模电课程设计报告 直流稳压电源.docx
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模电课程设计报告直流稳压电源
题目名称:
直流稳压电源
姓名:
班级:
学号:
日期:
模拟电子技术课程设计任务书
适用班级:
电子信息工程专业
设计周期:
一周
一、设计题目:
直流稳压电源
(二)
二、设计目的
1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2、学习稳压电源的设计方法以及主要技术指标的测试方法。
三、设计要求及主要技术指标
设计要求
1、方案论证,确定总体电路原理方框图。
2、单元电路设计,元器件选择。
3、仿真调试及测量结果。
主要技术指标
1、电网供给的交流电压U1为220V,50HZ。
2、变压器输出电压U2为18V~20V,50HZ。
3、稳压电源输出直流电压可调,且输出电流可扩展。
4、输出纹波电压小于5mv,稳压系数<=0.01;
四、仿真需要的主要电子元器件
1、电源变压器
2、滑线变阻器
3、三端稳压器或晶体三极管等,如:
3DG6(9011),3DG12(9013)
晶体二极管IN4007,稳压管IN4735,电阻器、电容器若干
五、设计报告总结
1、对所测结果(如:
输出电压,最大负载电流,电压输出波形等)进行全面分析,总结桥式整流、电容滤波电路的特点。
2、根据所测数据,计算稳压电路的稳压系数S和输出电阻R0,并进行分析。
3、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。
4、给出完整的电路仿真图。
5、体会与收获。
一、方案论证与比较
1.1方案提出
方案一:
采用变压器、二极管、集成运放,电阻、稳压管、三极管等元器件。
220V的电压经变压器变压后变成电压值较小的交流,再经桥式整流电路和滤波电路形成直流,稳压部分采用串联型稳压电路。
比例运算电路的输入电压为稳定电压,且比例系数可调,所以其输出电压也可以调节;同时,为了扩大输出大电流,集成运放输出端加晶体管,并保持射极输出形式,就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。
方案二:
变压、整流和滤波电路与方案一相同,稳压部分采用集成稳压器LM317。
LM317为三端可调式稳压器,内部具有过热和过流保护电路,可以达到本设计要求。
1.2设计方案的论证和选择
由于器件所限,在Multisim应用程序中无法找到三端稳压器元件,而且方案一从对电压可调、电流可扩展等方面均符合设计要求,且电路较简单,所以我选择方案一。
二、系统的功能及设计框图
2.1系统的全部功能、要求及技术指标。
1.系统的全部功能、要求
交流电经整流滤波电路转换为直流电,再经滤波电路滤去整流输出电压中的纹波,最终输出平稳的直流电。
且输出直流电压可调,输出电流可扩展,输出纹波电压与稳压系数均小于一定值。
2.技术指标
(1)电网供给的交流电压U1为220V,50HZ。
(2)变压器输出电压U2为18V~20V,50HZ。
(3)稳压电源输出直流电压可调,且输出电流可扩展。
(4)输出纹波电压小于5mv,稳压系数<=0.01;
2.2确定设计框图(系统包含的单元电路及结构)和总体设计方案
1.设计框图
图1直流稳压电源方框图
2.总设计方案
220V的电压经变压器变压后变成电压值较小的交流,再经桥式整流电路和滤波电路形成直流,稳压部分采用串联型稳压电路。
比例运算电路的输入电压为稳定电压,且比例系数可调,集成运放输出端加晶体管,并保持射极输出形式,就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。
2.3单元电路的分析与设计
1、电源变压器:
是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。
2、整流电路:
利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电
3、滤波电路:
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
图2整流滤波电路
图3稳压电路
4、稳压电路:
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。
三、系统仿真调试分析
3.1软件仿真原理图
图4直流稳压电源原理图
3.2模拟仿真过程
1.输入波形
2.变压后波形
3.整流后波形
4.滤波后波形
5.输出波形
6.各电压值
输入电压U1变压后电压U2
输出电压U0纹波电压
3.3各项指标测试
1、纹波电压
由此可知:
纹波电压小于5mV,符合技术指标
2、稳压系数
(1)当U2=18V时,稳压电路的输入电压和输出电压分别为:
(2)当U2=20V时,稳压电路的输入电压和输出电压分别为:
(3)计算稳压系数
由公式S=(ΔU0/UO)/(ΔUI/UI)
可得:
Sv≈0.005<0.01,符合技术指标
3、输出电压可调
改变可变电阻R3的阻值,当比例从0%~100%时,输出电压U0的最大值和最小值分别为:
由此可见,此直流稳压电源的输出电压可调,符合技术指标
四、结语
本次模电的课程设计,虽然运的都是用学过的模拟电路的知识,但一拿到这个设计任务就让我感觉束手无策,根本不知道该如何下手,对于Multisim软件更可以说是一无所知,此刻才真正体会到书本与知识的重要。
总的说,通过本次直流稳压源的设计,我真正体验到了一个设计从前期的找资料,到中间的自己摸索,到后来的书写报告,调试这样一个完整的设计过程。
在这个过程里将以前所学的知识进行了综合的运用,发现了自己很多不足的地方,理论知识与实际应用之间的距离也充分的体现了出来。
当然,更多的是学到了很多的东西,为以后的设计打好基础。
五、参考文献
1.彭介华.电子技术课程设计指导.北京:
高等教育出版社,2005
2.陈大钦主编.电子技术基础实验—电子电路实验•设计•仿真.北京:
高等教育出版社,2000
3.高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计.北京:
电子工业出版社,2002
4.郑步生.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.2002
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