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模拟电子电路
课程设计说明书
题目名称:
直流稳压电源
(一)
姓名:
于龙
班级:
电信071
学号:
200733285112
日期:
2009-6-18
模拟电子技术课程设计任务书
适用专业:
电子信息工程专业
设计周期:
一周
一、设计题目:
直流稳压电源
(一)
二、设计目的
1、研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2、学习稳压电源的设计方法以及主要技术指标的测试方法。
三、设计要求及主要技术指标
设计要求
1、方案论证,确定总体电路原理方框图。
2、单元电路设计,元器件选择。
3、仿真调试及测量结果。
主要技术指标
1、电网供给的交流电压U1为220V,50HZ;
2、变压器输出电压U2为18V~20V,50HZ;
3、稳压电源输出直流电压可调,最大负载电流100mA左右;
4、输出纹波电压小于5mv,稳压系数<=0.01;
5、驱动负载可调(如:
120Ω 6、适当考虑如何采取短路保护功能。 四、仿真需要的主要电子元器件 电源变压器、滑线变阻器、晶体三极管、晶体二极管、稳压管、电阻器、电容器等若干。 五、设计报告总结 1、对所测结果(如: 输出电压,最大负载电流,电压输出波形等)进行全面分析,总结桥式整流、电容滤波电路的特点。 2、根据所测数据,计算稳压电路的稳压系数S、纹波系数K和输出电阻R0,并进行分析。 3、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。 4、给出完整的电路仿真图。 5、体会与收获。 六、参考文献 1.彭介华.电子技术课程设计指导.北京: 高等教育出版社,2005 2.陈大钦主编.电子技术基础实验—电子电路实验·设计·仿真.北京: 高等教育出版社,2000 3.高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计.北京: 电子工业出版社,2002 4.郑步生.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.2002 5. 6. 一、方案论证与比较 1.1方案提出 方案一: 三端稳压器构成的单电源电压输出串联型稳压电源电路。 方案二: 放大器构成的串联负反馈氏稳压电路。 1.2设计方案的论证和选择 我选择了方案二作为本次试验的实验设计电路,原因如下: (1)仿真软件中三端稳压器不符合我的第一套方案。 (2)方案二相对来说较为简单,对实验数据的测量和修改方便。 (3)方案二电路在深度负反馈下,调整作用更强,输出电压Vo也越稳定。 二、系统的功能及设计框图 2.1系统的全部功能、要求及技术指标。 1、电网供给的交流电压U1为220V,50HZ; 2、变压器输出电压U2为18V~20V,50HZ; 3、稳压电源输出直流电压可调,最大负载电流100mA左右; 4、输出纹波电压小于5mv,稳压系数<=0.01; 5、驱动负载可调(120Ω 6、适当考虑如何采取短路保护功能。 2.2确定设计框图(系统包含的单元电路及结构)和总体设计方案 可将电路分成四个部分: 变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路。 这个实验我选用简单的电容作为滤波电路,并将整流与滤波合为框图2(右上部分)。 整流电路采用单向桥式整流电路,其中3号接头接电压正极,2号接头接电压负极(如图右上部分所示),滤波电路为电容滤波电路(如图右上部分所示),稳压电路为串联负反馈式稳压电路(中间部分)。 组合调整电阻即可达到实验要求。 2.3单元电路的分析与设计: 各功能模块电路的定性说明以及计算分析。 第一部分,变压器变压公式为V1: V2=N1: N2.调整线圈匝数比即可得到适当电压。 第二部分,整流滤波电路,正弦波的的正负部分交替通过4个二极管组成的桥式电路,并改变波形全为正值,并滤波。 第三部分,整流滤波电压经过R1接入电路中,Q1为调整管,A为放大器。 ,D2电压为基准电压,D2与R1串联组成简单稳压电路,R2,R3组成反馈网络。 分析得,Vo近似等于V(D2)*(1+R2/R3)。 分析可知,当反馈越深时,反馈的调整作用越强,输出电压越定。 (参考教材P453)。 三、系统仿真调试分析 3.1软件仿真原理图 3.2模拟仿真过程 1、变压器输出电压为18~20V,50Hz 测试得电压为19.443V。 2、调试电路使稳压电源输出直流电压可调,最大负载电流为100mA左右。 改变电阻R4的电阻可以调整输出电压,当R5=120欧姆时,有最大负载电流。 测得Imax=99.995mA 3、纹波电压: 稳压电路输出端交流分量的有效值。 测得V(纹波)=0V 4、电压输出波形。 3.3各项指标测试 1、稳压系数: 当负载不变,输出电压相对变化量与输入电压相对变化量的比。 此时,负载为R5=120欧姆。 调整变压器R4阻值可改变电压,电流。 测量如下: Vo1=11.998V VI1=25.035V Vo2=11.993V VI2=20.105V S=【(Vo1-Vo2)/Vo1】/【(VI1-VI2)/VI1】=0.002 2、纹波系数: 直流输出电压中相对纹波电压的大小。 K=V(纹波)/VL 因为测得V(纹波)=0,所以K=0 3、输出电阻: Ro=输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。 Ro=|(14.139-12.865)/(73.642-89.338)|*1000=81.2欧姆。 四、结语 仿真中遇到的最大问题就是理论不能很好的应用于实际的设计当中,另外有很多方法处理同一个问题时,往往会造成理论知识的混乱,不能很好的区分最佳的方案造成了时间的大量浪费和心情的焦急。 给我最大的感受就是在无奈和心情低落时静下心来看从简单的开始,一步步改进方案,并可以把自己的方案给其他人看看,往往是“当局者迷旁观者清”。 理论知识依然是指导实际操作的关键,而对仿真软件的操作也很大程度的影响着实验的进程。 通过课程设计,进一步加深对模电的理解和应用。 五、参考文献 (五号宋体) 1.彭介华.电子技术课程设计指导.北京: 高等教育出版社,2005 2.康华光。 电子技术基础(模拟部分)。 高等教育出版社。 2006
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