【摘 要】現(xiàn)在的我們正處于信息高速發(fā)展的信息時(shí)代，電子信息技術(shù)的重要性就可想而知了。為了能掌握先進(jìn)的技術(shù)，走在社會(huì)的前列，我們必須要一定的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力。我們選擇直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，一方面是為了加深對(duì)直流穩(wěn)壓電源的了解；另一方面是為了鞏固所學(xué)的知識(shí)，提高自己在電子信息技術(shù)方面的能力，學(xué)的一技之長，將來走向社會(huì)成為有用的人才。

【關(guān)鍵詞】電子 線路實(shí)驗(yàn) 分析

一、電源的應(yīng)用背景

電源可分為交流電源和直流電源，它是任何電子設(shè)備都不可缺少的組成部分。交流電源一般為220V、50HZ電源，但許多家用電器設(shè)備的內(nèi)部電路都要采用直流電源作為供電電源，如收音機(jī)、電視機(jī)、帶微控制處理的家電設(shè)備等都離不開這種電源。直流電源又分為兩種：一類是能直接供給直流電流或直流電壓，如電池、蓄電池、太陽能電池、硅光電池、生物電池等；另一類是將交流電變換成所需的穩(wěn)定的直流電流或電壓，這類變換電路統(tǒng)稱為直流穩(wěn)壓電路。現(xiàn)在所使用的大多數(shù)電子設(shè)備中，幾乎都必須用到直流穩(wěn)壓電源來使其正常工作。220V、50HZ的單向交流電源變壓器降壓后，再經(jīng)過整流濾波可獲得低電壓小功率直流電源。然而，由于電網(wǎng)電壓可以有+10%變化。為此必須將整流濾波后的直流電壓由穩(wěn)壓電路穩(wěn)定后再提供給負(fù)載，使負(fù)載上直流電源電壓受上述因素的影響程度達(dá)到最小。直流電源電壓系統(tǒng)一般有四部分組成，他們分別是電源變壓器、整流電路，濾波電路、穩(wěn)壓電路。

二、總體設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)

1、設(shè)計(jì)目的

（1）了解整流、電容濾波電路的工作原理；（2）掌握集晶體管穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方法；（3）掌握仿真軟件EWB使用方法；（4）掌握穩(wěn)壓電源參數(shù)測試方法。

2、設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)：① 電網(wǎng)供給的交流電壓為220V，50Hz；② 輸出電壓為6～12V；③ 輸出電阻《0.4Ω；④ 最大允許輸出電流2A； ⑤ 穩(wěn)壓系數(shù)S《8*10-2；⑥ 輸出紋波電壓《10mv（當(dāng)Io=2A）；⑦ 具有限流保護(hù)功能，輸出短路電流<2.5A；

（2）設(shè)計(jì)要求：① 根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案，計(jì)算和選取元件參數(shù)。② 完成各單元電路和總體電路的設(shè)計(jì)，并用計(jì)算機(jī)繪制電路圖。③ 完成電路的安裝、調(diào)試、使作品能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)。④ 給出測試各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的方法，撰寫測試報(bào)告。

（二）設(shè)計(jì)原理

1.設(shè)計(jì)原理

電子線路在多數(shù)情況下需要用直流電源供電，而電力部門所提供的電源為220V、50HZ交流電，故應(yīng)首先經(jīng)過變壓，整流，然后在經(jīng)過濾波，和穩(wěn)壓，才能夠獲得穩(wěn)定的直流電穩(wěn)壓電路穩(wěn)定后再提供給負(fù)載，框圖如下：

2.串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路

晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電源的組成，220V交流市電經(jīng)過變壓，整流，濾波后得到的是脈動(dòng)直流電壓Vi，他隨市電的變化或直流負(fù)載的變化而變化，所以，Vi是不穩(wěn)定的直流電壓，為此，必須增加穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路取樣電路，比較電路，基準(zhǔn)并電壓，和調(diào)整元件等部分組成

（三）總體設(shè)計(jì)方案

1.變壓環(huán)節(jié)

通電為電壓220V，頻率為50Hz，為了保證后面可調(diào)范圍為6～12V，選擇初次級(jí)線圈匝數(shù)比為2000：141的pq4-10

2.整流、濾波環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)選擇4個(gè)IN4002的二極管作為整流電路

因?yàn)槭须婎l率是50Hz為低頻電路，選擇RC濾波電路。本實(shí)驗(yàn)選擇的電容為1200μF

3.穩(wěn)壓環(huán)節(jié)

（1）調(diào)整元件。作為一個(gè)理想的電源，其內(nèi)阻應(yīng)該盡量小才能保證具有穩(wěn)壓的效果，根據(jù)晶體管放大器的知識(shí)可知：共集電極電路的輸出阻抗最小。所以選擇共集電極電路來實(shí)現(xiàn)，且盡量選擇β值較大的晶體管，但是后來會(huì)發(fā)現(xiàn)并不是如此。由于電流和功耗等的影響，所以最好采用復(fù)合管來實(shí)現(xiàn)該要求，且有一個(gè)大功率管就可，本實(shí)驗(yàn)該電路選擇的晶體管型號(hào)為2N3414（早期電壓為51V，測試前高電流拐點(diǎn)為4.6A，功率很大），其它兩管為小功率管MRF9011

（2）取樣電路。這部分由兩個(gè)電阻和電位器來實(shí)現(xiàn)，通過調(diào)整電位器的使輸出電壓的可調(diào)范圍從6V到12V。

4.參數(shù)計(jì)算

輸出電壓 V0=5.982～12.15V

最大輸出電流2A

R0計(jì)算：Ro=ΔVo/ΔIo*Vo

RL=50 Vo=7.177V，Io=143.5mA

RL=100 Vo=7.181V，Io=71.82mA

R0=0.35

穩(wěn)壓系數(shù)：s=0.038

Ro=ΔVo/ΔIo*Vi/V0

當(dāng)vi=23.16v時(shí)候，v0=7.176

當(dāng)vi=20.86v時(shí)候，v0=7.146

通過計(jì)算可得S=0.038

符合要求

紋波電壓20.1mv

輸出電流=3.016A

三、結(jié)束語

通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)于模電知識(shí)有了更深的了解，尤其是對(duì)串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源方面的知識(shí)有了進(jìn)一步的研究。在電路的仿真過程中也提升了我的動(dòng)手能力，實(shí)踐能力得到了一定的鍛煉，加深了對(duì)模擬電路設(shè)計(jì)方面的興趣，理論與實(shí)踐得到了很好的結(jié)合，加深自己對(duì)實(shí)用價(jià)值和理論的統(tǒng)一的了解，但對(duì)于理論和實(shí)際應(yīng)用的統(tǒng)一和對(duì)于器件在實(shí)際中的使用還有很大的不足，不能在使用器件時(shí)選擇合適的參數(shù)的器件，不能根據(jù)器件的編號(hào)知道器件的基本功能。在這方面需要很大的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電子線路實(shí)驗(yàn)》 劉順奎 林小榕 李惠欽 2010.1