直流稳压电源课程设计3.docVIP

《模拟电子技术基础》 串联型晶体管稳压电源 专 业：电子信息工程 班 级: 学 号: 姓 名： 指导老师： 完成时间： 设计任务和要求 本节的设计任务就是采用分立元器件设计一台串联型稳压电源。其功能和技术指标如下： （1）输出电压Uo可调：11±1V. （2）输出额定电流Io=200mA. （3）稳压系数Sv=0.05. （4）电源内阻Rs≤0.2. 基本工作原理 直流稳压电源的组成 直流稳压电源包括变压器，整流，滤波，稳压电路，负载组成。其框图如下 设计方案 整流电路：交流电压转变成单向脉动直流电 1、半波整流 U0===U2=0.45U2 2、桥式整流 然而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路。 在调整管部分，既可以采用单管调整也可以采用复合管调整，但在此设计中要求额定电流Io=500mA，如果用单管的话，可能不能达到这么大的输出电流，因此在此设计中我选用复合管做调整管。 滤波电路： 经整流后的电压仍具有较大的交流分量，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平滑的直流分量。 可以利用电容两端电压不能突变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。 稳压电路： 由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响（T的影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。 四、电路工作原理及参数选择 1. 电路工作原理 如下图基本电路图所示，220V交流电经变压器产生低压交流电，VD1、VD2、VD3、VD4和C1构成整流滤波电路，产生20V的直流电压，VT4和Ro为过流保护电路，VT1、VT2为电压调整器，VT3、VD5、R1、R2、R3、Rp构成输出电压取样比较电路，Rp调整输出电压大小。 稳压过程。当输出电压Uo因某种原因下降时，VT3的基极电压UBY也下降，VD5两端的电压恒定，因此VT3的UBE电压随之下降，VT3的工作点往截止区靠近，就造成VT3的集电极电压UC上升，即VT2的基极电压上升，从而使调整管VT1的UCE电压下降，使输出电压上升。若输出电压Uo因某种原因上升时，其过程恰好相反。这样输出电压因某种原因变化时，VT1和VT2构成的电压调整器就能够调整输出电压，使其保持恒定。 输出电压调整过程。RP用于调整输出电压大小。当RP滑动端向上滑时，VT3的基极电压UB就上升，VD5两端的电压恒定，因此VT3的UBE电压随之上升，集电极电压UC就下降，即VT2的基极电压下降，从而使调整管VT1的UCE电压上升，使输出电压变小。若当RP滑动端向下滑时，输出电压则会变大。 过流保护过程。VT4和Ro为过流保护电路,Ro阻值比较小（大约为1欧）。当输出电流Io较小时，在Ro上产生的电压较小，不足以使VT4导通，因此其不起作用。当输出电流Io过大时，在Ro上产生的电压较大，使VT4导通，VT4的集电极电压下降，即VT2的基极电压下降，电压调整管VT1的UCE电压增大，使输出电压下降，起到保护作用。 2. 确定电路参数 （1）电源变压器T。若要求调整管VT1不进入饱和区，则Uimin≥Uomax+(2~3)V=15V: Ui=Uimin/(1-10%)=20V U2=Ui/1.2=16.7V 考虑整流二极管和变压器T的降压等因素，取U2=15V。 （2）整流二极管VD1、VD2、VD3、VD4 IDM ≥Io/2=250mA URM≥ √2*(1+10%)U2=25.9V 由此可知，VD1、VD2、VD3、VD4选择1N4001. 滤波电容C1 根据电容C1的表达式 C1=(3~5）T/2 /RLmin 已知输入交流电的周期 T=1/f=0.02s RLmin=Uimin/Io=36欧 因此 C1=2T/RLm