直流稳压电源设计报告

3 R6 500Ω
T1
7 R5 3kΩ 9
R3 1Ω
5
1 T2
R4 1kΩ T3 R1 1.2kΩ 12
14
T4 C2 47uF 6
Rp 8 2.2kΩ 50% Key=A 15
R2 2.2kΩ D5 16
经综合分析可得如下原理图：
Q1 10 D3 D1 1N5401 2 V1 33 Vpk 50 Hz 0° 0 D2 1N5401 D4 1N5401 1N5401 C2 3.3mF C1 3.3mF 3 11 R5 1.0kΩ 14 12 2.2kΩ 50% Q4 8 Rp Key=A 15 LED1 C3 47uF 6 D5 1N4737A R2 2.2kΩ 16 R8 3kΩ R6 500Ω Q2 7 R7 3kΩ 9 R3 1Ω 1 Q3 R4 1kΩ R1 1.2kΩ C4 47uF 5
（二）桥式整流桥
桥式整流电路是利用二极管的单向导电性将 交流电变换成单向脉动的直流电压，电路由 四个完全一样的二极管连接而成。它是全波 整流电路的变形，但在一定程度上克服了全 波整流电路的缺点。右图即为桥式整流电路 原理图。图中U1为电源变压器，它的作用是 将交流电网电压U1变成整流电路要求的交流 电压U2，Rl是要求供电的负载电阻四只整流 二极管D1～ D2接成电桥的形式，故有桥式 整流电路之称。 桥式整流电路的工作原理是：在为正半周时 ，VD1、VD3承受正向电压， VD1、VD3导通 ，VD2、VD4承受反向电压， VD2、VD4截止 。电阻R上形成上正下负电压。在负半周时 ， VD2、VD4承受正向电压， VD2、VD4导 通； VD1、VD3承受反向电压， VD1、VD3 截止。R上形成上正下负的电压。四个二级 管两个一组轮流交替导通截止，则R上可以 获得完整的全波整流电压。
拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与 调试能力。 学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
设计要求
输入电压在220v时输出电压在10v—20v之间连续可调
最大输出电流为1.5A，过流保护点也为1.5A； 最大输出纹波电压小于等于50mv，电流电压的调整率
整流部分
ID1max=0.5*1.5=0.75A
（VD1）RM=1.414*（UB1）Omax=37.32V 故选用1N5401（50V,3A）
滤波部分
C1=5*0.5*T/（UO/IO）=3760uF VC1=（UB1）omax=27.5V
调整部分（略）
实验所测数据:
R=1k V~（mV） I（mA） ΔVo R=20 V~（mV） I（A） ΔVo R=14 V~（mV） I（A） ΔVo Vo=11V 1.4 10 0.1 Vo=11V 4.4 0.56 0.1 Vo=11V 5.6 0.78 0.1 Vo=16V 2.2 15 0 Vo=16V 10.5 0.7 0.1 Vo=16V 17 1 0.1 Vo=20V 2.5 20 0 Vo=20V 16.5 0.94 1 Vo=20V 19 1.29 0.1
故障分析及处理:
过流过压保护如何实现取样；

电流取样（串联电阻）；电压取样（并联电阻）； R3实际阻值存在但是电路工作之后两端电压却为零； 串联在回路中，等效为内阻; 滤波电路之后的纹波电压很小但是输出端纹波却增大； 稳压电路对纹波电压有影响；（C3、C4再次滤波） 原件烧坏甚至爆炸，尤其是电阻特别容易烧坏； 功率不够，换功率合适的；对于调整管可加散热器； 空载时电压范围足够，但是接负载之后电压范围减小； 变压器提供的功率不够，参数不达标； 如何判定三极管已经损坏； 测其b-e、c-e结电压，如果不符合一般的标准，就可能 已经损坏，比较明显的是电压相等
短路或者变压器出故障 整流滤波之后的电压波动幅度过大； 整流管之间、电容之间距离过大 有电压输出，但是调节电位器输出电压无变化（调整管开 启电压已经达到）； 比较放大管T4已经损坏（物理击穿） 调整范围不够； 稳压管稳压值太高，延迟了调整 比较放大管T4的引脚接错； 同一型号引脚顺序不同 限流点太低 T3、R7、R3参数不达标
整机性能调试：
开路电压可调范围：10.9V~20.6V;
限流点为1.37A; 纹波电压最大为19mV （R=14 ）;
电压调整率为Svmax=（ΔVo/Vo）/ΔVI*100%=1.6%
电流调整率为SImax=ΔVo/Vo*100%=19.9%
故障分析及处理:
变压器发烫（超过正常温度）；
1N4728A 3 R9 180Ω 4 R5 1kΩ Q5 2N3702
BC182BP
11
14 LED1 10 C2 47uF
8Rp 50% 1kΩ Key=A Q4 15 2SC1815 6 R2 1.2kΩ 1N4739A D7
17
变压器的选择
（UB）omin＝（ΔUD＋（UT1）CE＋（Uo） max）
（四）稳压部分
在这里我们采用串联反馈式

1

３
調整管 保护 电路 启动 电路
稳压电路。右图是其结构图 ，图中V4是整流滤波电路的 输出电压，T1、T2为调整管 ，T4为比较放大电路,D5提供 基准电压，它由稳压管D5与 限流电阻R4串联所构成的简 单稳压电路而得，R1和R2组 成反馈网络。这种稳压电路 的主回路是起调整作用的复 合管（T1、T2）与负载串联 ，故为串联式稳压电路。
2011级电子一班
第 六 部 分
第 五 部 分
第 四 部 分
第 三 部 分
第 二 部 分 设 计 任 务 与 要 求
第 一 部 分
故 障 分 析 及 其 处 理
参 数 计 算 及 各 元 件 的 选 择
单 元 电 路 设 计
设 计 原 理
设 计 目 的
设计目的
学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模
均小于等于1％ ；
设计原理
线性直流稳压电源是由电源变压器、整流、滤波、稳 压四部分组成。如下结构图所示，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，再用滤波电路滤去其交流分量就 可以得到比较平直的直流电压U4,但这样的直流输出电压 还会随交流电网的波动和负载的变化而变动。因此需要 使用稳压电路以保证输出的直流电压更加稳定。
基准 电压
比较放 大电路
取样 电路

２
输出电压的变化量由反馈网络 取样经放大电路T4放大后去控 制调整管T2的c-e级间的电压降 ，从而达到稳定输出电压V0的 目的。当输入电压V4增加时， 导致输出电压V0增加，随之反 馈电压Vf也增加。Vf与基准电 压Vz相比较，其差值电压经比 较放大电路放大后使Vb和Ic减 小，调整管T的c-e极间电压Vce 增大，使V0下降，从而维持V0 基本恒定。其原理图如右所示 ：
18 R6 25Ω
Q1 2N3055A 7 R7 3kΩ 9
R3 1Ω
5
D3 D1 1N5401 2 V1 33 Vpk 50 Hz 0° 0 D2 1N5401 D4 1N5401 1N5401 C4 3.3mF C1 3.3mF
R8 1kΩ

D5
Q2 BD139
1
Q3
R4 1kΩ R1 220Ω 12 C3 47uF RL 10Ω
结构图如下：
串联型稳压电源基本原理
（一）变压器
变压器的作用是把电网提供的交流电压转变成符合整流电
路需要的交流电压。选用的时候，应该考虑就是功率和次 级的交流电压。要根据电压U0和最大输出电流来确定电源 变压器的功率。按照设计要求，变压器的输出电压应为 24V，最大电流应不小于1.5A，本实验选用输出电压为24V、 220/2A的变压器
（三）滤波电路
滤波电路用于滤去输出电压中的纹 波，一般由电抗元件组成。由于电 抗元件在电路中有储能作用，并联
的电容C在电源供给的电压升高时， 能把部分能量存储起来，而当电压 降低时，就能把能量释放出来，使 负载电压比较平滑，即C具有平波作 用；与负载串联的电感L，当电源供 给的电流增加时，它能把能量存储 起来，而当电流减小时又能把能量 释放出来，使负载电流比较平滑， 即电感也具有平波作用。 在桥式整 流电路和负载电阻之间并入一个电 容C即得到电容滤波电路如右图
问题：如何保护？
1、为什么在测数据的过程中出现某元件两端的电位存
在且不相等但是电势差为零？ 2、稳压电路为什么会影响纹波电压？
总结:
本次实验基本完成了实验的目的。通过亲自动手我们进一步熟
悉了实验器材和它们的性能。虽然我们完成的仅是很基本的稳 压器设计，但明晰了稳压器的电路结构，激发了我们的实验兴 趣，为进一步学习电子技术这门课程奠定了基础。 本次实验是我们从原理设计，器件选择，电路搭设，电路调试 完全自己动手完成的实验，虽然实验本身并不复杂，设计难度 也不大，但确使我们充分了解了完成一项设计任务所需完成的 整个过程。特别是在实验的过程中遇到了一些问题，虽然都不 复杂，但是经过我们自己查找分析，最终获得解决的。在设计 过程中我们学到了很多关于电路调试和问题查找的知识。检查 电路，虽说需要较长的时间，却也体味到了解决问题的快感， 最重要的是，让我们知道应该如何根据问题去检查电路，减少 盲目性，提高电路调试效率。
÷1.2 （UB）omin＝（2V＋3V+2×1＋20V）÷1.2=22.5V 因此选择额定输出电压Vo=24V 当电网电压下降10 ％时: （UB）o= （UB）omin /0.9=25V 当电网电压上升10 ％时: （UB）omax= （UB）o *1.1=27.5V 故PB= （UB）omax*I omax=41.25W留有余量 考虑到留有余量选用B（24V，50W）