模电课程设计+直流稳压电源

1）题目：串联型直流稳压电源

2)设计任务和要求

任务：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；

3)整体电路设计

*整体电路框图

（1）方案比较；

方案一：

Q1方案二：

¸

50%

Q12N2923

¸

50%

这两种方案都是在图（1）框图的思想指导下设计的，都是将市电经过变压，整流，滤波，再经过稳压电路后输出一个稳定的电压。 电路的各部分原理如下：

1、变压

变压部分是由一个220V 交流电源和变压器组成的！变压器是通过线圈的比例来调整输出电压的。由Ui=(2~3)Uo 可大概确定线圈的匝数比！ 2、整流

整流部分是由四个晶体二极管组成的，利用晶体二极管的正向导通、反向截止的特性，将交流电正流程变压直流电。！ 3、滤波

利用了电容通交流，阻直流的特性，可以将大部分的交流信号直接导向低端，从而达到滤波的效果

*可以由Ui=(2~3)Uo 选择整流滤波电路的元件参数。 4、基准稳压电路

基准稳压电路是由一个电阻和稳压管组成的！稳压二极管是一种硅材料支撑的面接触型的晶体二极管，当稳压管在反向击穿的时候，在一定的电流范围内，（或者说在一定的功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性。只要控制反向电流不超过一定值，管子就不会因过热而损坏！而在这各组成部分中的电阻就承担起这个责任！通过电阻的分压，可以使的稳压管工作在有限电压范围之内！

5、取样、调整、放大

这三个部分是连成一体的。首先先通过三个串联电阻以及稳压管取样，然后在通过运算放大电路的放大。放大后的数值输出给调整管的基极，经过三极管的放大功能，调整U0的电压值！这是一个深度反馈电路，从而保证了能够输出一个恒定稳压值！其总过程为：

当U0增大，这是运放两端的取样就增大，由于运放是反向接入电路，所以

其是反向放大从而是输出运放输出端电压值变小，再通过三极管的放大作用，基极的电压变小，其发射极的电压自然也就降低了！从而减小了U0数值！

同理，当U0减小的时候，通过这个部分电路的共同作用，可以将U0提升上来，从而达到稳压输出的效果！

稳压电路原理框图如下：

保护电路

方案一：L

通过上面的原理，我开始设计了方案一的原理图。在这个方案中，我采用的是一个电路正常的正极输出，然后通过在负载端接上两个相同的电阻，将两个电阻的中间接地。通过串联电阻分压的原理，将十二伏的电压分成+6以及-6V。虽然通过示波器的数据可以看到电源可以同时输出正负极性的电压。但是，我忽略了一个问题，那就是当这个电源接上负载的时候，会改变我原来接在电路上为了分压而接的电阻的阻值，从而不能单极性输出稳定电压。这个输出电压会随着负载的变化而变化。而且，这个电路还有一个至命的问题，就是电路刚启到时电压会跳到几百伏，这对负载元件是至命的。所以，这个方案我没有采用。

方案二：

也是通过上面的原理，我开始设计了方案二的原理图。在这个方案中，我吸取了方案一的教训。我就重思考，在《模拟电子技术基础》的P520的图10.2.7原理下,我就通过看书、上网、和同学交流，然后，在类比思想下，设计出电源的负电压输出部分。最后，通过一些元件的调整，终于得到让我满意的结果。

（3）元器件选择：

电路元件统计表

标号型号封装形式数量

晶体二极管1N4001DO-35 4

晶体三极管2N2222A TO-18 2

2N2923TO-92 2

2N2714TO-92 2 电容1mF$P_ELKO_B 2

200uF$P_ELKO_B 2 稳压管1N4372A DO-204AH 2 运算放大器LM741J CDIP-8(J08A) 2 交流电源220 50Hz无 1 变压器TS_PQ4_24 XFMR_5PIN 1 单刀双掷开关 2 滑动变阻器20 无 2 电阻各种无若干

4)电路仿真过程与结果

电压为正负6V时：

输出的直流波形

纹波的波形

输出电压为正负9V时

示波器中的直流输出波形

纹波的波形

理论数据实测数据纹波Vpp

U01 6V 5.982V 11.797uV

U01' -6V -5.996V 456.9uV

U02 9V 9.051V 28.720uV

U02' -9V -8.993V 654.5uV

误差分析：

还存在着纹波，而且数值相对来说还是不小的！

由于取样电路的电阻数值，可能导致输出的稳定电压值不能达到一个绝对精确的数值！

总结：

本作品优点：

（1）整体电路较为简单，元件使用合理。

（2）输出电压较为稳定且非常精确！

（3）有保护电路。

不足：

（1）电路限流作用不突出。

可能改进方法：

电路限流有待改进！

课程设计的心得体会：

通过这几个星期的学习设计，我学习到更多的模电知识，对串联型直流稳压电源电路的了解更加深入了！同时，对仿真软件的使用也更加熟练了！还有提高了我的自主学习能力和实践能力。最后就是让我认识到了我自身的不足，给我指明了方向，让我有了奋斗、努力的明确目标！

六、主要参考书目：

1、童诗白、华成英，《模拟电子技术基础》

2、Multisim电路与电子技术仿真实验

3、赵淑范王宪伟，《电子技术实验与课程设计》

（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）