模拟电子电路课程设计报告书题目名称：直流稳压电源姓名：刘海东潘天德班级：15电科2学号：23 26日期：2017.6.11目录绪论 (2)一设计目的 (3)二设计要求与指标 (3)三理论分析 (4)四器件选择及计算 (9)五具体制作步骤 (12)六测试方法 (13)七问题及总结 (15)八心得体会 (17)绪论直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。

变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。

整流器把交流电变为直流电。

经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。

本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的+/- 5v直流电，并实现电压可在8-15V连续可调。

电源在生活中是非常常见的一种电器，任何电子电路都离不开电源，就像我们下学期即将学到的单片机一样，需要5V的直流电源，没有电源就不能进行正常的工作，如果用干电池进行供电，则有供电功率低，持续供电能力差，成本高等缺点。

而交流电在产生、电能输送等方面具有独特的优点，发电站、各市电网中的电能传输都是以交流电的形式进行输送，如果我们对市电提供的电压进行降压整流等，把交流电转换成直流电，以获得我们所需要的电压。

一设计目的1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。

2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。

3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。

二设计要求与指标2.1设计要求（1）分析电路组成及工作原理；（2）单元电路设计计算；（3）采用分立元件电路；（4）画出完整电路图；（5）调试方法；（6）小结与讨论。

2.2设计指标（1）输出电压：8~15V可调（2）输出电流：I O=1A（3）输入电压：交流 220V+/-10%（4）保护电流：I Om=1.2A （5）稳压系数：S r=0.05%/V （6）输出电阻：R O<0.5Ω （7）交流分量（波纹电压）：<10mV三理论分析3.1整体电路分析交流电经整流滤波电路转换为直流电，再经滤波电路滤去整流输出电压中的纹波，最终输出平稳的直流电。

且输出直流电压可调，输出电流可扩展，输出纹波电压与稳压系数均小于一定值。

3.2单元电路分析 3.2.1变压器Ⅰ、电源变压器是降压变压器，它将电网220V 交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

Ⅱ、电源变压器特性参数1工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，工频交流脉动直流直流负载这种频率称工作频率。

2额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。

3额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。

4电压比指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。

5空载电流变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。

空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。

对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。

6空载损耗：指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。

主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。

7效率指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。

通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。

8绝缘电阻表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。

绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

Ⅲ、确定变压器次级电压V U U U U vU V U U U U VU i i i CES CES O i O 3.182.1222.12.122418'min ======+==次次得：由有取由考虑到最低电压为~220- 10% =198V ，此时次级应有 18.3V ，所以正常（~220V ）时有：V U V U 203.203.18*198220===次次取3.2.2整流电路整流电路是把交流电压转变为直流脉动的电压。

常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式整流等。

我们采用常用的桥式整流图3.2整流电路四只整流二极管D 1-D 4接成电桥的形式，故有电桥的之称u1>0 时。

D1,D3导通D2,D4截止电流通路:由+经D1→RL →D3→-；u1<0 时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:由-经D2→RL →D4→+。

整流桥的输入U1,和输出U0的波形图3.3整流前和整流后的波形3.2.3滤波电路经过整流后的电压（电流）仍然是有“脉动”的直流电，并不能用为电子产品的电压共给，为了减少波动，滤去整流输出电压中的纹波，从而得到比较平滑的直流电压。

一般用电抗元件组成。

因此滤波又分电容率波和电感滤波。

这里采用电容滤波。

图3.4 滤波电路电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。

我们已经知道电容器的充、放电原理设。

在t0时刻接通电源，整流元件的正向电阻很小，可略去不记，在t=t1时，u c达到峰值为。

此后u i以正弦规律下降直到t2时刻，二极管D不再导电，电容开始放电，u c缓慢下降，一直到下一个周期。

电压u i上升到和u c相等时，即t3以后，二极管D又开始导通，电容充电，直到t3。

在这以后，二极管D又截止，u c又按上述规律下降，如此周而复始，形成了周期性的电容器充电放电过程。

在这个过程中，二极管D并不是在整个半周内都导通的，从图上可以看到二极管D只在t3到t4段内导通并向电容器充电。

由于电容器的电压不能突变，故在这一小段时tt间内，它可以被看成是一个反电动势。

由电容两端的电压不能突变的特点，达到输出波形趋于平滑的目的。

经滤波后输出的波形如图3.6所示。

图3.6直流滤波后的波形3.2.4稳压电路三端稳压器：集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三端稳压器。

按功能分类固定式稳压电路：输出电压不能进行调节，为固定值。

可调式稳压电路：通过外接元件使输出电压得到很宽的调节范围。

我们采用的3362 p-101电位器，作用是用作分压器，电位器是一个连续可调的电阻器，当调节电位器的转柄或滑柄时，动触点在电阻体上滑动。

此时在电位器的输出端可获得与电位器外加电压和可动臂转角或行程成一定关系的输出电压。

3.2.5其他电路为了方便为负载供电，需要输出插槽。

我们平常用的负载需要的电压用的最多的是±12V, ±5V，所以设计时为±12V, ±5V各提供3个输出插槽，为±9V 提供两个输出插槽。

四器件选择及计算4.1变压器次级电压的计算V U U U U vU V U U U U VU i i i CES CES O i O 3.182.1222.12.122418'min ======+==次次得：由有取由考虑到最低电压为~220- 10% =198V ，此时次级应有 18.3V ，所以正常（~220V ）时有：V U V U 203.203.18*198220===次次取调整管选择最高输入电压发生在 ~220+10% =242V 此时变压器次级电压U 次 =22VV U U i 4.2622*2.12.1'===’‘次极端情况，负载短路，且考虑峰值：V U CEO 374.26*2==取BV CEO=100V 最大电流： I OM >=1.5A最大管压降：V U U U O i CE 4.8184.26'=-=-= 最大集电极功耗：W P W I U P CM O M CE CM 206.125.1*4.8*====取 4.2 整流桥的选择因为指标要求输出电流1A ，所以整流桥选择常用的2W10型号。

4.3滤波电容的选择通常认为：滤波电容越大越好。

这是因为整流特性与时间常数R.C 的值有关，他的数值越大，电容放电越慢，滤波效果越好。

但滤波通常采用的是电解电容，太大将使电源体积增大，成本提高。

我们在电压输入端首先接入一个1000uf 的电容，为了防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高电频，电路中接入0.1uf 的电容，电容的作用是瞬时增减负载电流时不会引起输出电压有较大的波动。

有了第一级滤波，为了减小电源体积，后面的滤波电解电容采用2200uF 。

高频自激抑制电容均采用0.1uF 。

4.4稳压管的选择因为要得到8-15V 的电压，选基准电压、稳压管 选D Z2=6V ，可选稳压管2CW I DZ =10mAΩ=-=-=K I U U R DZ DZ i 6.110622222 mAR U U I DZ i DZM75.126.164.2622'=-=-=所以我们选择了TIP41C 的稳压芯片。

4.5其他电路选择 4.5.1取样电路37.0187.67.67.067.087'823==+++=+=+=R R R R R VU U W W DZ B一般取样电流为30~50mA ，取mA I 40=取样可调取：取样Ω=Ω=Ω=Ω=-=+Ω==+Ω===++30,150,2705.2835.1664505.166450*37.0450401887''7'887W W W O W R R R R R R R I U R R R4.5.2调整电路I OM =1.5mA 取β1=β2=50 有：Ω=-=-≤===K I U U R mA I I B O i OM B 6.66.018226.050*505.129212ββ取 R 9=2k Ω4.5.3保护电路取V U DZ 121=Ω=-=K U U R DZ i 11011这里，取U DZ1稳定电流为10mA取流过R 3+R 4的电流也为10mA ，Ω===+K U R R O 8.110181043取U E4=1V ，则R 4=100Ω， R 3=1.6K Ω当I OM =1.5A 时保护，取R O =0.5Ω , U RO =1.5*0.5=0.75V此时， U B4 =U E4+U BEQ =1.7V,可得：U R6=1V ，取R 6=1K Ω， R 5=11K Ω元器件列表五具体制作步骤5.1 设计总线路5.2 根据线路图焊接各个元器件和线路，焊接时一点要牢固，避免虚汗，影响电路的导电，和产品的使用寿命。

尽可能保证焊点的美观。

六测试方法6.1测试方法（1）目光检测法：根据设计的要求和指标，需对成品进行参数的测试。

在进行参数的测量前必须保证元器件的安装没有发生错误。

所以可以用目眼检测的方法进行。

（2）仪器测量法：设计要求测试电源的稳压系数，内阻，和纹波电压。