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1、成绩金陵科技考院模拟电子技术课程设计院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级学生姓名学号目录第一章设计目的和要求1.1 实验目的1.2 实验要求第二章电路原理及分析2.1 题目分析2.2 电路原理构成2.3 稳压原理与输出电压的调节第三章电路设计及构成3.1 设计思想3.2 原件参数表第四章仿真分析4.1 静态测量4.2 动态测量第五章实验结果分析5.1误差分析第六章设计小结串联反馈型稳压电路第一章设计要求和目的1.1 实验目的(1)通过实验进一步掌握稳压电路的工作原理。(2)学会电源电路的设计与调试方法。1.2 实验要求(1)性能指示要求：a.输入220V交流电压，具有输出电压可调功能
2、，输出电压范围 318V。b.电路具有自身保护功能，具有一定的带负载能力。输出电流大于500mAc.负载电流为500mA时，过流保护电路工作d.电路具有一定的抗干扰能力(2)报告要求：a.作出电路设计与分析b.检验所设计电路是否满足设计要求。若改变电路或元件参数值，写出原因根系及调整后的电路或元件参数值第二章.题目分析2.1 电路框图(1) 电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。电源变压器：将交流电网电压v1变为合适的交流电压整流电路：将交流电压v2变为脉动的直流电压滤波电路：将脉动直流电压v3转变为平滑的直流电压v4稳压电路：清除电网波动
3、及负载变化的影响，保持输出电压vo的稳定四个环节的工作原理如下：电源变压器：将电网父流电压（220V或380V）变换成符合需要的父流 电压，此交流电压通过整流后获得电子设备所需的直流电压。 因为大多数电子电 路使用的电压都不高，这个变压器是降压变压器。整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件，把方向和大小都变化的 50HZ交流电变换成方向不变但大小仍有脉动的直流电。滤波电路：利用储能元件电容 C两端的电压（或通过电感L的电流）不 能突变的性质，把电容C （或电感L）与整流电路的负载RL并联（或串联），就 可以将整流电路输出中得大部分脉动成分加以滤除，从而得到比较平滑的直流 电。在小功率整流电路
4、中，经常使用的是电容滤波。稳压电路：当电网电压或负载电流发生变化时，滤波电路输出地直流电 压的幅值也将随之变化，因此，稳压电路的作用是使整流滤波后的直流电压基本 上不随交流电网电压和负载的变化而变化。2.2 电路原理构成2N2H47CFGL 2rm jit 图中，R1, Rp和R2的作用是对Uo的变化进行采样，故称“采样电路”。限流 电阻R3和稳压管组成稳压电路，其作用是提供一个基准电压，故称“基准电压 环节”。运放A将采样信号与基准电压进行比较获得误差电压，经放大后控制VT;而且必须具有反向作用，以实现“ Ib随Uo做相反变化”这一指导思想，故称运放A为“比较放大环节”。晶体管VT的Uce由
5、于受基流Ib的控制，故称 为“电压调整环节”。2.3 .稳压原理与输出电压的调节1.稳压原理根据前面的电路图，输出电压与输入电压的关系为Uo=Ui-Uce当输入电压U1增大(或负载电流I0减小时)，输出电压U0将增加，取样 电压Uf随之增大，而基准电压Uref不变，两者经比较放大后的误差使 Ub和Ib 减小。调整管T的极间电压Uce增大，是U0减小，从而维持输出电压 U0基本 不变。当输出电压U0减小(或负载电流I0增大)时，同样的分析可知输出电压 亦将基本保持不变。从反馈的角度看，我们已经知道电压负反馈具有减小输出电阻，稳定输出电 压的作用，上述稳定过程实质上就是通过引入很强的电压负反馈来使
6、输出电压维 持稳定的。可见输出电压的稳定是依靠调节调整管 VT的管降Uce来实现的2 .输出电压调节范围采用电路中的电位器 Rp可以使稳压电源的输出电压在一定范围内调 节。因为运放工作在线性区，并为理想运放则，可得U-=U+=Uz若电位器Rp滑动端位于最上端和最下端，将分别得到最小和最大的输出电压， 即Uomin= (R1+Rp+R2) Uz/(Rp+R2)Uomax= (R1+Rp+R2) Uz/R2所以，输出电压的调节范围为(R1+Rp+R2) Uz/(Rp+R2)Uo调整管VT极限参数由于调整管与负载串联，在忽略采样电路分流作用的情况下，流过调整 管的电流近似等于负载电流。因而调整管的最
7、大集电极电流应大于最大负载电 流，即Ic max Io max由于电网电压的波动会使稳压电路的输入电压产生相应的变化，输出电压又有一定的调节范围，故调整管在稳压电路输入电压最高且输出电压最低时的管降最 大，其值应小于调整管的击穿电压，即Uce max=Ui max Uo min Uce (br)当调整管管降最大且负载电流也最大时，调整管的功耗最大，集电极功耗，即Pc max= Io max (Ui max Uo min) 基准电压源电路基准电压Uref是稳压电路的一个重要组成部分，它直接影响稳压电路的性能。为此要求基准电压源输出电压稳定性高，温度系数小，噪声低。目前常采 用带隙基准电压源集成组
8、件，国产型号有CJ336, CJ329，国外型号有 MC1403AD580等，一般这类带隙基准电压源可以输出 1.205V的基准电压，而且电压稳 定，输出电阻低，温度稳定好。这类带隙基准电压源还能方便的转换成1.210V等多档稳定性极高的基准电压。第三章设计思想及其电路构成3.1 设计思想(1)从串联电路的分压设想如果设想有一个可变电阻和负载电阻 RL串联，将可达到稳压的目的，如 图a所示。但是由于电网电压和负载的变化都是十分复杂，而且往往带有很大的偶然性，所以用人工去调节可变电阻 R使Uo维持不变的做法是不现实的。因此人们想到了用晶体管代替可变电阻的想法，如图 b所示(2)晶体管其可变电阻的
9、作用这一点可以从图c中找到答案。例如，当基极电流为较小的Ib1时，此时的管压降Uce1却较大；反之，Uce2较小。由此可见工作在放大区的晶体管可视 为一个可变电阻，并且它的直流电阻 Rce=Uce/0 Ib的大小是受基流Ib的控制。这样由图b可知，显见，为保证Uo稳定不变应使Ib随Uo做相反的变化。3.2 元件的参数表元件名称元件数量元件型号元件参数父流电压 变压器 二极管 电容器 电容器 电阻电阻 电阻电阻 滑动变阻器 三极管1V1220V, 50Hz1T1100mH,1500uH11C1200uF1C2100uF1RL7Q1R13k Q1R2800 Q1R350k Q1Rp10kQ1Q1四
10、.仿真分析4.1静态测量的比门分%R百I1值 RP1rn(Q电压V0 (V)电流I0 (A)18.101 V2kQ2010kQKey=A40R4800口10kQKey=A60R48QQQ八3,QK 00o 0040(:R8 a60%：30%：U21704DC 1e-009Q40%：陶万乐表-XMM1U2DC Ie-009?U20.704DC 1 g-009 3 U2DG 1 名0093 Q k O diR4 s - 80(10100%、0013.105 V设置U2,DC 160091 4.2动态测量1、在输入端加上一个220V,50HZ交流电，用把信号源加在输入端，测量桥式整 流过后两端的波形
11、，用示波器显示出来电示波器-xsci上图为二次端输出波形，为正弦函数.上面的是输出的直流电压，下面的锯齿波是经过整流后的波形，反映了整流器 的调试整流的作用，将交流变成直流.2.输出端负载电压变化示涯靠-XgC2在整流电路之后的输出端的电压的变化没有起伏且恒定不变.,它的输出波形图是一条平滑的直线.效果理想第五章.实际测量值与理论值的分析5.1误差分析(1) 理论值：Umax=18V Umin=3V实际测量值：Umax=18.101V Umin=3.105V(2)误差率：Umax%=(18.101-18)/18=0.56% Umin%= ( 3.105-3)/3=3.5%两者均在误差范围内，因
12、此实验的测量值符合要求。第六章.设计小结1通过这次稳压电源的设计，使我巩固和加深了在模拟电子技术课程中所 学的理论知识，对整流电路，滤波电路,稳压电路等的认识更加深刻，并学会查阅相 关手册和资料，提高了分析问题，解决问题的能力。2采用分模块的设计顺序可以优化设计流程，使之更符合逻辑性。但是需 要注意的是，在其中每个环节必须认真进行，如果某模块电路没有设计好，或者 存在错误，则总的电路必然会受到影响，所以在设计过程中我们要保持认真严谨 的态度。3这次课程设计是一次理论联系实际的过程，在设计中遇到了许许多多的 实际问题，在理论上正确的结果在模拟时可能出现各种各样意料之外的结果，这就需要我们在设计的过程中从实际出发， 尽可能的考虑到实际情况。另外，在遇 到问题时要学会用理论联系实际的方法分析问题，解决问题。4通过这次课程设计，使我基本掌握了设计软件 Multisim的使用方法，且 初步掌握了电子电路的设计方法，在以后还需多加练习，熟练掌握。5回顾本次课程设计，从选题到定稿，从理论到实践，使我懂得了理论和 实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实 践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正掌握知识，从而提高自己的实际动 手能力和独立思考能力。