串联型直流稳压电源实验报告

惠州学院

HUIZHOU UNIVERSITY

模电课程设计实验报告

学校：XX 专业：XXXX

课题：串联型直流稳压电源

指导老师： XXX

设计学生： XXXXXXX

XXX 学号：XXXX

XXX XXXX

2011/7/4

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全心权益，激情四溢

目录

一、课题 --------------------------------------------------3

二、课题技术指标 --------------------------------------------------3

三、设计要求

四、元件器件清单

五、设计方案

六、直流稳压电源的元器件

七、设计计算

八、焊接实图

九、心得体会

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一、 课题：串联型直流稳压电源 二、 课题技术指标

1、输出电压：8~15V可调 2、输出电流：IO=1A

3、输入电压：交流220V +/- 10% 4、保护电流：IOm =1.2A 5、稳压系数：Sr = 0.05%/V 6、输出电阻：RO < 0.5 Ω 7、交流分量（波纹电压）：<10mV

三、 设计要求

1、分析电路组成及工作原理； 2、单元电路设计计算； 3、采用分立元件电路； 4、画出完整电路图； 5、调试方法； 6、小结与讨论。

四、元件器件清单

名称及标号 变压器 电解电容 电容 陶瓷电容 电阻 可变电阻 运放 稳压管 型号及大小 220V-15V 2200uF 10uF 104 103 4.7K 330 1.5k 1k uA741 5.1v 封装形式 无 RB.3/.6 RB.2/.4 RAD-0.2 RAD-0.1 AXIAL-0.3 AXIAL-0.3 AXIAL-0.3 Sip3 DIP8 DIODE-0.4 数量 1 1个 1个 1个 1个 2个 1个 2个 1个 1个 1个 五、设计方案 先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。 直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路组成。变压器吧市电交流电压变所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本次设计主要采用串联型直流稳压电路，通过220V 、50HZ交流电压经电源变压器降压后，通过桥式整

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流VD1—VD4整流成直流电再经过滤波电容平滑直流电，减少直流电纹波系数。最后，通过稳压器稳压，将输出电压稳定在10V～40V可调电压。

整体电路图如下：

六、直流稳压电源的元器件

1、变压器

电源变压器是利用电磁感应原理制成静止电气设备,它能将某一电压值的交流电变换成同频率所需要的电压值的交流电变压器的变压比。

如下图所示,当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感应势U2,同时ф1也能在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1的方向相反而幅度相近,从而限止了I1的大小。

2、整流二极管

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二极管，其结构是由一个PN结加上相应的电极引线和外壳构成，它有两个电极，由P型半导体引出电极叫正极（又叫阳极），由N型半导体引出电极叫负极（又叫阴极）二极管的电路符号如图

3、电容

电容，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成，电容的符号。如图

电容

一、电容的种类

电容的种类有很多，可以从原理上分为，无极性可变电容、有极性电容等，从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容等。

二、 电容器主要特性参数 1、标称电容量和允许偏差

标称电容量是标志在电容器上的电容量。

电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。 2、额定电压

在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的电高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。 3、绝缘电阻

直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。 4、损耗

电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。

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三、电容器的检测

电解电容的容量较一般固定电容量大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合造的量称。根据一般情况下，1～47间的电容，可用R×1k挡测，电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百 以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。

七、设计计算

一、确定变压器次级电压

由UO15V UiminUOUCE取SUCES3V有Ui18v

'由Ui1.2U次得：U次Ui1815V1.21.2考虑到最低电压为~220- 10% =198V，此时次级应有 15V，所以正常（~220V）时有： U次220*1516.6V取U次17V 198二、选择线路

1、调整管选择

最高输入电压发生在 ~220+10% =242V 此时变压器次级电压U次 =18.7V Ui1.2U次1.2*18.722.44V

极端情况，负载短路，且考虑峰值：UCEO最大电流：

IOM >=1.2A

''‘’2*22.4431.7V 取BVCEO=100V

最大管压降：UCEUiUO22.44157.44V

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最大集电极功耗：PCMUCE*IOM7.44*1.28.9W取PW CM15

2、选基准电压、稳压管

选DZ1=6V ，可选稳压管2CW IDZ=10mA R1UiUDZ11761100

IDZ210IDZMUi'UDZ118.7614.11mA

R20.9

3、取样电路

UB3UDZ10.760.76.7V

R660.4R5RWR615

R6RW60.75

R6RWR58 一般取样电流为30~50mA ，取I取样40mA

R5RWR6UO11275I取样40

R60.4*275110R6RW0.75*275206.25取：RW100R527521065取R568

4、调整电路

IOM=1.5mA 取β1=β2=50

IB2 有：

IOM121.20.48mA50*50UUO1815R2i6.25KIB20.48

取 R2=2kΩ

5、保护电路

当IOM =1.2A时保护， 取RO=0.6Ω , URO=1.2*0.6=0.72V

八、焊接实图

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俯视图

侧视图

反面视图

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九、仿真结果

十、心得体会

本课程设计运用了模拟电路的基本知识，通过变压，整流，滤波，稳压等步骤，输出一定范围的正负直流稳压电源。总结如下：

优点：该电路设计简单。输出电压稳定，纹波值小，而且使用的元件少，经济实惠，输出功率大，调整管可承受的范围也很大。

缺点：电路板太小，导致很多零件焊得很紧密，不利于整体电路的散热与美观，也有可能提高电路的故障率。

通过这次课程的设计，我们在以下几个方面获得了很大的进步： 在电子技能上：

1：对理论有了更深夜的系统的了解。

2：提升了自己的实际操作能力，也是自己对专业只是有了更进一步的了解。 3：实训让我们学到了很多课本上无法学到的最实用、最基础的知识

4；实训中最重要的是懂得了串联稳压电源原理，串联型稳压电路是最常用的电子

在个人修养上：

1：加强了我们在团队中的配合与团结能力 2：培养了我们胆大，心细，谨慎的工作作风 3：养成了敢于发现问题，解决问题的习惯

最后感谢老师的指导，让我们平时自己独立完成自己的实验，大大的提高的我们的个人动手能力和分析能力，谢谢老师！

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