模拟电子技术课程设计方案报告.doc

“模拟电子技术课程设计”方案 2011级电子信息科学与技术专业 设计任务 1．设计制作一个学生实验用的“连续可调直流稳压电源” 2．主要技术指标与要求： （1）输入电压在220V±10%时，输出电压从5－12V可调(且尽量向低端扩展)，输出电流大于0.5A； （2）输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5×10-2，输出内阻小于0.2欧； （3）主要调整元件由晶体管构成； 3．发挥部分： （1）具有过流保护、过压保护功能：输出电流超过0.7A时电路自动过流保护，输入交流电压超过250V时电路自动过压保护。 二、设计目标与要求 1. 基本目标 （1）通过一个小规模电子系统设计，掌握电子电设计的一般方法和设计流程，了解现代电子电路设计过程中常用的辅助工具及其使用方法，逐步培养电子技术设计能力、创新意识、工程实践能力和团队合作能力。 （2）采用以分立元件为主实现系统功能，根据课题要求，通过查阅资料、调查研究等，完成课题的方案设计。 2. 具体要求 （1）巩固和加深对模拟电子技术基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。 （2）培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。 设计原理与方案选择 1、稳压电源的组成原理 电子设备一般都需要直流电源提供电。这些直流电除了少数直接利用于电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。 串联型稳压电路 图2 分立元件串联型稳压电路集成稳压器多采用串联型稳压电路，组成框图如图所示。除基本稳压电路外，常接有各种保护电路，当集成稳压器过载时，使其免于损坏。 串联型稳压电路输出电流较大，稳压精度较高，应用广泛、电路如下图 五、电路各元件参数的计算与型号确定 1、变压部分 这一部分主要计算变压器B1次级输出电压（UB1）O和变压器的功率PB1。 调整管T1的管压降（UT1）CE应维持在3V以上，才能保证调整管T1工作在放大区。整流输出电压最大值为12V。保护电路R6上的压降约2V。桥式整流电容滤波输出电压是变压器次级电压的1.2倍。 （UB1）OMIN＝（2+（UT1）CE＋（UO）MAX）÷1.2 （UB1）OMIN＝（2+3V＋12V）÷1.2＝17V÷1.2＝14.17V 当电网电压下降10%时，变压器次级输出的电压应能保证后续电路正常工作，那么变压器B1次级输出电压（UB1）OMIN应该是： 则变压器B1次级额定电压为： （UB1）O＝（UB1）OMIN÷0.9 （UB1）O＝14.17V÷0.9＝15.74V 当电网电压上升＋10％时，变压器B1的输出功率最大。这时稳压电源输出的最大电流（IO）MAX为800mA。此时变压器次级电压（UB1）OMAX为： （UB1）OMAX＝（UB1）O×1.1 （UB1）OMAX＝15.74V×1.1＝17.31V 变压器B1的设计功率为(考滤过载20%)： PB1＝（UB1）OMAX×1.2（IO）MAX PB1＝17.31V×1.2×600mA＝12.46W 为保证变压器留有一定的功率余量，确定变压器B1的额定输出电压为18V，额定功率为18～20W。 2、整流部分 这一部分主要计算整流管的最大电流（ID1）MAX和耐压（VD1）RM。由于四个整流管D1～D4参数相同，所以只需要计算D1的参数。 整流管D1的最大整流电流为： （ID1）MAX＝0.5×IO （ID1）MAX＝0.5×600mA＝0.3A 考虑到取样和放大部分的电流和过载因素，可选取最大电流（ID1）MAX为1A。 整流管D1的耐压（VD1）RM即当市电上升10％时D1两端的最大反向峰值电压为： （VD1）RM≈1.414×（UB1）OMAX＝1.414×1.1×（UB1）O≈1.555×（UB1）O （VD1）RM≈1.555×17.31V≈26.93V 得到这些参数后可以查阅有关整流二极管参数表，这里我们选择额定电流1A，反向峰值电压50V的1N4001作为整流二极管。 3、滤波部分 这里主要计算滤波电容的电容量C1和其耐压VC1值。 根据根据滤波电容选择条件公式可知滤波电容的电容量为（3～5）×0.5×T÷R，系数取3，由于市电频率是50Hz，所以T为0.02S，R为负载电阻。 当最不利的情况下，即输出电压为12V，负载电流为600mA时： C1＝5×0.5×T÷（UO÷IO） C1＝5×0.5×0.02S÷（12V÷0.6A）=2500μF