1课程设计目.doc

1课程设计的目的 通过课程设计，培养综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的实际本领，加深对该课程知识的理解。 主要培养以下能力:查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力；迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力；用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 为以后的毕业设计奠定了坚实的基础。 2课程设计的题目描述和要求 设计要求 ①直流输出电压UO=20V，最大输出电流IOmax=200mA ②稳定程度：当电网电压变化±10％时，输出电压UO的变化小于±0.5％；电源内阻RO≤0.5Ω（即IO由变到200mA时，输出电压的变化值△UO≤ 0.5Ω×200mA=0.1V，为输出电压UO=20V的0.5％） ③输出端纹波电压有效值小于5mV ④工作温度：-10℃～+40℃ 电路可以达到的技术指标 ①输出电压UO=20V，输出电流IO=0～200mA ②电网电压波动±10％，输出电压变化小于±0.1％ ③电源内阻RO≤0.1Ω ④输出纹波电压有效值小于2mV 3课程设计报告内容 3.1设计方案的选用和说明 串联型稳压电路：串联型稳压电路是以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载的电流；在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过改变反馈网络参数使输出电压可调。 串联反馈型晶体管稳压电路：工作在放大区的晶体管，它的集-射极之间的电压Uce和集电极电流Ic随基极电流Ib的大小而变动。当基极电流Ib增加时，Uce将减小，Ic将增大，这相当于晶体管集电极与发射极间的电阻减小；而当基极电流Ib减小时，Uce将增大，Ic将减小，这就相当于晶体管集电极与发射极之间所呈现的电阻增大。由此可见，在线性放大区工作的晶体管，在基极电流的控制下，集-射极之间的电阻是可以改变的。所以，晶体管完全可以充当串联反馈型稳压电路的调整元件，称为调整管。用晶体管作调整管的串联反馈型稳压电路叫做反馈型晶体管稳压电路。 所以，可以选用串联型稳压电路来实现对串联反馈调整型稳压电路的设计。 3.2设计方案的各部分工作原理 单相交流电经过电源变压器，整流电路和稳压电路，滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框及各电路的输出电压波形如图3.2.1所示，下面就各部分的作用加以介绍。 图3.2.1 直流稳压电源方框图 直流电源的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的数值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。目前有些电路不用变压器，利用其他的方法升压或者降压。 变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换成直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。半波整流电路和全波整流电路的波形如图中所画。可以看出，它们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作；例如，交流分量会混入输入信号被放大电路放大，甚至在放大电路的输出端所混入的电源交流分量大于有用信号，因而不能直接作为电子电路的供电电源。应当指出，图中整流电路输出端所画波形是未接滤波电路时的波形，输入滤波电路后将有所变化。 为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压。然而，由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后势必影响其滤波效果，对于稳定性要求不高的电子电路，整流，滤波后的直流电压可以作为供电电源。 交流电压通过整流，滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变换的影响，从而获得足够高的稳定性。 （1）整流电路 采用单相桥整流电路 单相桥式整流电路，它由四个二极管接成电桥形式构成。其构成原则就是保证在变压器副边电压U2的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。若达到这一目的，就要在U2的正、负半周期内正确引导流向负载的电流，使其方向不变，所以要接二极管，以引导电流，如图3.2.2所示。 图3.2.2 单相桥式整流电路的几种画法 设变压器副边电压u2=U2sinωt。U2为其有效值。 当u2为正半周时，电流由a点流出，经D1、RL、D3流入B点，如图3.2.2（a）所示，因而负载电阻RL上的电压等于变压器副边电压，即uo=u2。D2和D4管承受的反向电压为-u2。当u2为负半周时，电流由b点流出，经D2、RL、D4流入a点，如图3.2.2（