模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)摘要電子設(shè)備中都需要穩(wěn)定的直流電源，功率較小的直流電源大多數(shù)都是將50Hz的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波和穩(wěn)壓后獲得。整流電路用來(lái)將交流電變換為單向脈動(dòng)的直流電壓；濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈動(dòng)電壓中的交流成分，使之成為平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電源電壓波動(dòng)、負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定

關(guān)鍵詞:變壓器濾波整流穩(wěn)壓multisim軟件目錄25273_WPSOffice_Level1第1章緒論 317360_WPSOffice_Level21.1研究背景 3809_WPSOffice_Level21.2研究意義 331157_WPSOffice_Level21.3設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 417360_WPSOffice_Level3①輸出直流電壓1.5~10V可調(diào)； 4809_WPSOffice_Level3②大輸出電流Icm=300mA； 431157_WPSOffice_Level3③壓系數(shù)Sr≤0.05； 425273_WPSOffice_Level3④具有過(guò)流保護(hù)功能。 417360_WPSOffice_Level1第2章基本理論 425273_WPSOffice_Level22.1設(shè)計(jì)原理及思路 416997_WPSOffice_Level32.1.1設(shè)計(jì)原理 44395_WPSOffice_Level32.1.2設(shè)計(jì)思路 5809_WPSOffice_Level1第3章電路元器件使用 516997_WPSOffice_Level23.1元器件清單 54395_WPSOffice_Level2圖3.1元器件清單 631157_WPSOffice_Level1第4章系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)及元器件清單 624997_WPSOffice_Level24.1設(shè)計(jì)原理圖 624997_WPSOffice_Level3圖4.1設(shè)計(jì)原理圖 726433_WPSOffice_Level24.2原理圖說(shuō)明 716997_WPSOffice_Level1第5章調(diào)試及結(jié)果 810495_WPSOffice_Level25.1調(diào)試電路圖 826433_WPSOffice_Level3圖5.1Multisim仿真電路 91283_WPSOffice_Level25.2調(diào)試結(jié)果 910495_WPSOffice_Level3圖5.2仿真結(jié)果 104395_WPSOffice_Level1結(jié)論 1024997_WPSOffice_Level1參考文獻(xiàn) 11緒論1.1研究背景直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的多功能直流穩(wěn)壓電源功能簡(jiǎn)單、難控制、可靠性低、干擾大、精準(zhǔn)低且體積大、復(fù)雜程度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多，但均存在以下兩個(gè)問(wèn)題：輸出電壓是通過(guò)粗調(diào)（波段開(kāi)關(guān)）及細(xì)調(diào)（電位器）來(lái)調(diào)節(jié)。這樣很難精確地控制輸出電壓。另外時(shí)間久了波段開(kāi)關(guān)和電位器難免接觸不良，對(duì)輸出會(huì)有影響；穩(wěn)壓方式均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，對(duì)過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護(hù)，電路構(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。1.2研究意義在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實(shí)際生活中，都是由220V的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來(lái)替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源,這既降低了家用電器的成本又縮小了其體積，使家用電器小型化。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)制作一串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源輸出直流電壓1.5~10V可調(diào)；大輸出電流Icm=300mA；壓系數(shù)Sr≤0.05；具有過(guò)流保護(hù)功能?；纠碚?.1設(shè)計(jì)原理及思路2.1.1設(shè)計(jì)原理單相交流電經(jīng)過(guò)電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。其原理圖如圖2.1所示圖2.1原理圖2.1.2設(shè)計(jì)思路單相橋式整流電路可以將單相交流電變換為直流電；整流后的電壓脈沖較大，需要濾波后變?yōu)榻涣鞣至枯^小的直流電壓來(lái)供電；濾波后的輸出電壓容易隨電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化波動(dòng)不到于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行;將輸出電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路后輸出電壓不會(huì)隨電網(wǎng)和負(fù)載的變化而變化從而提高設(shè).備的穩(wěn)定性和可靠性,保障設(shè)備的正常使用關(guān)于輸出電壓在不同檔位之間的變換,可以將穩(wěn)壓電源的電壓設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)電壓再對(duì)其進(jìn)行變換,電壓在檔位間的調(diào)節(jié)可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)。電路元器件使用3.1元器件清單如圖3.1所示為本次設(shè)計(jì)元器件清單名稱數(shù)量型號(hào)標(biāo)號(hào)變壓器115V30WT1整流二極管41N4001VD1、VD2、VD3、VD4電容31000uf/330nf/470ufC1、C2、C3電阻71.5KΩ/800Ω/1KΩ/2KΩ/1KΩR1、R2、R3、R4、RL三極管32N2222AQ1、Q2、Q3穩(wěn)壓二極管11N4749AVDz滑動(dòng)變阻器11KΩRp圖3.1元器件清單系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)及元器件清單4.1設(shè)計(jì)原理圖如圖4.1所示為設(shè)計(jì)的串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源原理圖。圖4.1設(shè)計(jì)原理圖4.2原理圖說(shuō)明該電路圖是由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四部分組成。其工作原理：首先220V交流電由電源電壓器T1產(chǎn)生12V的交流電壓，提供給由VD1-VD4組成的橋式全波整流電路，將交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電，電容器C1的容量很大可起到濾波的作用，經(jīng)過(guò)濾波后脈動(dòng)的直流電變?yōu)檩^為平滑的直流電。為了改變紋波電壓，常在輸入端加入一個(gè)電容C2。然后信號(hào)進(jìn)入有Q1、Q2組成的復(fù)合調(diào)整變流器，由于復(fù)合調(diào)整管的電壓降是可變的，所以當(dāng)輸出電壓有減小趨勢(shì)時(shí)，管壓降會(huì)自動(dòng)變小，維持輸出電壓不變。當(dāng)輸出電壓有增大趨勢(shì)時(shí)，管壓降會(huì)自動(dòng)變大，維持輸出電壓不變?？梢?jiàn)復(fù)合調(diào)整管想當(dāng)一個(gè)可變電阻，由于它的調(diào)整作用，使輸出電壓基本保持不變，復(fù)合調(diào)整管的調(diào)整作用，是受比較放大管控制的，輸出電壓通過(guò)取樣電路的微調(diào)電位器Rp分壓輸出電壓的一部分加到Q3的基極與地之間，由于Q3的發(fā)射極對(duì)地電壓是通過(guò)穩(wěn)壓管VDz穩(wěn)定的，可以認(rèn)為Q3的發(fā)射極對(duì)地電壓是不變的，這個(gè)電壓叫做基準(zhǔn)電壓，這樣Q3基極電壓的變化就反映了輸出電壓的變化，如果輸出電壓有減小趨勢(shì)則Q3基極電壓也要減小，這就是Q3集電極電壓升高而集射極電壓增加，由于Q3的集電極與Q2的基極直接耦合，Q3集電極電壓升高也就是Q2基極電壓升高，這時(shí)復(fù)合調(diào)整管進(jìn)一步導(dǎo)通，管壓降減小，維持輸出電壓不變。同樣，如果輸出電壓有增大趨勢(shì)通過(guò)Q3的比較放大作用又使復(fù)合調(diào)整管的管壓降增大，維持輸出電壓不變。調(diào)試及結(jié)果5.1調(diào)試電路圖如圖5.1所示該電路圖為串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源電路圖，是由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四部分組成。其工作原理：首先220V交流電由電源電壓器T1產(chǎn)生12V的交流電壓，提供給由VD1-VD4組成的橋式全波整流電路，將交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電，電容器C1的容量很大可起到濾波的作用，經(jīng)過(guò)濾波后脈動(dòng)的直流電變?yōu)檩^為平滑的直流電。為了改變紋波電壓，常在輸入端加入一個(gè)電容C2。然后信號(hào)進(jìn)入有Q1、Q2組成的復(fù)合調(diào)整變流器，維持輸出電壓不變。圖5.1Multisim仿真電路5.2調(diào)試結(jié)果如圖5.2所示為輸出9V電壓。圖5.2仿真結(jié)果結(jié)論本次設(shè)計(jì)利用變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)輸出電壓為直流穩(wěn)壓電源。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源由整流濾波電路、變換電路、開(kāi)關(guān)調(diào)整管導(dǎo)通和截止控制電路、采樣比較和放大電路、保護(hù)電路、抗干擾電路、直流輸出電路等組成。開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源通過(guò)直接整流，獲得高壓直流，再由高頻振蕩器控制開(kāi)關(guān)管的通斷時(shí)間比例調(diào)整輸出電壓。開(kāi)關(guān)型電源可以在較大的電壓范圍內(nèi)正常工作。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元器件較少，系統(tǒng)的可靠性好，其精度高，成本低，便于維修，且可作為--個(gè)獨(dú)立的模塊為其他電子設(shè)備提供電能。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)直流穩(wěn)壓電源的工作原理有了更深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)整流環(huán)節(jié)、電容濾波環(huán)節(jié)、集成三端穩(wěn)壓器典型電路等有了一定的把握。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們遇到了不懂的問(wèn)題，通過(guò)查閱課本、請(qǐng)教老師和組員之間的相互討論，最終弄明白了原理，解決了問(wèn)題，理論應(yīng)用到實(shí)踐的能力得到提升。由于是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，電路結(jié)構(gòu)和器件參數(shù)完全自己計(jì)算確定，這時(shí)我學(xué)會(huì)了衡量元器件性能好壞的指標(biāo)和選擇器件的依據(jù)。在實(shí)習(xí)中，我鍛煉了自己動(dòng)手能力，提高了自己解決問(wèn)題的能力。通過(guò)本次實(shí)踐也培養(yǎng)了我理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)了獨(dú)立工作的能力。在這次設(shè)計(jì)中，我也遇到了不少的問(wèn)題，幸運(yùn)的是，最終一一解決了遇到的問(wèn)題。在我們遇到不懂的問(wèn)題時(shí)，利用網(wǎng)上和圖書館的資源，搜索查找得到需要的信息及和隊(duì)友之間相互討論顯得尤其重要了，我明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。這次的制作也讓我們感受到，我們?cè)陔娮臃矫鎸W(xué)到的只是很小的一部分知識(shí)，我們需要更多的時(shí)間來(lái)自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。參考文獻(xiàn)[1]楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程[M].北京:高等教育出版社,2005.[2]楊建國(guó).你好，放大器[M].北京:北京科技大學(xué),2014.[3]于衛(wèi),謝勇.模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)及綜合實(shí)訓(xùn)教程[M].北京:華中科技大學(xué)出版社,2008-11-19.[4]王志華.電子電路的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)方法[M].北京:清華大學(xué)出版社,1996.[5]A.J.PeytonV.Walsh.AnalogueeletronivcswithOpAmps:asourcebookofpractical:Campridgeuniversitypress,2003.[6]華成英.電子技術(shù)[M].北京:北京中央廣播電視大學(xué)出版社,1996.[7]JacobMillmanandArvinGrabel.Microelectronics,2nded.NewYork:Mc