模电课程设计串联型直流稳压电源的设计报告

串联型直流稳压电源的设计报告

一、设计题目

串联型直流稳压电源的设计

二、设计任务和要求 任务：

设计用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 要求：

1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv 三、理论电路和程序设计 1、整体框架图

直流稳压电源由变压器、整流、滤波、稳压四部分电路组成。 2程序设计

方案一：：先对输入电压进行降压，然后用单相半波整流单路整流，用电感滤波电路滤波，稳压电路采用的是基本调整稳压电路

方案二：先对输入电压进行降压，然后用单相桥式整流电路整流，用电容滤波电路滤波。稳压电路采用的是具有放大环节的串联型稳压电路

方案比较

（1）、单相半波整流电路简单易行，所用二极管数量少，但输出电压地底，脉动大，效率低，单相桥式整流电路与半波整流电路相比，对二极管的参数要求的相同的，但有输出电压高，变压器利用率高，脉动小等特点

单相半波整流电路

桥式整流电路

（2）、电容滤波器和电感滤波器相比，导通角小，但其脉动系数大，更适用与小电流负载，结合本设计的具体要求，本次设计采用电容滤波器进行滤波 （3）、基本调整稳压电路的输出电路不可调，且输出电压稳定性较差，和基本调整稳压电路相比具有放大环节的串联型稳压电路引入了深度电压负反馈来稳定输出电压，还可以通过采样电路来调整输出电压，符合本设计的要求

综合考虑，采用方案二使用的电路为单相桥式整流电路整流，电容滤波电路滤波，具有放大环节的串联型稳压电路稳压 3、元器件选择 （1）变压器的选择

为了使调整管工作在放大区，电路必须满足U1>=U0+Uces，在本设计中，U0最大为9V调整管饱和压降取Uces为3V所以U1的最小值为9+3=12V，一般选取Ｕ１＝（２～３）倍Ｕ０即Ｕ１ 在１２Ｖ～２７Ｖ之间．综合考虑，取U1=20V，可以选择220V-20V的变压器,具体软件提供的变压器型号为TS_POWER_10_1 （2）整流二极管的选择

单相桥式整流电路中二极管的选择：Ｉ＞（2~3）*0.5=（1.~1.5）A取1A Ｕ＞１．１＊１．４１４＊２０＝３１Ｖ 所以取额定电流为1A，额定电压为100V的二极管

（3）滤波电容的选择：由R=U/I得电路的负载约为15欧，由滤波电容的计算公式：

RLC=(3～5)T/2

得C=2000~3300uF取C=2500uF（仿真实验中，为了达到实验效果采用的是4000uF ）

（4）限流电阻R的选择：Rmax=(Uimin-Uz)/Izmin+Ilmax=(20-4.3)*1000/(10+500)=30Ω

Rmin=(Uimin-Uz)/Izmax+Ilmin=(20-4.3)*1000/(500+150)=24Ω

所以取R=25欧姆

（5）调整管T参数的选择：

应满足Icm>Il=500mA； U>1.1*9-6=3.9V; P>I*U=1.95W （6）稳压管的选择：

稳压管采用1N749A 标准稳定电压4.3V额定电流105MA动态电阻２２Ω消耗功率０.４Ｗ （7）采样电路电阻参数的选择： 令Uomin=(R1+R2+R3)Uz/R2+R3=6V 令Uomax=(R1+R2+R3)Uz/R3=9V

取Uz=4.3V,当R1=100Ω R2= 2000Ω R3=2000Ω时，得输出电压4.4V<=U0<=9.1V

元件清单 元件 变压器 二极管 电容 滑动变阻器 电阻 型号 TS_POWER_10_1 3N252 4mF 2kΩ 50Ω 25Ω 100Ω 2KΩ 数量 1 4 1 1 4 2 1 1 2 2 2 调整管 稳压管 运放 2N3859A 1N749A OP07AH

四、测试和仿真

1、电路连接：按设计好的原件型号及电路图连接好仿真电路如下

仿真电路图

2、仿真实验：调节可变电阻的阻值，依次得到仿真数据如下图所示

（1）输出电压为6.048V

（2）输出电压为9.08V

（3）输出电压为-9.102V