串联式直流稳压源课程方案.docVIP

模拟电子技术课程设计 串联式可调直流稳压电源 姓 名： XXX 学 号： xxxxxxx 组 员： XXX 班 级： 电子102 指导老师： 刘纯天 成 绩： 2012.01.09 任务及要求 二、 本设计电路分为降压电路、整流电路、滤波电路和调压稳压电路四大部分，稳压电路部分又由基准电压源、输出电压采样电路、电压比较放大电路、过流保护电路和输出电压调整电路组成。  降压电路 本电路使用的降压电路是单相交流变压器，根据要求要输出5~12V 稳定可调的电压，考虑到其他因素 2.整流电路 整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有全波整流电路、桥整流电路、倍压整流电路。我们选取单相桥整流电路实现设计中的整流功能。 3.滤波电路 采用电容滤波电路。由于电容在电路中也有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑。由于本电路后级是稳压电路，因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波。 容的取值应当有一个范围，由前面的计算我们已经得出变压器的次级线圈电压为15V，当输出电流为0.2A时，我们可以求得电路的负载为60欧，我们可以根据滤波电容的计算公式： C=(3～5) 来求滤波电容的取值范围，其中在电路频率为50HZ的情况下， T为20ms则电容的取值范围为500-834uF，保险起见我们可以取标准值为1000uF额定电压为25V的电容。 整流及滤波： 4.基准电压稳定电路基准电压电路作用是为后面比较电路提供一个基准电压，此处采用一个红色发光二极管，其发光后电压稳定在2V，且较稳压二级管适合工作在小电流电路中。红色发光二极管工作在5～10mA所以限流电阻上下限： =1.65k? =2.7k? 取2K? 5. 比较电路和放大电路 比较放大电路连接在基准电压电路后面，为了实现电压可调固在电路中引入了放大环节，加深电压负反馈以提高输出电压的稳定性,并且还抑制了温度的漂移。如右图所示。由于在此对精度的要求不高，又从经济的角度上考虑后在此用一个长尾式差分放大电路来实现。控制流过T2 的电流为1mA。R2 上端的电位（滤波后）波动应为16V~21V，故R2 取20K Ω三极管选择两个9013 的NPN 管子。首先三极管工作必要有一个合适的静态工作点Q 。 在此滤波后电压V=20V，U =0.7V，R =20K Ω，U尽量选在中间即10V。6 调整电路 在本电路中调整管是保证电路安全工作的核心元件，由一个大功率管（T4）和一个普通的NPN管（T3）组成复合管。这是因为流过集电极和发射极的电流可能很大 ，一般管子大电流故选用一个大功率管。其基极接在差动放大电路的集电极上由于差动的集电极上电流过大，用万用表测量后发现T4 的β值为75，如果不用复合管至于那个单管，那么，当输出电流为最大200mA 时，基极电流应为3mA 左右，显然这里不能有3mA 基极的电流，故此用复合管对β进行补偿，这样以后基极电流就可以小到级了。而集电极接在滤波电路的后面， 射极接上采样电路后从射极输出构成电压跟随，这样有利于对电压的稳定。至于调整管的管功耗，当输出5V 200mA 时，滤波后的电位器既调整管集电极的电位正常应为19V，那么，管压降应为14V，功率应为 P=UI=14×0.2=2.8W 所以本电路的管功耗最多为2.8W 。 7保护电路 由于此电路的精度不高稳定性也相对较差所以在调整管的射极后加上一个过流保护。如果电路正常工作时T5 管子是不导通的，因为PN 结上没有0.7V 的电压，而R4 阻值又太小可以忽略不计，也就相当于没有这个保护电路。但是当某种原因使得调整管的射极电流突然增大，使得R4上的压降达到0.7V 后T5 管子导通。如果把保护电流设在250mA，那么 故R4 取2.7 Ω。 基极和集电极又是反相的关系，既基极电位上升，导致集电极电位下降，从而使得调整管的基极电位下降于是抑制了电流的持续增大，这样就保护了电路里的元器件。也就相当于对调整管引入了一个负反馈。不仅限制了电流，同时还顺便控制了温度。 关于R4的选择，由于这里电流可能过大故选取一个大功率的电阻，并且阻值要小尽量少分压。而T5 就是一个普通的NPN 管子。 8 采样电