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；
当负半周时，二极管D5、D4导通（D1、D2截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周
滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加
以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。

U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为：
2)2.1~1.1(U U I =
在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 22U U RM =
流过每只二极管的平均电流为： R
U I I R D 245.02==
4.稳压电路
交流电压经过整流、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负载变化时，其平均值也随机变化。

稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网的电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得更高的稳定性。

由于成本、元件和仿真的条件限制，稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路和一个保护电路
由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节，造成电路
的灵活性较差；同时由输出电压直接控制运算放大器的工作，造成电路的稳压效果也不够理想。

所以必须对简易稳压电源进行改进，增加一级放大电路，专门负责将输出电压的变化量放大后控制运算放大器的工作。

由于整个控制过程是一个负反馈过程，所以这样的稳压电源叫串联负反馈稳压电源。

输出电压的范围由0-12V 稳压管稳压为3.6V
有公式可知道 3.6（1+R4∕R2）=6 3.6（1+R3∕R2）=9 其中R2=1kΩ得到R4=666Ω R3=1.5kΩ因此可以选择R4=660Ω R3=1.5KΩ
5. 保护功能原理
过流保护电路能够在稳压器输出电流超过额定值时，限流调整管发射极电流在某一数值或使之迅速减小，从而保护调整管不会因电流过大而烧坏。

凡在过流时使用调整管发射极电流限制在某一数值电路，称为限流型过流保护电路；凡在过流时使调整管发射极电流迅速减小到较小数值的电路，称为截留型过流保护电路。

下图为限流型过流保护电路
图中Q1为调整管，Q2和R1构成保护电路。

从上面的分析可以得到本次设计的电路图如下
二. 以下为电路的仿真结果
∕
理论值为6.064V 和9.133V 而实际测量值为4.955v 和8.632v
误差分析：
误差相差有差有点大可能是在焊接上出了问题还有就是实际买的原件跟它标出来的理论值有一定的偏差
电路输出的直流电波形图如下
从图中可以看到电波图为标准的直线而且实际测量值也是这样输出波形基本为一条直线纹波电压在2.5mv左右而实际电压的纹波只有0.9mv左右符合要求
三.总结心得
优点：该电路设计简单，纹波值小，使用原件较少，经济实惠，输出功率较大
缺点：电路的实际测得的电压不稳定，有待改进。

课程设计期间，通过学习、查资料、设计、焊接实物电路的过程，使我提高了对电子电路设计的认识，更加牢靠的掌握了所学的理论知识。

这次课程设计，让我明白了理论和实际是有很大差距的，在仿真软件中能完美运行的，在实际元件操作中却可能会有不一样的结果。

让我明白了，理论必须联系实际，实践是检验真理的标准。

这一次课程设计对我们来说是一次很好的训练，可以测试我们对于电子电路设计的掌握程度，提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领，为将来的毕业设计和从事工程设计工作打下基础。

四主要参考书目：
1、童诗白、华成英，《模拟电子技术基础》
2、康华光，《电子技术基础》模拟部分
3、赵淑范王宪伟，《电子技术实验与课程设计》
五.附录。