串联反馈调整型稳压电源的设计
串联反馈式稳压电源电路工作原理
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串联调整型稳压电源电路原理
串联调整型稳压电源电路原理
调整型稳压电源电路是一种用于稳定输出电压的电子设备。为了满足各种电子设备对电压稳定性的需求,人们提出了串联调整型稳压电源电路。这种电路结构简单,可靠性高,因此被广泛应用于各种电子设备中。
串联调整型稳压电源电路的原理是通过串联的方式将稳压管、滤波电容和负载电阻连接在一起,实现对输出电压的稳定调整。其中,稳压管起到了关键作用,它能够根据输入电压的变化自动调整输出电压,使其保持在设定值附近。
在串联调整型稳压电源电路中,稳压管的工作原理是利用电流的流动来实现对电压的稳定调整。当输入电压发生变化时,稳压管会自动调整电流的流动来保持输出电压的稳定。这样,无论输入电压如何变化,输出电压都能够保持在设定值附近。
为了进一步提高稳压效果,串联调整型稳压电源电路还可以添加滤波电容。滤波电容能够平滑输出电压的波动,减少电压的纹波,使输出电压更加稳定。同时,负载电阻也起到了平衡电流的作用,确保电流的稳定流动。
通过串联调整型稳压电源电路的原理,我们可以实现对电压的稳定调整。这种电路结构简单、可靠性高,能够满足各种电子设备对电压稳定性的需求。无论是家用电器、通信设备还是工业控制系统,
都离不开稳定的电源供应。串联调整型稳压电源电路正是为了满足这种需求而设计的,它在各个领域都有着广泛的应用。
串联调整型稳压电源电路是一种通过串联的方式实现对电压的稳定调整的电子设备。它的原理是利用稳压管、滤波电容和负载电阻的组合来实现对输出电压的稳定控制。这种电路结构简单、可靠性高,能够满足各种电子设备对电压稳定性的需求。无论是家用电器、通信设备还是工业控制系统,都可以通过串联调整型稳压电源电路来实现稳定的电源供应。
串联型稳压电源的工作原理及电路图
串联型稳压电源的工作原理及电路图
串联型稳压电源电原理图
工作原理:
图示串联型稳压电路,除了变压、整流、滤波外,稳压部分一般有四个环节:调整环节、
基准电压、比较放大器和取样电路。
当电网电压或负载变动引起输出电压V0变化时,取样电路将输出电压V0的一部分馈送回
比较放大器和基准电压进行比较,产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流,自
动地改变调整管集—射极间的电压,补偿V0的变化,从而维持输出电压基本不变。
串联稳压电路的安装、焊接与调试
1、.元件的安装与焊接
(1)元器件的检测:在安装前应对元件的好坏进行检查,防止已损坏的元件被安装。
要求:二极管:正向电阻、极性标志是否正确。
三极管:判断极性及类型,8050,9013为NPN 管,8550 为PNP管,HFE 大于50。
电解电容:是否漏电,极性是否正确。
电阻:阻值是否合格。
发光二极管:极性及好坏
插头及软线:接线是否可靠。
变压器:绕组有无断、短路,电压是否正确。
(2)根据元器件封装画好装配图。
(3)按装配图正确安装各元器件,装配工艺见附录
在印制板上安装元件时,一般应注意如下几点:
(1) 元件引脚若有氧化膜,则应除去氧化膜,并进行搪锡处理。
(2) 安装时,要确保元件的极性正确,如二极管的正、负板、三极
管的e、b、c 极,电
解电容的正、负极。
(3) 元件外形的标注字(如型号、规格、数值)应放在看得见的一面。
(4) 同一种元件的高度应当尽量一致。
(5) 安装时,应先安装小元件(如电阻),然后安装中型元件,最后安装大型元件,这样便
于安装操作。
(6) 在空间允许时,功率元件的引脚应尽量留得长一些,以便有利于散热。
串联反馈型稳压电路设计要点
模拟电子技术课程设计
院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 姓 名 学 号
成绩
目录
第一章设计目的和要求.....................................................
1.1 实验目的
1.2 实验要求
第二章电路原理及分析.......................................................
2.1 题目分析
2.2 电路原理构成
2.3 稳压原理与输出电压的调节
第三章电路设计及构成................................................................
3.1 设计思想
3.2 原件参数表
第四章仿真分析................................................................
4.1 静态测量
4.2 动态测量
第五章实验结果分析.................................................
5.1 误差分析
第六章设计小结.................................................
串联反馈型稳压电路
第一章·设计要求和目的
1.1实验目的
(1) 通过实验进一步掌握稳压电路的工作原理。 (2) 学会电源电路的设计与调试方法。
1.2 实验要求
(1) 性能指示要求:
a. 输入220V 交流电压,具有输出电压可调功能,输出电压范围3~18V 。
串联反馈式稳压电路
模拟电子技术
知识点: 串联反馈式稳压电路
模拟电子技术
知识点: 串联反馈式稳压电路
串联反馈式稳压电路
1.稳压电源的质量指标
• 稳压系数
OVO /V
VI /VI
• 输出电阻RO
表明电网电压的波 动 对输出电压的影 响
RL常数
表明负载电阻对稳压 性能的影响
RO
VO IO
VI 常数
串联反馈式稳压电路
2. 串联反馈式稳压电路的工作原理
R
VREF + A
12V 6V
= 60 mA
100
根据耗散功率可计算出稳压二极管的最大稳定电流 为: 240mW 40mA
6V
故输出电流io的范围为:60mA -(5~40mA), 即20 ~ 55mA
例题:直流稳压电源电路如图所示。已知电阻 R = 100 Ω;稳压管DZ的稳定电压Uz = 6 V,允许耗散功 率为 240 mW, 最小稳定电流 Iz min = 5 mA;经电容 C 滤波后得到的直流电压为 12 V。 ④ 电路能否空载工作,为什么?
vo↓
当负载、输入电压变化时,输出稳定。
串联反馈式稳压电路
R
VREF + A
串联型稳压电源设计
串联型直流稳压电源
要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标:1、输出电压6V、9V两档,同时具备正负极性输出;
2、输出电流:额定电流为150mA,最大电流为500mA;
3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p≤5mv;
一.原理电路和设计程序
小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,如图所示。220V的交流电经变压器后变成电压值比较小的交流,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。下图为其基本框架
1.方案比较确定
方案一:用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源
方案二:用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电路
上面两种方案中,方案一较简单,但功能较少,没有保护电路和比较放大电路,因而不够实用,故抛弃方案一。从简单、合理、可靠、经济而且便于购买 的前提出发,选择方案二位最终的设计方案。
2.变压电路
(1)电源变压器T 的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui 。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η,式中η是变压 器的效率。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。根据经验,稳压电 路的输出电压一般选取U i =(2~3)Uo 。所以选择15V10W 的变压器。
3.整流和滤波电路
整流电路在工作时,电路中的四只二极管都是作为开关运用,根据整流滤波电路工作原理图可知:
当正半周时,二极管D1、D2导通(D5、D4截止),在负载电阻上得到正弦波的正半周;
串联稳压电源设计
目录
一、设计目的与要求 (2)
1.1、设计目的 (2)
1.2、设计要求 (2)
二、设计思路及参考电路 (2)
2.1、设计思路.................................................... 错误!未定义书签。
2.2、参考电路.................................................... 错误!未定义书签。
三、设计仿真结果 (3)
四、串联稳压电源的改进措施 (4)
4.1使用恒流源负载 (4)
4.2增加电压放大部分的级数 (5)
4.3采用辅助的稳定电源 (5)
4.4增加补偿电路 (5)
五、设计实验收获与体会 (5)
一、设计目的与要求
1.1、设计目的
在电子电路中,通常需要电压稳定的直流电源供电。本次设计的目的是通过串联稳压电源的设计、安装和调试掌握直流电源的工作原理及其一般设计方法,了解变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器在电路中的作用,掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。
2.2、设计要求
设计一串联稳压电源,要求其输出电压在9~12V可调,并且具有过流过压保护装置。
二、设计思路及参考电路
2.1、设计思路
稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成。电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值,然后通过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波电路加以滤除,从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压的波动、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后,还需要接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时,维持输出电压电流稳定。
串联型直流稳压电源设计与仿真
模拟电路课程设计报告
设计内容:串联型直流稳压电源
设计一个输出电压在6~15V可调的串联型直流稳压电源,将市电(220V/50HZ的交流电)经电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路后转变为6~15V的直流稳定电压。
目录
一:设计要求
二:直流稳压电源原理描述
三:设计步骤及电路元件选择四:各模块电路图及其仿真结果五:总的电路图及其仿真结果六:总结
一:设计要求
设计一个最大负载电流100mA左右,输出电压在6~15V可调的串联型直流稳压电源,将市电(220V/50HZ的交流电)经电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路后转变为6~15V的直流稳定电压。二:直流稳压电源原理描述
电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外,大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源。
图(1)直流稳压电源框图
图(4)具有放大环节的串联型稳压电路
图(5)串联型直流稳压电源电路图
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成,其原理框图如图(1)所示。电网供给的交流电压U1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电压U2,然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3,再用滤波器滤去其交流分量,就可得到比较平直的直流电压U I.但这样的直流输出电压,还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合,还需要使用稳压电路,以保证输出直流电压更加稳定。
图(2),(3),(4)串联起来就组成了具有放大环节的串联型稳压电源电路图,即图(5),其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为具有放大环节的串联型稳压电路,它由调整元件(晶体管Q1,Q2组成的复合管);比较放大器(集成运放A);取样电路R2、R4、R3,基准电压D Z、R1等组成.整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统,其稳压过程为:当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时,取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器,并与基准电压进行比较,产生的误差信号经比较放大器放大后送至调整管的基极,使调整管改变其管压降,以补偿输出电压的变化,从而达到稳定输出电压的目的.
串联型稳压电源设计
模拟电路课程设计报告
——串联型直流稳压电源
学院:物理与光电工程学院
班别:13级光电信息科学与工程1班
姓名:黄志钊
学号:3113008495
串联型直流稳压电源课程设计报告
题目:串联型直流稳压电源
要求:设计晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标:1、输出电压6V、9V两档。
2、输出电流:额定电流为150mA,最大电流为500mA(这个指标验收时可放松些);
3、纹波电压峰值▲V op-p≤5mv。
原理图设计
方案比较与确定
方案一:用晶体管和运放组成的基本串联型直流稳压电源
方案2:用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电源
方案2比方案1优点在与增加了保护电路,且电路较为简单。所以决定选择方案2。
整体电路框图的确定
小功率稳压电源有电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分如图所示。220V的交流电经变压器后变成电压值比较小的交流,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。下图为其基本框架
变压器部分
这一部分主要完成交流电压降压变换,一般是将220V的交流电降为略高于稳压输出电压的交流电。若电源输出为Uo,变压器次级电压为Ui2,经整流滤波后输出到稳压电流为Ui3,考虑到调整管上的管压降,一般取
Ui3=1.2Uo+(3~8)V左右。
整流部分
该电路中采用桥式全波整流,在设计和组装时,整理元件可用4个整流二极管或整流桥堆,选择元件的过程中要注意整流二极管的最大反向耐压和最大电流。
整流方面常用的有单相桥式整流和单相半波整流。因为单相桥式整流是全波整流,电压高,脉动小,所以采用的是单相桥式整流。
---串联调整型稳压电源设计原理
----串联调整型稳压电源设计原理
1,设计方案简介
1.1 基本方案介绍
本设计电路分为降压电路、整流电路、滤波电路和调压稳压电路四大部分,稳压电路部分又由基准电压源、输出电压采样电路、电压比较放大电路、过流保护电路和输出电压调整电路组成。
1.1.1降压电路
本电路使用的降压电路是单相交流变压器,选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。
1.1.2整流电路
整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路。我们选取单相桥式整流电路实现设计中的整流功能。
1.1.3滤波电路
采用电容滤波电路。由于电容在电路中也有储能的作用,并联的电容器在电源供给的电压升高时,能把部分能量存储起来,而当电源电压降低时,就把能量释放出来,使负载电压比较平滑。由于本电路后级是稳压电路,因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波。
1.1.4稳压电路
串联型线性稳压电路的本质是一个具有深度负反馈的电压反馈型功率放大器,一般由基准电压源、输出电压采样电路、电压比较放大电路、过流保护电路和输出电压调整电路组成。
1.2总体设计方案
晶体管串联型直流稳压电源的典型电路方框图如图1.1所示。它由整流滤波电路、串联型稳压电路、辅助电源和保护电路等部分组成。
图1.1直流稳压电源电路原理方框图
2,设计条件及主要参数表
使用分立元件设计串联型稳压电源,主要参数要求为:
1,输出电压在6V—12V范围内可调;
(完整版)串联型稳压电源的设计
一、计题目
题目:集成直流稳压电源
二、计任务和要求
要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
指标:1、输出电压6V、9V两档,正负极性输出;
2、输出电流:额定电流为150mA,最大电流为500mA;
3、纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv;
三、理电路和程序设计:
(2)、整流电路的设计及整流二极管的选择
由于输出电流最大只要求500mA,电流比较低,所以整流电路的设计可以选择常见的单相桥式整流电路,由4个串并联的二极管组成,具体电路如图3所示。
图3单相桥式整流电路
二极管的选择:当忽略二极管的开启电压与导通压降,且当负载为纯阻性负载时,我们可以得到二极管的平均电压为 :
心得体会:通过这次课程设计,我对于模电知识有了更深的了解,尤其是对与线性直流稳压电源方面的知识有了进一步的研究。同时实物的制作也提升了我的动手能力,实践能力得到了一定的锻炼,加深了我对模拟电路设计方面的兴趣。理论与实践得到了很好的结合。
2个
调整管
TIP41
TO220
1个
TIP42
TO220
1个
五、电路的调试及仿真数据
正负输出的可调的最Hale Waihona Puke Baidu值和最小值电压数据如下图:
调节可变电阻,可以得到课程设计所要求输出的6V和9V的电压,仿真数据如下:
串联稳压电路的设计方法
串联稳压电路的设计方法
串联稳压电路是一种常见的电路设计方法,用于稳定电压输出。通过将多个稳压电路串联连接起来,可以实现更高的稳定性和精度。本文将介绍串联稳压电路的设计方法和注意事项。
我们需要了解什么是稳压电路。稳压电路是一种能够在输入电压变化时保持输出电压稳定的电路。常见的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。线性稳压电路通过调整电路中的元件来实现稳压,而开关稳压电路则通过开关控制来实现稳压。在实际应用中,我们常常需要更高的稳定性和精度,这就需要使用串联稳压电路。
串联稳压电路的设计方法如下:
1. 选择稳压芯片:首先,我们需要选择合适的稳压芯片作为基础。常见的稳压芯片有LM317、LM7805等。选择稳压芯片时需要考虑其稳定性、精度、负载能力等因素。
2. 计算电路参数:根据所需的输出电压和电流,计算电路中的元件参数。这包括输入电压、输出电压、电流限制等参数。根据这些参数,我们可以选择合适的电阻、电容等元件。
3. 连接电路:将选择的稳压芯片和其他元件连接起来。注意正确连接芯片的引脚,以及电阻、电容的极性。可以使用焊接或插线的方式连接电路。
4. 调整稳压电路:连接好电路后,我们需要进行调整和测试。首先,根据稳压芯片的数据手册,调整电路中的元件值,以达到所需的输出电压。然后,通过连接负载并测量输出电压,来验证电路的稳定性和精度。
在设计串联稳压电路时,还需要注意一些事项:
1. 热稳定性:由于串联稳压电路中的稳压芯片会产生一定的热量,因此需要考虑散热问题。可以使用散热片、散热器等辅助散热装置,以确保电路的稳定性。
完整版串联型稳压电源的设计
完整版串联型稳压电源的设计
稳压电源是将不稳定的电压转换为稳定的电压输出的电子设备。其中,串联型稳压电源是一种常见的设计,并且拥有非常广泛的应用。本文将深入介绍串联型稳压电源的设计。
一、串联型稳压电源的工作原理
串联型稳压电源的基本原理是将需要输出的电压与参考电压串联,并通过对电路中的电阻值进行控制,实现对输出电压的精确控制。其中,参考电压由参考电压源提供,而串联的电阻装置则起到了分压、稳压及电流限制等作用。
串联型稳压电源的设计参数包括输入电压、输出电流、输出电压等。其中,输出电压是最为关键的参数,在设计过程中需要特别注意。为了保证输出电压稳定,需要选择稳压管,并通过对管路进行合理的设计,使得输出电压和输入电压只有极小的压降。
三、串联型稳压电源的常见电路结构
1. 基本串联式稳压电源
降压型串联式稳压电源的基本电路与基本串联式稳压电源类似,只是在参考电压源和串联电阻之间加入了降压二极管,用于实现输入电压到输出电压的降压,且具有良好的过载保护能力。
可调节的串联型稳压电源与基本串联式稳压电源的区别在于稳压管的选择,需要选用可调节管件。通过对管子的控制,实现对输出电压的可调节,可在实际应用中灵活调节,应用非常广泛。
1. 确定设计参数
首先,需要确定设计参数,比如输入电压、输出电流、输出电压等,考虑是否需要实现可调节。还需要进行电路分析,明确所设计电路的基本结构和组成部分。
2. 选择合适的器件
根据设计参数和电路结构,选择合适的器件,比如参考电压源、串联电阻、电容器、稳压管、降压二极管等,保证器件性能优良,具有良好的可靠性和长期稳定性。
串联反馈式稳压电源
10.2 串联反馈式稳压电源
一、稳压电源的质量指标
稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数、输出电阻、温度系数及纹波电压等。这些质量指标的含义,可简述如下。
由于输出直流电压VO 随输入直流电压VI(即整流滤波电路的输出电压,其数值可近似认为与交流电源电压成正比)、输出电流IO 和环境温度T(℃)的变动而变动,即输出电压VO = f(V1,IO,T),
因而输出电压变化量的一般式可表示为
或
式中的三个系数分别定义如下:
输入调整因数
KV反映了输入电压波动对输出电压的影响,实际上常用输入电压变化DVI时引起输出电压的相对变
化来表示,称为电压调整率,即
电压调整率也可定义为:在温度和负载恒定条件下,输入电压变化10%,输出电压的变化,单位为
mV。
有时也以输出电压和输入电压的相对变化之比来表征稳压性能,称为稳压系数,其定义可写为
输出电阻
Ro反映负载电流IO变化对VO的影响。
温度系数(mV/℃)
上述的系数愈小,输出电压愈稳定,它们的具体数值与电路形式和电路参数有关。
至于纹波电压,是指稳压电路输出端交流分量的有效值,一般为毫伏数量级,它表示输出电压的微小波动。(参见前面的知识点——桥式整流电路的性能分析)
应当指出的是,稳压系数g 较小的稳压电路,它的输出纹波电压一般也较小。
二、工作原理
图1是串联反馈式稳压电路的一般结构图,图中VI是整流滤波电路的输出电压,T为调整管,A为比较放大电路,VREF为基准电压,它由稳压管DZ与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得(可参见齐纳二极管一节),R1与R2组成反馈网络,是用来反映输出电压变化的取样环节。
串联型直流稳压电源课程设计.
一、任务技术指标
设计一个串联型直流稳压电源,将电网电压变为所要求的输出电压,并具有稳定的输出,具体的设计要求如下:
1.直流输出电压Uo为12V。
2.最大输出电流Io为500mA。
3.稳压系数Sr小于等于0.05。
4.具有过流保护功能。
5.用仿真软件进行仿真调试。
6.完成并上交设计报告。
二、总体设计思想
1.基本原理
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路这几大部分组成。变压器把电网电压变为所需要的低压交流电。整流电路把交流电压变为直流电压。为了减小电压的脉动,需要通过低通滤波电路滤波,使输出电压平滑。稳压电路的作用是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响,从而获得足够高的稳定性。
基本原理分析:如图1是简易串联稳压电源,T1是调整管,D1是基准电压源,1R 是限流电阻,R2是负载。由于T1基极电压被D1固定在UD1,T1发射结电压(UT1)BE在T1正常工作时基本是一个固定值(一般硅管为0.7V,锗管为0.3V),所以输出电压UO=UD1-(UT1)BE。当输出电压远大于T1发射结电压时,可以忽略(UT1)BE,则UO≈UD1。
图1 简易串联稳压电源
假设由于某种原因引起输出电压UO降低,即T1的发射极电压(UT1)E降低,由于UD1保持不变,从而造成T1发射结电压(UT1)BE上升,引起T1基极电流(IT1)B上升,从而造成T1发射极电流(IT1)E被放大β倍上升,由晶体管的负载特性可知,
更多的
这时T1导通更加充分管压降(UT1)CE将迅速减小,输入电压U
串联反馈式稳压电源改进电路
误 差 比较 放大器 的控 制下 进行 的 。取 样 电路 和基准 电 压相 比较 , 并把 比较 后 的误 差 信号送 人放 大器 , 增强 反 馈控 制效 果 。因为 取样 得 来 的是 电压信 号 , 所 以这 种 电源 实际 上是一 个 以 电压 作 为调节 对象 的 自动 调节 系 统, 其 调节 模式 如 图 2所 示 。 图 2中 , K。 为 调节 系 统 开环 时 的电压 传递 函数 , 也就 是开 环稳 压 系数 ; K 为 执行 机构 在 系统 闭环 时 的 电压 传 递 函数 , 也 就是 调 整 管 电路 的 电压 放大 倍数 ; K 是误 差放 大器 开环 电压 放
Te l e c o m Po we r Te c h n o l o g y J a n .2 5 ,2 ( ) 1 4。Vo 1 .3 l No . 1
文章 编号 : 1 0 0 9 — 3 6 6 4 ( 2 0 1 4 ) ( ) 1 一 O 0 3 7 — 0 3
大倍 数 ; 为 取 样 电路 的 电压 传 递 函数 , 也 就 是 取 样 分压 器 的分压 比。根 据 调节 原 理 可 知 , 该 系 统 的调 节 函数为 :
F一 『 干 1
由公 式 可知 , 无 论 输 人 电压 波 动还 是 负 载 变化 对 输出电压 的影 响: 反馈 系统 是 开 环 系统 的 1 / ( 1+ n K K) 倍 。更 具体 来说 , 就 是 反馈 调 整 型稳 压 电源在 电 网电压调 整率 、 负 载调整 率等 主要技 术性 能方 面 , 都 是 以硅 稳压 二极 管稳 压 电源为 代表 的参数 型稳 压 电源 的( 1 +n K K) 倍, 这就 是反 馈 调整 型稳 压 电源 比参数 型稳压 电源 应用 得更 普遍 的主要 原 因 。
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1课程设计的目的
通过课程设计,培养综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的实际本领,加深对该课程知识的理解。
主要培养以下能力:查阅资料:搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力;方案的选择:树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力;迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力;用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
为以后的毕业设计奠定了坚实的基础。
2课程设计的题目描述和要求
(1)设计要求
①直流输出电压U
O =20V,最大输出电流I
Omax
=200mA
②稳定程度:当电网电压变化±10%时,输出电压U
O
的变化小于±0.5%;电源内阻RO≤0.5Ω(即I O由变到200mA时,输出电压的变化值△U O≤
0.5Ω×200mA=0.1V,为输出电压U O=20V的0.5%)
③输出端纹波电压有效值小于5mV
④工作温度:-10℃~+40℃
(2)电路可以达到的技术指标
①输出电压U
O =20V,输出电流I
O
=0~200mA
②电网电压波动±10%,输出电压变化小于±0.1%
③电源内阻R
O
≤0.1Ω
④输出纹波电压有效值小于2mV
3课程设计报告内容
3.1设计方案的选用和说明
串联型稳压电路:串联型稳压电路是以稳压管稳压电路为基础,利用晶体管的电流放大作用,增大负载的电流;在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定;并且,通过改变反馈网络参数使输出电压可调。
串联反馈型晶体管稳压电路:工作在放大区的晶体管,它的集-射极之间的
电压U
ce 和集电极电流I
c
随基极电流I
b
的大小而变动。当基极电流I
b
增加时,U
ce
将减小,I
c
将增大,这相当于晶体管集电极与发射极间的电阻减小;而当基极电
流I
b 减小时,U
ce
将增大,I
c
将减小,这就相当于晶体管集电极与发射极之间所
呈现的电阻增大。由此可见,在线性放大区工作的晶体管,在基极电流的控制下,集-射极之间的电阻是可以改变的。所以,晶体管完全可以充当串联反馈型稳压电路的调整元件,称为调整管。用晶体管作调整管的串联反馈型稳压电路叫做反馈型晶体管稳压电路。
所以,可以选用串联型稳压电路来实现对串联反馈调整型稳压电路的设计。
3.2设计方案的各部分工作原理
单相交流电经过电源变压器,整流电路和稳压电路,滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压,其方框及各电路的输出电压波形如图3.2.1所示,下面就各部分的作用加以介绍。
图3.2.1 直流稳压电源方框图
直流电源的输入为220V的电网电压,一般情况下,所需直流电压的数值和电网电压的数值相差较大,因而需要通过电源变压器降压后,再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。目前有些电路不用变压器,利用其他的方法升压或者降压。
变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换成直流电压,即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。半波整流电路和全波整流电路的波形如图中所画。可以看出,它们均含有较大的交流分量,会影响负载电路的正常工作;例如,交流分量会混入输入信号被放大电路放大,甚至在放大电路的输出端所混入的电源交流分量大于有用信号,因而不能直接作为电子电路的供电电源。应当指出,图中整流电路输出端所画波形是未接滤波电路时的波形,输入滤波电路后将有所变化。
为了减小电压的脉动,需要通过低通滤波电路滤波,使输出电压平滑。理想
情况下,应将交流分量全部滤掉,使滤波电路的输出电压仅为直流电压。然而,由于滤波电路为无源电路,所以接入负载后势必影响其滤波效果,对于稳定性要求不高的电子电路,整流,滤波后的直流电压可以作为供电电源。
交流电压通过整流,滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压,但是当电网电压波动或者负载变化时,其平均值也将随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变换的影响,从而获得足够高的稳定性。
(1)整流电路
采用单相桥整流电路
单相桥式整流电路,它由四个二极管接成电桥形式构成。其构成原则就是保证在变压器副边电压U 2的整个周期内,负载上的电压和电流方向始终不变。若达到这一目的,就要在U 2的正、负半周期内正确引导流向负载的电流,使其方向不变,所以要接二极管,以引导电流,如图3.2.2所示。
图3.2.2 单相桥式整流电路的几种画法 设变压器副边电压u 2=
U 2sin ωt 。U 2为其有效值。
当u 2为正半周时,电流由a 点流出,经D 1、R L 、D 3流入B 点,如图3.2.2(a )所示,因而负载电阻RL 上的电压等于变压器副边电压,即u o =u 2。D 2和D 4管承受的反向电压为-u 2。当u 2为负半周时,电流由b 点流出,经D 2、R L 、D 4流入a 点,如图3.2.2(a )所示,负载电阻RL 上的电压是-u 2,D 1、D 3承受的反向电压是u 2。
这样,由于D 1、D 3和D 2、D 4两对二极管交替导通,致使负载电阻RL 上在u 2
的整个周期内都有电流通过,而且方向不变,输出电压u o =|
U 2sin ωt |。图
3.2.3
所示为单相桥式整流电路各部分的电压和电流的波形。
图3.2.3 单相桥式整流电路的波形图
(2)滤波电路
整流电路将交流电变为脉动直流电,但其中含有大量的直流和交流成分(称为纹波电压)。这样的直流电压作为电镀、蓄电池充电的电源还是允许的,但作为大多数电子设备的电源,将会产生不良影响,甚至不能正常工作。在整流电路之后,需要加接,尽量减小输出电压中交流分量,使之接近于理想的直流电压。
电容滤波电路是最常见的也是最简单的滤波电路,在整流电路的输出端并联一个电容滤波电路,如图3.2.4所示。
图3.2.4 桥式整流电容滤波电路
假定在t = 0时接通电路,u 2为正半周,当u 2由零上升时,VD 1、VD 3导通,C 被充电,因此u O =u C ≈u 2,在u 2达到最大值时,u O 也达到最大值,见图3.2.4(b)