2、。直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分組成，其原理框圖如圖（1）所示。交流電壓Ul（220V50Hz）經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓U2,經(jīng)單向整流電路得到脈動電壓U3,再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓U4.但這樣的直流輸出電壓還會隨交流電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載變動而變化。在對直流供電要求較高的場合，還需使用穩(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)起來加上保護(hù)電路就組成具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波、和穩(wěn)壓電路四部份組成，其原理框圖如上圖所示。電網(wǎng)供給的電壓經(jīng)電源變壓器降壓后，

3、得到符合電路需要的交流電壓，然后由整流電路轉(zhuǎn)換成方向不變，大小隨時間變化的脈動電壓，再用濾波器濾其分量，得到比較平直的直流電壓。但這樣的直流輸出電壓，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。電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓U1變?yōu)楹线m的交流電壓u22整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3濾波電路:將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響保持輸出電壓u0的穩(wěn)定D22(iV；調(diào)整環(huán)節(jié)工A圖f煉環(huán)仰附;聯(lián)型穗H；電路取恍環(huán)書輸出直.流電壓（穩(wěn)定）基準(zhǔn)環(huán)節(jié)輸入直流電壓（不穩(wěn)定）比較

4、放大環(huán)節(jié)總電路圖五：電路元件選擇1：Ui的確定Ui=Uomax+Uce,因?yàn)閁omax=15V,Uce=（38）V,取Uce=8V所以Ui=23V2：U2及變壓器的確定采用橋式整流、電容濾波電路，則Ui12U2?？紤]到電網(wǎng)電壓可能有10%的波動，因此要求變壓器二次電壓為U21.1XUi/12所以U2=21V。3:濾波電容C1的選擇為提高濾波效果，C1選用500uf的電解電容。4:取樣環(huán)節(jié)R2，R3，R4的確定Uomax=(R1+R2+R3)*Uz/R3Uomin=(R1+R2+R3)*Uz/(R2+R3)Uz=7.5VUomax=15VUomin=9VR1+R2+R32kQ聯(lián)列可求得R3=1K

5、oR2=670QR1=330Q5：整流二極管的選擇Urn迓U2=1.414*21V=30V，查表選用1B4B426:集成運(yùn)放的選擇因?yàn)閷蛇\(yùn)放的要求不高，所以選用通用型集成運(yùn)放。六：各部分電路圖及其仿真結(jié)果1、電源變壓器電路圖電源變壓器將交流電(220V/50Hz)電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u22、單項(xiàng)橋式整流電路圖及其仿真結(jié)果整流電路的任務(wù)就是把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的電壓。電路圖如下：B1120bhiniiV1-aiVMHzOOegiXSC1.XMM1XMM2輸入波形：輸出波形：3、電容濾波圖及其仿真結(jié)果電路圖：Bd創(chuàng)加FXSC11B4B42-VIVX21VMHz0Dea7R1.XMM

6、1仿真結(jié)果：4、總的電路圖及其仿真結(jié)果總電路圖：BBHI豐SOOuF：XMM12W&QHzDMgR1kohmiR133ohiniR3-1kohmRL2kohmi一WL:iofvn.R27-OOhmi.1ttKey=a通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的阻值可得到915V的穩(wěn)定直流電壓。仿真結(jié)果：輸入電壓波形輸出電壓波形：實(shí)際電路連接和數(shù)據(jù)測量元件清單名稱及標(biāo)號型號及大小數(shù)量變壓器220V-21V1個二極管IN40071個電阻3301個2k1個1.5k2個可變電阻6701個運(yùn)放OPAMP3TVIRTUAL1個穩(wěn)壓管BZV55-C7V51個電容500uf1個橋式整流管1B4B421個復(fù)合二極管BCX38B1個

7、電路的連接：1、按電路圖在面包板上連出實(shí)際電路，測出電源通過變壓器的電壓U1。2、測出有電容濾波電路的輸出電壓Ucl,和無電容濾波的輸出電壓Uc2。3、滑動滑動變阻器的觸頭至兩端,分別測得電路輸出電壓Uol和Uo2,數(shù)據(jù)記錄：項(xiàng)目U1Uc1Uc2Uo1Uo2數(shù)據(jù)20.8925.3019.028.6215.33七：課程設(shè)計(jì)總結(jié)與體會通過這次模擬電路串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源的課程設(shè)計(jì)，使我基本掌握了電路設(shè)計(jì)軟件Multism的使用方法，而且初步掌握了電子電路的設(shè)計(jì)方法，在以后還需要多加練習(xí)，熟練掌握；這次課程設(shè)計(jì)還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。對電源變壓電路，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路等的認(rèn)識更加深刻，提高了分析問題，解決問題的能力。此外在設(shè)計(jì)過程中采用模塊化的設(shè)計(jì)順序可以優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，使之更符合邏輯性。要注意的是在每個環(huán)節(jié)必須認(rèn)真進(jìn)行，如果某模塊電路沒有設(shè)計(jì)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(jì)過程中我們要保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。這次課程設(shè)計(jì)是一次理論聯(lián)系實(shí)際的過程，在這次課程設(shè)計(jì)中遇到了許多實(shí)際問題，在理論上正確的結(jié)果可能會在試驗(yàn)中出現(xiàn)各種意料之外的結(jié)果，這就要我們在設(shè)計(jì)過程中從實(shí)際出發(fā)，盡可能多地考慮各種因素對實(shí)驗(yàn)的影響。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?；叵脒@次