串联型直流稳压电源设计与仿真.pdf

模拟电路课程设计报告 设计内容 : 串联型直流稳压电源 设计一个输出电压在 6~15V 可调的串联型直流稳压电 源，将市电 (220V/50HZ 的交流电 )经电源变压器， 整流电路， 滤波电路，稳压电路后转变为 6~15V 的直流稳定电压。 目录 一：设计要求 二：直流稳压电源原理描述 三：设计步骤及电路元件选择 四：各模块电路图及其仿真结果 五：总的电路图及其仿真结果 六：总结 一：设计要求 设计一个最大负载电流 100mA左右，输出电压在 6~15V可调的 串联型直流稳压电源，将市电 (220V/50HZ 的交流电 ) 经电源变压器， 整流电路，滤波电路，稳压电路后转变为 6~15V 的直流稳定电压。 二：直流稳压电源原理描述 电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利 用干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。 图（ 1 ）直流稳压电源框图 图(4)具有放大环节的串联型稳压电路 图（ 5）串联型直流稳压电源电路图 直流稳压电源由电源变压器、 整流、滤波和稳压电路四部分组成， 1 其原理框图如图（ 1）所示。电网供给的交流电压 U(220V,50Hz) 经 电源变压器降压后， 得到符合电路需要的交流电压 U2 ，然后由整流电 路变换成方向不变、 大小随时间变化的脉动电压 U3 ，再用滤波器滤去 其交流分量， 就可得到比较平直的直流电压 UI 。但这样的直流输出电 压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。 在对直流供电 要求较高的场合， 还需要使用稳压电路， 以保证输出直流电压更加稳 定。 图（2）, （3），（4 ）串联起来就组成了具有放大环节的串联型稳 压电源电路图，即图（ 5 ），其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电 路。稳压部分为具有放大环节的串联型稳压电路，它由调整元件（晶 体管 Q1，Q2 组成的复合管）；比较放大器（集成运放 A）；取样电路 2 4 3 Z 1 R、R 、R ，基准电压 D、R 等组成。整个稳压电路是一个具有电压 串联负反馈的闭环系统， 其稳压过程为： 当电网电压波动或负载变动 引起输出直流电压发生变化时， 取样电路取出输出电压的一部分送入 比较放大器， 并和基准电压进行比较， 产生的误差信号经比较放大器 放大后送至调整管的基极， 使调整管改变其管压降， 以补偿输出电压 的变化，从而达到稳定输出电压的目的。 三：设计步骤及电路元件选择 设计过程采用模块化进行，先依次设计好各模块电路及仿真无误 后，再将它们串联起来组成总的电路图； 电路元件选择： 1：Ui 的确定 Ui=Uo+Uce, 因 为 Uomax=15V,UceUces=1~2V,取 Uces=2V,所 以 Ui=Uomax+Uces=17V; 2: 调整管的选择 Ucemax=Ui-Uomin=17-6=11V, 查表选择 D42C3，为扩大输出电流范 围，采用 D42C8和 D42C3构成的复合管 ; 3：稳压二极管 Dz 的选择 U