串联稳压源的设计

串联稳压源的设计

兰州职业技术学院

电子产品生产工艺课程设计报告串联型稳压电源的设计

电子与信息工程系

应用电子

2013

尹如云任钊

20132491 20130939

指导教师单位指导教师姓名电子与信息工程系

马玲

2014年7月

1、电路指标

①直流输出电压U o：6V〜15V ;

②最大输出电流Io : 500mA ；

③电网电压变化±10%时，输出电压变化小于±1 %;

2、电路初选

图1 :直流稳压电源电路设计初选电路图

由于桥式整流、电容滤波电路十分成熟，这里我们选择桥式整流、电容滤波电路作为电源的

整流、滤波部分。由于要求电源输出电压有一定的调整范围, 稳压电源部分选择串联负反馈

3、变压部分

这一部分主要计算变压器B1次级输出电压（U B1 ）0和变压器的功率P BI。

般整流滤波电路有2V以上的电压波动（设为AU）。调整管T1的管压降（U T1）CE

应维持在3V以上，才能保证调整管T1工作在放大区。整流输出电压最大值为15V。根据

第二章《常用整流滤波电路计算表》可知，桥式整流输出电压是变压器次级电压的 1.2 倍。

当电网电压下降一10%时，变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作, 那么变压器B1次级输出电压（U B1 ）OMIN应该是:

(U B1)OMIN =( AU D +( U T1)CE+(U O) MAX ) +1.2

(U B1)OMIN =( 2V + 3V + 15V) +.2= 20V+1.2= 16.67V

则变压器B1次级额定电压为:

(U B1)0=( U B1 ) OMIN +0.9

(U B1)O= 16.67V +.9 = 18.5V

当电网电压上升+ 10%时，变压器B1的输出功率最大。这时稳压电源输出的最大电流 （I O ） MAX 为500mA 。此时变压器次级电压（ U B 1 ） OMAX 为:

(U BI ) OMAX =( U BI ) o X1.1

U

B1) oMAX =

18.5V >1.1=20.35V

变压器 B1 的设计功率为：

P B1 =( U B1 ) oMAX >( I o ) MAX P B1= 20.35V >500mA = 10.2VA

率为12VA 实际购买零件时如果没有输出电压为

18.5V 的变压器可以选用输出电压为

18V

或以上的变压器。当选用较高输出电压的变压器时，后面各部分电路的参数需要重新计算， 以免由于电压过高造成元件损坏。

4、整流部分

这一部分主要计算整流管的最大电流

（I D 1）MAX 和耐压（V D1）RM 。由于四个整流管 D1

D4参数相同，所以只需要计算

D1的参数。

I

D1 ) MAX =

0.5 >I o

I

D1) MAX =

0.5 >500mA = 0.25A

整流管D1的耐压（V DI ） RM 即当市电上升10%时D1两端的最大反向峰值电压为: (V D 1)RM ~ 1.414 >U B 1 ) OMAX = 1.414 >1 X( U B 1 ) o ~ 1.555 >U B 1 ) o (V D 1)RM 〜1.555 > 18.5V 〜29V

得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表，这里我们选择额定电流 值电压

50V 的IN4001作为整流二极管。

5、滤波部分

这里主要计算滤波电容的电容量 C1和其耐压V c1值。

根据根据第二章滤波电容选择条件公式可知滤波电容的电容量为（ 般系数取5，由于市电频率是 50Hz ,所以T 为0.02S , R 为负载电阻。 当最不利的情况下，即输出电压为 15V ,负载电流为500mA 时:

C1 = 5 >0.5 ( U o ^o )

C1 = 5 >0.5 >.02S (15Vn.5A )〜1666 ^F

为保证变压器留有一定的功率余量，确定变压器

B1 的额定输出电压为 18.5V ，额定功 根据第二章《常用整流滤波电路计算表》可知，整流管

D1 的最大整流电流为：

考虑到取样和放大部分的电流，可选取最大电流（

I

D1)MAX 为

0.3A 。

1A ,反向峰

3- 5) >0.5 >T^R,

当市电上升 10％时整流电路输出的电压值最大，此时滤波电容承受的最大电压为：

V CI =( U BI ) OMAX = 20.35V

实际上普通电容都是标准电容值， 只能选取相近的容量， 这里可以选择 电解电容。耐压可选择25V 以上，一般为留有余量并保证长期使用中的安全,

当负载电流最大时最大允许集电极电流（ I T1）CM 为:

I

T1 ) cM =

I O = 500mA

考虑到放大取样电路需要消耗少量电流，同时留有一定余量，可取（

3DD155A 作为调整管T1。该管参数为：P CM = 20W , I CM =

1A , BV CEO > 50V 完全可以满足要求。如果实在无法找到

3DD155A 也可以考虑用 3DD15A 代

替，该管参数为：

P CM = 50W ， I CM = 5A ， BV CEO 》 60V 。

调整管 T2 各项参数的计算原则与 T1 类似，下面给出各项参数的计算过程。

BV

T2)cEO =(

BV T1)cEO =(U B1)OMAX =20.35V

同样考虑到留有一定余量，取（

BV T2）cEO 为 25V 。

CM =( I

TI ) CM * T I

CM =

600mA + 40 = 15mA

CM =(( U B1 ) OMAX — U OMIN ) X( I T2) CM cM =( 20.35V —6V) X15mA= 0.21525W 考虑到留有一定余量，可取( P T2) CM 为 250mW 。

查询晶体管参数手册后选择

3GD6D 乍为调整管T2。该管参数为：P cM = 500mW , I CM =

20mA , BV CEO > 30V 完全可以满足要求。还可以采用 9014作为调整管T2,该管参数为:

P cM = 450mW , I cM = 100mA , BV CEO > 45V 也可以满足要求。

选择调整管T2时需要注意其放大倍数

80

的耐压值选大一点，这里选择

35V 。

2200卩F 的铝质

可将滤波电容

6、调整部分

调整部分主要是计算调整管 T1和T2的集电极-发射极反向击穿电压（

BV T 1 ) CEO ，最

大允许集电极电流（I TI ） CM ，最大允许集电极耗散功率（

P T1 )CM 。

在最不利的情况下，市电上升 10％，同时负载断路，整流滤波后的出电压全部加到调 整管T1上，这时调整管 T1的集电极一发射极反向击穿电压（ BV TI ） CEO 为:

BV T1)cEO =( U B1)OMAX = 20.35V

考虑到留有一定余量，可取（

BV Ti ) CEO 为 25V 。 这样大允许集电极耗散功率（

P

T1 ) CM 为：

(P T 1 ) CM =(( U B 1 ) OMAX

—U OMIN ) X ( I T 1) CM P

T1)cM =( 20.35V-6V ) X600mA = 8.61W 考虑到留有一定余量，可取（ P TI ) CM 为 10W 。

I

T1) CM 为

600mA 。

查询晶体管参数手册后选择

选择调整管TI 时需要注意其放大倍数B 》

40。

P T2) P

T2)