設(shè)計(jì)并制作串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專業(yè)班級(jí)：17級(jí)電氣2班學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：同組者：設(shè)計(jì)時(shí)間：6月18日電子信息學(xué)院目錄課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)并制作串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源 1一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 1二、方案選擇及論證、電路原理框圖 1三、單元電路設(shè)計(jì)與計(jì)算（元器件參數(shù)確定） 3四、總電路圖及元器件清單 4五、安裝與調(diào)試 5六、性能測試與分析（軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試） 6七、結(jié)論與心得 7八、參考文獻(xiàn) 8課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)并制作串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)任務(wù)和規(guī)定Vi=12—15V（DC）時(shí)，Vo=3V~6V持續(xù)可調(diào)負(fù)載電阻=100?,調(diào)節(jié)管采用3DG130B采樣采用3DG6，或LM741,其它參數(shù)自定，BJT的β=60。方案選擇及論證、電路原理框圖許多電子電路普通都需要電壓穩(wěn)定的直流穩(wěn)壓電源供電，直流穩(wěn)壓電源在電子電路中含有重要作用，普通小功率穩(wěn)壓電源重要由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路等四部分構(gòu)成。普通是將~220V、50Hz交流電變成穩(wěn)定的直流電。交流電通過變壓，整流，濾波后得到相對(duì)比較平滑的直流電壓，但是直流電壓不穩(wěn)定，還需要通過穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓，得到規(guī)定的直流穩(wěn)壓電源。本題目中規(guī)定給出12—15V直流電輸入，能夠輸出可調(diào)3~6V直流電，即用到直流穩(wěn)壓電源中的穩(wěn)壓電路環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。穩(wěn)壓電路環(huán)節(jié)：理論基礎(chǔ)，理解線性穩(wěn)壓電路，線性穩(wěn)壓電路分為串聯(lián)型和并聯(lián)型兩類穩(wěn)壓電路，最簡樸的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路是由穩(wěn)壓二極管和負(fù)載并聯(lián)的穩(wěn)壓電路，本題按規(guī)定則使用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。下圖給出串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的普通構(gòu)造，其中是整流濾波電路的輸出電壓，這里可作為輸入12—15V（DC），T為調(diào)節(jié)管，EA為誤差放大電路，為基準(zhǔn)電壓，它由穩(wěn)壓管和限流電阻R串聯(lián)所構(gòu)成的簡樸穩(wěn)壓電路獲得，構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，用來反映輸出電壓變化的取樣環(huán)節(jié)。圖2.1串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路普通構(gòu)造圖這種穩(wěn)壓電路的主回路是起調(diào)節(jié)作用的T與負(fù)載串聯(lián)，故稱為串聯(lián)式穩(wěn)壓電路[]。輸出電壓的變化量由反饋網(wǎng)絡(luò)取樣經(jīng)誤差放大電路EA放大后去控制調(diào)節(jié)管T的c-e極間的電壓降，從而達(dá)成穩(wěn)定輸出電壓Vo的目的。穩(wěn)壓原理可簡述以下：當(dāng)輸入電壓Vi增加（或負(fù)載電流Io減?。r(shí)，造成輸出電壓Vo增加，隨之反饋電壓=/（）=也增加（為反饋系數(shù)）。與基準(zhǔn)電壓相比較，其差值電壓經(jīng)比較放大電路放大后使和Ic減小，調(diào)節(jié)管T的c-e極間電壓增大，使Vo下降，從而維持Vo基本恒定。其穩(wěn)定過程以下：同理，當(dāng)輸入電壓Vi減?。ɑ蜇?fù)載電流增加）時(shí)，輸出電壓也基本保持不變，從而達(dá)成輸出穩(wěn)定直流電壓的作用。輸出電壓：輸出電壓調(diào)節(jié)范疇：在最上端時(shí)，輸出電壓最?。?）動(dòng)端在最下端時(shí)，輸出電壓最大（2）將帶入公式（1）（2）即可得到與的關(guān)系?？紤]到T調(diào)節(jié)管的作用是依靠之間的偏差來實(shí)現(xiàn)的，由輸出電壓公式可知，輸出電壓可調(diào)最小值為3V，/>0因此應(yīng)滿足不大于3V的規(guī)定，這里取值為=2V。則滿足即這里取值=1k?,則得到=1k?誤差放大電路采用LM741，調(diào)節(jié)管T采用3DG130B方案1：基準(zhǔn)電壓用穩(wěn)壓二極管和電阻串聯(lián)獲得，誤差放大電路用LM741，調(diào)節(jié)管T用3DG130B，取樣用兩個(gè)定值電阻和一種滑動(dòng)變阻，即可得穩(wěn)定可調(diào)輸出電壓。方案2：用基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生一種基準(zhǔn)電壓，其它電路元器件不變，誤差放大電路用LM741，調(diào)節(jié)管T用3DG130B，取樣用兩個(gè)定值電阻和一種滑動(dòng)變阻，即可得穩(wěn)定可調(diào)輸出電壓。方案3：基準(zhǔn)電壓用一種電阻和三個(gè)二極管正向串聯(lián)得到，誤差放大電路用LM741，調(diào)節(jié)管T用3DG130B，取樣用兩個(gè)定值電阻和一種滑動(dòng)變阻，即可得穩(wěn)定可調(diào)輸出電壓。比較方案1,2,3，方案2產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，電路較為復(fù)雜，使用元器件較多；方案1，由于實(shí)驗(yàn)室沒有不大于3V的穩(wěn)壓二極管，因此舍棄，方案3基本能夠替代方案1，且電路使用元器件較少，因此選用方案3。單元電路設(shè)計(jì)與計(jì)算（元器件參數(shù)擬定）單元電路原理分析基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路分析：二極管正向?qū)妷杭s為0.7V，三個(gè)二極管串聯(lián)導(dǎo)通狀況下可得到約2.0V電壓作為基準(zhǔn)電壓，再串聯(lián)一種電阻保護(hù)電路，避免燒壞二極管。誤差放大電路采用LM741：LM741芯片引腳圖LM741實(shí)物圖LM741邏輯圖LM741方框圖調(diào)節(jié)管T用3DG130B：3DG130B引腳圖取樣電路取樣電路采用兩個(gè)定值電阻和滑動(dòng)變阻構(gòu)成，阻值為：取=2V，即取值=1k?,則得到=1k?總電路圖及元器件清單總電路圖仿真調(diào)節(jié)到最下端時(shí)仿真調(diào)節(jié)到最上端時(shí)元器件清單元器件序號(hào)元器件及型號(hào)重要參數(shù)數(shù)量備注1二極管正向壓降≈0.7V32電阻1k?23電位器102?~1k?14電阻R500?15電阻100?163DG130Bβ=6017LM74118導(dǎo)線若干安裝與調(diào)試調(diào)試過程描述按照電路圖接好電路后，就先檢查了一遍電路連接，然后就用萬用表測了一下輸出電壓Uo，測得3.56V，之后就調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器變化反饋分壓，但是輸出電壓Uo沒有變化，再測二極管串聯(lián)電路得到的基準(zhǔn)電壓≈2.0V，排除基準(zhǔn)電壓電路問題，試了諸多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器輸出還是沒有變化，那么這個(gè)電路必定是有問題的，首先查看其它電路連接有無問題，排除電路連接沒問題后，再次進(jìn)行測量，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器后，輸出電壓還是不隨著滑動(dòng)變阻器阻值變化而變化，就猜想是不是元器件有問題，接著挨個(gè)把電阻和滑動(dòng)變阻器測了一下，都是正常的，那么問題就是出現(xiàn)在LM741和3DG130B這兩處，期間換了一次三極管，排除三極管問題，檢查LM741芯片引腳連接，根據(jù)所找手冊(cè)檢查線路連接，最后找到芯片引腳正向輸入端與反向輸入端接反造成輸出不對(duì)，找到問題后，再次進(jìn)行調(diào)試，輸出電壓會(huì)隨著滑動(dòng)變阻器的變動(dòng)而變化，調(diào)節(jié)到100%，輸出電壓在2.8V左右，調(diào)節(jié)到0%，輸出電壓在6.5V左右，這個(gè)時(shí)候測了一下，值為2.13V左右，基準(zhǔn)電壓稍微偏高造成輸出誤差有點(diǎn)大，最后通過變化與三個(gè)二極管串聯(lián)的電阻（保護(hù)電阻）變化成R=500?，使得基準(zhǔn)電壓在2.02V左右，就使得輸出電壓在3.00V~6.05V可調(diào)，并變化輸入電壓使得輸入電壓在12V—15V每隔0.5V變化，輸出3~6V控制每隔1V進(jìn)行穩(wěn)定測試，測試成果在3V、4V、5V、6V時(shí)變化輸入在12V到15V變化，輸出基本穩(wěn)定。實(shí)物照片性能測試與分析（軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)組序號(hào)(變化滑動(dòng)變阻器）調(diào)試參考電壓/VVi/VVo/V13V123.00133.02143.03153.0324V123.99134.01144.02154.0235V125.00135.01145.02155.0346V126.00136.02146.05156.05仿真數(shù)據(jù)仿真組序號(hào)(變化滑動(dòng)變阻器）調(diào)試參考電壓/VVi/VVo/V13V123.009133.02143.03153.03924V124.012134.027144.04154.05235V125.015135.033145.05155.06646V126.018136.04146.06156.079仿真成果與實(shí)測成果相比較，可得調(diào)試后的直流穩(wěn)壓電源可調(diào)且基本穩(wěn)定。結(jié)論與心得結(jié)論:通過調(diào)試電路，完畢直流穩(wěn)壓，輸入12V—15V(DC)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)可調(diào)穩(wěn)壓3~6V直流電壓，且電壓基本穩(wěn)定。心得:通過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，我學(xué)會(huì)了直流穩(wěn)壓電源的基本設(shè)計(jì)辦法，對(duì)直流穩(wěn)壓電源的工作原理和使用辦法也有了更加深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做課程設(shè)計(jì)之前，我對(duì)直流穩(wěn)壓電源的撐握都是思想上的，對(duì)某些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的方案應(yīng)用到實(shí)踐中的時(shí)候，問題出現(xiàn)了，不是不能測試，就是測試的成果和規(guī)定的成果不相符合。通過解決一種個(gè)測試中出現(xiàn)的問題，我們對(duì)直流穩(wěn)壓電源的理解得到加強(qiáng)，看到了直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)動(dòng)手實(shí)踐與理論的差距。加深了我們對(duì)理論與實(shí)踐聯(lián)系的理解，增進(jìn)了我們運(yùn)用知識(shí)解決具體問題的綜合應(yīng)用能力，特別是對(duì)直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用、理解上升到了更深的一種層次。這門課程總的來說讓我深刻地認(rèn)識(shí)到自己的模電知識(shí)非常欠缺，實(shí)踐能力很弱，也讓我深思如何才干為我后來成功或在就業(yè)上鋪就一條更平坦的道路。從一開始對(duì)理論理解不全方面，拿出方案較晚，方案設(shè)計(jì)過程中理論基礎(chǔ)不扎實(shí)，模電知識(shí)掌握不牢固，要復(fù)習(xí)模電，學(xué)習(xí)教材和查多個(gè)元器件資料參數(shù)，才一步一步深刻理解理論，從一開始對(duì)仿真軟件不熟悉，到做多個(gè)嘗試，拿出不同方案都通過仿真先進(jìn)行驗(yàn)證，從