晶体管串联稳压电源

《模拟电路》课程设计报告

课题： 晶体管串联稳压电源

班级 电气3071 学号 3 学生姓名 专 业 电气工程及其自动化 系 别 学院 指导教师 模拟电路课程设计指导小组

工学院

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

一、设计目的

1、 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

2、 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

3、 进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

4、 研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。

5、 学习串联型晶体管稳压电源的设计方法以及主要技术指标的测试方法。 6、培养学生的创新能力。

二、设计要求

1. 系统输出电压在8V-10V可调; 2. 在10V时输出电流不小于100mA；

3. 输出电流在100mA范围内输出电压的绝对误差不大于0.1V； 4. 主要单元电路和元器件参数计算、选择； 5. 画出总体电路图；

6. 安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。 7. 调试电路 8. 电路性能指标测试

三、总体设计

电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 图 直流稳压电源框图

直流稳压电源由变压器、整流、滤波、和稳压电路四部份组成，其原理框图

如上图所示。电网供给的电压经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路转换成方向不变，大小随时间变化的脉动电压，再用滤波器

1

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

滤其分量，得到比较平直的直流电压。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。

1、变压

变压部分是由一个220V交流电源和变压器组成的！变压器是通过线圈的比例来调整输出电压的。由Ui=(2~3)Uo可大概确定线圈的匝数比！

2、整流

整流部分是由四个晶体二极管组成的，利用晶体二极管的正向导通、反向截止的特性，将交流电正流程变压直流电。

2.1半波整流电路的优点是使用元器件少，电路简单；缺点是效率低，输出电压 脉动系数大

。

2.2全波整流电路可用于稳定性较高、电流较大的场合，他与半波整流电路相比，具有效率高，输出电压脉动性小的优点；其缺点式变压器的体积相对增大。

2.3桥式整流

2

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

2.4二倍压整流电路一般用于高压、小电流的直流电路中。

3、滤波

利用了电容通交流，阻直流的特性，可以将大部分的交流信号直接导向低端，从而达到滤波的效果

(a) (b) (c)

A图：电感滤波的优点是带负载能力好；缺点是输出电压较低，适合负载变动较大、负载电流大的场合。

B图：电感滤波电路输出电压和电流脉动均会减少，优点是带负载能力好，缺点是输出电压较低。

C图：LC滤波电路优点是输出的电压高，滤波效果好；缺点是输出电流小，带负载能力差，一般适用于负载电流较小，要求稳定的场合。

4、基准稳压电路

基准稳压电路是由一个电阻和稳压管组成的！稳压二极管是一种硅材料支撑的面接触型的晶体二极管，当稳压管在反向击穿的时候，在一定的电流范围内，（或者说在一定的功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性。只要控制反向电流不超过一定值，管子就不会因过热而损坏！而在这各组成部分中的电阻就承担起这个责任！通过电阻的分压，可以使的稳压管工作在有限电压范围之内！

3

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

5、取样、调整、放大

这三个部分是连成一体的。首先先通过三个串联电阻以及稳压管取样，然后在通过运算放大电路的放大。放大后的数值输出给调整管的基极，经过三极管的放大功能，调整U0的电压值！这是一个深度反馈电路，从而保证了能够输出一个恒定稳压值！其总过程为：

当U0增大，这是运放两端的取样就增大，由于运放是反向接入电路，所以其是反向放大从而是输出运放输出端电压值变小，再通过三极管的放大作用，基极的电压变小，其发射极的电压自然也就降低了！从而减小了U0数值！

同理，当U0减小的时候，通过这个部分电路的共同作用，可以将U0提升上来，从而达到稳压输出的效果！

四、单元电路设计

1、变压器降压电路

变压器降压电路是利用电源变压器一、二次绕组匝数比的不同来实现电压变换的。电

4

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

源变压器一次绕组的线径较细，匝数较多，二次绕组的线径较粗，匝数较少，可以有多个绕组。当变压器的一次绕组接在220V交流电压上时，二次绕组上就会感应出一定值的交流电压。

2、桥式整流电路

桥式整流是性能较好的全波整流电路，适用于稳定性要求较高，电流较大的场合。该电路采用四只整流二极管和无插头电源变压器。

在交流电压的正半周，整流二极管VD1和VD3导通，VD2和VD4截止；在交流电压的负半周，二极管VD1和VD3截止，VD2和VD4导通，在负载电阻RL上会得到一个同全波整流

电路一样的电压和电流。

桥式整流电路的优点是变压器二次绕组无需重心抽头，利用率高，整流二极管所承受的反向峰值电压低，带负载能力较强；缺点是需要四只整流二极管，电路相对复杂。

3、电容滤波电路

电容滤波电路实在整流后输出直流电源两端并联一只容量较大的电解电容器，利用滤波电容器这种储能元件的充电与放点作用来达到滤波的目的。经滤波电容器滤波后的直流电压变得较平滑，且输出电压的平均值也得到提高。滤波电容器的容量应根据负载RL的大小来选择。

4、稳压电路

5

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

简单的晶体串联管串联稳压电路中，T1为电子滤波兼电源调整三极管，稳压二极管D1接在T1的基极回路，作为基准电路，其稳压值比输出电压高0.6~0.7V。R为VT的偏置电阻器。该电路的稳压性能比稳压二极管并联稳压电路好一些，但不能自动调整输出电压的高低。

五、调试

1．查看连线

电路安装完毕后，先认真检查接线是否正确，引脚是否虚焊，包括错线、少线、多线。线路连接错误一般是因为接线时看错引脚，或者改接时忘记去掉原来的旧线造成的，实验查线是往往不易发现。首先按照总电路图检查是否有引脚连接错误，连接短路，接着用万用表依次检测电路的焊接中是否有虚焊或者短路的情况。焊接时注意点，这种情况可以避免。

2．通电检测

将焊接完的电路最终的输入输出脚分别接上所需电压或显示器，电源接通后首先要观察有无异常现象，包括有无芯片烧坏，

是否闻到异常气味，手摸元件是否发烫，电路是否有短路现象。如果出现异常，应立即关断电源，待故障排除后才可以重新通电。然后再测量各元件引脚的电压，以保证元器件能正常工作。

六、设计总结

经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。

生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且

6

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋。

通过本次课程设计，我还学到了很多，如：

（1）利用图书馆丰富的藏书和方便快捷的网络资源来获取自己所需的资料； （2）在制作的过程中我发现只要合理应用印刷板上的铜膜不仅可以省去很多导线还可以使电路板美观简洁,和我们在生活中一样,只要我们善于观察,有效利用资源,就可以轻松的解决很多难题。

（3）在设计时应熟练地掌握各元器件、集成块及单元电路的作用、功能以及它们之间的关系，还应熟练地掌握焊接和调试的方法及注意事项。在装配焊接时要严格按照电路原理和设计要求进行操作，同时注意避免出现接错、漏接、虚焊等问题，当然在整个过程中也要注意安全。

七、参考文献

1. image.baidu.com

2.张庆双，黄海平.电子技术基础技能线路实例.北京:科学出版社,2006 3.张庆双.使用电子电路200利.北京:机械工业出版社,2003

串联稳压电源清单 变压器（12V） 二极管 NPN三极管 10微法电容 2200微法电容 56欧姆电阻 1只 5只 1只 1只 3只 2只 7

班级：电气3071 姓名 学号：26 课题：晶体管串联稳压电源

330欧姆电阻 稳压管（7.5V） 焊丝、导线、万能板

1只 1只 若干 8