一、设计目的.二、设计任务和要求.三、电路原理分析与方案设计四、电压仿真过程及结果五、电压调试过程与结果六、心得体会.七、参考文献资料.八、实物图稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调，不能满足很多场合下的应用。

串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中引用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。

二、设计任务与要求要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。

指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出；2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv；任务：1、了解带有放大环节串联型稳压电路的电路图；2、识图放大环节串联型稳压电路的电路图；3、仿真电路并选取元件；4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路；5、用仪器表对电路调试和测量相关；6、撰写设计报告、调试；三，电路原理分析与方案设计采用变压器、二极管、集成运放，电阻、稳压管、三极管等元件器件。

220V 的交流电经变压器变压后变成电压值较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。

比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以其输出电压也以调节；同时，为了扩大输出大电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。

1、方案比较方案一：用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电源方案三：用晶体管和集成运放组成的实用串联型直流稳压电压可行性分析：上面三种方案中，方案一最简单，但功能也最少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。

方案三功能最强大，但是由于实验室条件和经济成本的限制，我们也抛弃方案三，因为它牺牲了成本来换取方便。

所以从简单、合理、可靠、经济从简单而且便于购买的前提出发，我们选择方案二未我们最终的设计方案。

2、电路框图单元电路设计及参数计算、元器件选择交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电，其方框图及各电路的输出波形如图所示，下面就个部分的作用加以介绍。

电源变压器直流电的输入为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有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对电流电压处理。

变压器副边电压有效值决定后面电路的需要。

根据经验，稳压电路的输入电压一般选取Ui=(2~3)Uo。

所以选择15V30W的变压器。

整流电路为了将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，还需要通过整流电路。

查阅资料可知单相整流电路有半波整流电路、单相桥式整流电路（全波整流电路）。

单相桥式整流电路和半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，并且还具有输出电压高，变压器利用率高、脉动系数小等优点。

所以在电路中采用单相桥式整流电路，如图所示：保护电路在集成稳压器电路内部含有各种保护电路，使集成稳压器在出现不正常情况时不至于损坏。

因为串联型稳压电路的调整管是其核心器件，它流过的电路近似等于负载电流，且电网电压波动或输出电压调节时管压降将产生相应的变化，所以这些保护电路都与调整管紧密相关。

过流保护电路能够在稳压管输出电流超过额定值时，限制调整管发射极电流在某一数值或使之迅速减少，从而保护调整管不会因电流过大而烧坏。

主要参数：输出电压平均值Uo （av ）：负载电阻上电压的平均值输出电流平均值I AV L )(：负载电阻上电路的平均值IAV L )(=RU LAV O )(≈RU L29.0整流输出电压的脉动系数S ：整流输出电压的基波峰值U OLM与输出电压平均值UAV O )(之比，因而S 越大，脉动越大。

二极管的选择：2202O(AV)9.022)(td sin 21U U t U U ===⎰πππωω考虑到电网电压波动范围为±10%，整流二极管的极限参数最高反向工作电压和最大整流平均电流应满足：UR>1.12U2和IF>1.1·RU L245.0IF>1.1×10001545.0⨯≈0.007A所以选择UR>1.123152≈⨯⨯V3）滤波电路整流后的输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流成分，会影响电路的正常工作。

一般在整流后，还需要利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。

所以需通过低通滤波电路，使输出电压平滑。

理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使输出电压仅为直流电压。

在实际电路中，应选择滤波电容的容量满足R L C=(3~5)T/2的条件，为了获得更好的滤波效果，电容容量应选得更大些。

查阅资料可知滤波电路有电容滤波、电感滤波电路和复式滤波电路三种，其中复式滤波电路的效果最好，所以在电路中采用RC ∏型的复式滤波电路，如图所示：C 越大，R 越大，T 放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。

所以C 选择2.2mF 。

1） 稳压电路交流电压通过整流、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负载变化时，其平均值也随之变化。

稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

由于经济成本、元件购买及仿真软件的限制，稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路加一个载流型过流保护电路。

a 稳压原理：若由于某种原因使UO 增大，则UO ↑→UN ↑→UB ↑→UO ↓b 输出电压的调节范围：RR R R R 32321+++·U Z≤≤U 0RR R R R 32321+++·UZ故UZ≤6V,取UZ=5.6V=R1402Ω, =R 21000K Ω(100Ω), =R 3820Ωc 串联型稳压电路的基本组成部分及其作用：调节管：是电路的核心，UFE 随UI 和负载产生变化以稳定Uo 。

基准电压：是Uo 的参考电压。

采样电阻：对Uo 的采样，与基准电压共同决定Uo 。

比较放大：将Uo 的采样电压与基准电压比较后放大，决定电路的稳压性能。

d 串联型稳压电源中调整管的选择：要想使调整管起到调整作用，必须使之工作在放大状态，因此其管压降应大于饱和管压降UCES；调整管极限参数的确定，必须考虑到输出电压U1由于电网电压波动而产生的变化，以及输出输出电压的调节和负载电流的变化所产的影响。

根据极限参数ICM 、U （BR ）CEO 、PCM 选择调整管：IE m ax=I R 1+IL m ax≈IL m ax<ICMUCE max=UaxIm -UO min<UCEOBR )(PT m ax=IE m axUCE max<PCMe 限流电阻的选择：保证稳压管既稳压又不损坏。

IDZ min>IZIDZ m ax<IZM电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。

I DZ min=R U UZin-Im I L m ax ->I Z R<I I U U L Z Z in maxIm --电网电压最低且负载电流最小时，稳压管的电流最大。

IDZ min=RU U Zin-Im I L m in-<I ZMR I IU I L ZMZax minIm +->3、 电路总图元件类型 元件序号 型号 主要参数 数量 变压器 T1 双15V30W 1个 集成运算放大器 U1、U2 LM324 2个 稳压管 D2、D3 1N4734 5.6V 2个 整流桥 D11A 整流桥107 1个 三极管 Q1、Q2、Q3、Q4TIP41、TIP42 中功率 各2个 电解电容 C1、C2、C3、C52200uF/25V 、1000uF/ 25V 各2个 电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R9、R12、R13、R141k Ω1/4W 、1Ω1/4W 、820Ω/1/4W 、20Ω/2W2个、2个、2个、4个电位器 R7、R8、R10、R11 单联普通电位器、3296精密电位器 1 k Ω、100Ω 各2个 电源线1条 开关J1、J2单刀双掷小号2个四、电压仿真过程及结果1、稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度、包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。

（1）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输出电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即RUU U U sLOIIr⋅∆∆=电压调整率：输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。

（2）输出电阻及电流调整率输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。

电流调整率：输入电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。

输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。

（3）纹波电压：叠加在输出电压上的交流分量。

用示波器测试其峰峰值一般为毫伏量级。

也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。

2、仿真内容3、仿真结果图1 +6V 档稳压输出电阻仿真结果图2 +9V档输出电阻仿真结果图3 -6V档稳压输出电阻仿真结果图4 -9V档输出电阻仿真结果五、电压调试过程与结果理论值输出是±9V和±6V，但实际输出是有点误差，但是可以通过调节滑动变阻器来达到准确的±9V和±6V，之后就可以直接用双掷开关来选择所要用的输出电压了。

六、心得体会本次课程设计令我受益匪浅，在实验的过程中令我明白到书本知识的重要性，要对书本的知识有比较深刻的了解才能对电路进行设计。

当对书本知识有一定的了解后，就会考验到自己的动手能力，只有经过实践才能把知识理解得更透彻，而且如果要进行设计的话就要对一些元件有一定的了解，这样才能继续地进行下去，在做这个课程设计的过程中令不断地对元件有了更加深刻的了解。

在连接的过程中更考验到自己的焊接能力，虽然开始焊得不太好，但是随着时间的进行也变得越来越好。

在做课程设计的时候也遇到了之前没有预料到的事，应为是按照仿真的时候的电路图的做的，所以尽管仿真时的数据是正确的，但是做出来的还是有很大的区别，最后只能不断地进行测试，试图找出原因，但是在不断的实验中，虽然有一点改善，但还与要求的相差比较大，甚至最终还致使调整管被烧掉了，还好最终找出原因，对保护电路进行了修改，把三极管由低功耗的换成了中功率的，而且保护电路的电阻也进行了调整，最终做出了要求的输出。