项目一 可调直流稳压电源设计报告

实验报告一

项目一可调直流稳压电源设计报告

一、设计任务与要求1、设计任务

设计并制作有一定输出电压调节范围的直流稳压电源。2、基本要求

（1）输出直流电压（Uo ）调节范围6~9V 。（输入电压Ui~13V ）（2）纹波小于40mV 。（Vpp ）（3）稳压系数2

210v S −≤×（4）输出电流0~200mA 。

（5）具有过电流保护功能，动作电流200~230mA 。（6）利用通用板制作电路。

（7）给出电路的Multisim 软件仿真。二、基本工作原理与设计要点

简化的可调直流稳压电源原理见下图，电路由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分构成。

稳压电路为较常用的串联型线性稳压电路，它具有结构简单、调节方便、输出电压稳定性强、纹波电压小等优点示。输入电压Ui 为整流滤波电路的输出电压。

稳压电路的输出电压为：

()234

2'

34

0Z BE R R R U U U R R ++=

++由上式可知输出电压与R4的分压呈线性关系，当改变R4抽头位置的大小，则输出电压也将发生变化。

电路中，R1为Q1、Q2、D2提供静态电流；C2为滤波电容，使Q1的基级电位稳定，一般C2去几十uF ；C3为输出滤波电容，以减小纹波输出；Q1是调整管，应具有足够的电流放大倍数和P CM 。

限流型过流保护电路如图示，当I o 较小，U BE2

U V

I R R =

=流过R2、3、4的电流应比Q2基级电流大很多，一般应有10倍以上。

D 2可以选取0.50.5W W 的稳压管，如：BZV55-B5V1，工作电流通常选取5~10mA 。调整管Q1的安全工作是电路正常工作的保证，它的选用主要考虑其极限参数I CM ，U （BR ）CEO 和P CM 。调整管极限参数的确定，必须考虑到输入电压U I 由于电网电压波动而产生的变化，以及输出电压的调节和负载电流的变化所产生的影响。若单管性能无法满足需求，可采用复合管。三、

列出设计步骤和电路中各参数的计算结果

稳压管D 的参数:稳压在5.1v 左右，此时的电流范围是5~30;

mA mA R1的计算：11.7~14.3I U V =；57.4~10.4Q C U V =;又知道55Q C mA I ≤，则流过R1的电流15I mA >;

Im 51

5ax Q C

U U mA R −>;则R1=240Ω；

R0的计算：000.7;200; 3.5;BE U V I mA R ≈><Ω但在实际测量的过程中发现，电压输出衰减很快，这是由于内阻过大引起的，对内阻主要影响的就是R0的阻值，为了适当减小R0的阻值，我们在R0旁边并联一个22Ω的电阻。电路图中已经显示。

电阻R2,R3,R4的计算：

23423433434

5.7

5.79; 5.76;3;

R R R R R R mA R R R R R ++++×>×>>+

+

从而得到R2≈33Ω;R3≈820Ω;R4≈2K Ω;

Q1,Q2,Q3,Q5的选取：首先Q1，Q1取9013，首先是他具有比较大的放大倍数，但是他的功率比较小，所有就有了Q2，13005的出现，13005是一个大功率三极管，因此我们把9013和13005构成一个组合管，这样既满足电流放大倍数的

要求，又满足了功率要求。Q3的选取没有什么限制，主要用于限流，我们取9019013

3即可。Q5同Q3一样，没有什么特殊要求，故我们取常用的9013。

四、列出性能指标的测试过程（1）．输出电压范围与最大输出电流的测试

输出电压范围测试应在200mA 条件下测试，过流保护电路不应动作，此时负载电阻L R 上消耗的功率较大，max 0090.2 1.8L P U I W ==×=应注意负载电阻L R 的额定功率选取:U(V)I(mA)M ax 9.47198.9min

5.91

208.0

最大输出电流测试时，用数字电压表测量的电压值就是U o ，然后慢慢调小L R ，直到U o 的值下降5%，此时流经L R 的电流就是0MAX I ;；列表中被*标记过的就是下降5%时的数据。被Δ标记的则是满载时的电压，电阻,此数据在计算输出电阻的时候将会被用到。U0=6V ，

U0(V)L R (Ώ)

I(mA)

6∞05.9989.267.25.9859.5100.55.9738.5155.35.9629.9199.3Δ5.726.5215.1*

5.19

23.1

224.6

U0=7.5V ，

U0(V)

L R (Ώ)I(mA)7.48∞07.46103727.4674.0100.87.4557.3130.07.4437.5198.4Δ7.1032.3218.8*

6.2

28.2

219.8

U0=9.0V,

U0(V)

L R (Ώ)I(mA)9.01∞08.98103.1878.9789.1100.68.9660.7147.68.9445.3197.4Δ8.7437.7231.88.53

36.0

236.9

*

（2）．稳压系数的测量

在13I U V =时，测出稳压电源的输出电压U o 。然后调节自耦变压器使输入电压

14.3I U V =，测出稳压电源对应的输出电压U o1；再调节自耦变压器使输入电压11.7I U V =，测出稳压电源的输出电压U o2。则稳压系数为：

01020

13

14.311.7V I I

U U U U S U U U ∆−=

=•−对应上表中的数据，我们计算三种电压下的稳压系数：U0=9

U0Ui R 91345.38.8711.745.39.114.345.3

01020

01314.311.7V I I U U U U S U U U ∆−==

•∆−=0.1

9

8.87

-9.111.8-14.313=•U0=7.5;

U0Ui

R 7.51337.47.4311.737.47.55

14.3

37.4