串联型晶体管稳压电源

目录

1 任务和要求 (1)

2 总体方案设计与选择 (1)

2.1 变压 (1)

2.2 整流 (1)

2.3 滤波 (2)

3 电路总原理框图设计 (3)

4 单元电路设计 (3)

4.1 直流电源及振荡、检波电路设计方案 (3)

4.2 前置放大电路设计方案 (4)

4.3 电压-电流变换电路 (4)

4.4 电流-频率变换电路 (4)

4.5 直流电源欠压报警电路 ............................................................ 错误！未定义书签。

5 单元电路的级联设计 (5)

6 设计总结 (5)

参考文献 (7)

附录 (1)

1任务和要求

(1)任务：设计一种可准确探测小范围内是否存在金属物体的电子

(2)设计要求

系统输出电压在8V-10V可调；

在10V时输出电流不小于100mA；

输出电流在100mA范围内输出电压的绝对误差不大于0.1V；

主要单元电路和元器件参数计算、选择；

画出总体电路图；

安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。

调试电路；

电路性能指标测试

2 总体方案设计与选择

直流稳压电源由变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如上图所示。电网供给的电压经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路转换成方向不变，大小随时间变化的脉动电压，再用滤波器滤其分量，得到比较平直的直流电压。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。

2.1 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节输出电压的。由Ui=（2～3）Uo可大概确定线圈的匝数比。

2.2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。

半波整流电路的优点是使用元器件

少，电路简单；缺点是效率低，输出电压脉动系数大。

全波整流电路可用于稳定性较高、电流较大的场合，他与半波整流电路相比，具有效率高，输出电压脉动性小的优点；其缺点式变压器的体积相对增大。

图1 全波整流电路图

图2 桥式整流

二倍压整流电路一般用于高压、小电流的直流

电路中。

2.3 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。

（a）（b）（c）

A图：电感滤波的优点是带负载能力好；缺点是输出电压较低，适合负载变动较大、负载电流大的场合。

B图：电感滤波电路输出电压和电流脉动均会减少，优点是带负载能力好，缺点是输出电压较低。

C图：LC滤波电路优点是输出的电压高，滤波效果好；缺点是输出电流小，带负载能力差，一般适用于负载电流较小，要求稳定的场合。

2.4 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。

2.5 取样、调整、放大

这三个部分是连成一体。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U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。其过程为：0

U增大，这时运放两端的取样就增加，由于运放是反向接入电路，所以其是反向放大从而当0

使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

U数值。

也就降低了。从而减小了0

U减小的时候，通过这个部分电路的共同作用，可以将0U提升上来，从而达到稳同理，当0

压输出的效果。

3电路总原理框图设计

4单元电路设计

4.1 变压器降压电路

变压器降压电路是利用电源变压器一、二次绕组匝数比的不同来实现电压变换的。电源变压器一次绕组的线径较细，匝数较多，二次绕组的线径较粗，匝数较少，可以有

多个绕组。当变压器的一次绕组接在220V 交流电压上时，二次绕组上就会感应出一定值得交流电压。

4.2 桥式整流电路

桥式整流是性能较好的全波整流电路，适用于稳定性要求较高，电流交大的场合。该电路采用四只整流二极管和无插头电源变压器。

在交流电压的正半周，整流二极管1VD 和3VD 导通，2VD 和4VD 截止；在交流电压的负半周，二极管1VD 和3VD 截止，2VD 和4VD 导通，在负载电阻L R 上会得到一个同全波整流电路一

样的电压和电流。

桥式整流电路的优点是变压器二次绕组无需重心抽头，利用率高，整流二极管所承受的反向峰值电压低，带负载能力较强；缺点是需要四只整流二极管，电路相对复杂。

4.3 电容滤波电路

电容滤波电路是在整流后输出直流电源两端并联一直容量较大的电解电容器，利用滤波电容器这种储能元件的充电与放电作用来达到滤波的目的。经滤波电容器滤波后的直流电源变得较平滑，且输出电压的平均值也得到提高。滤波电容器的容量应根据负载L R 的大小来选择。

4.4 稳压电路

简单的晶体串联管串联稳压电路中，1T 为电子滤波兼电源调整三极管，稳压二极管1D 接