匿名使用者 1級 2011-06-30 回答

EWB的串聯型直流穩壓電源的實驗報告

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實習地點：C1

指導老師：

目 錄

1）簡介………………………………………………………………………………3

2）設計目的、任務…………………………………………………………………3

3）總體設計…………………………………………………………………………3

4）電路剖析…………………………………………………………………………3

4。1變壓電路…………………………………………………………………3

4。2整流電路…………………………………………………………………4

4。3濾波電路…………………………………………………………………4

5）計算分析…………………………………………………………………………4

6）調節輸出電壓……………………………………………………………………5

7）原理分析…………………………………………………………………………5

8）電路分析…………………………………………………………………………7

9）設計心得…………………………………………………………………………8

10）參考文獻…………………………………………………………………………9

一．簡介：

報告中介紹了串聯型電晶體穩壓電源的設計方法，具備有有可調性、穩定性。主要設計部分包括：變壓、整流、濾波、整流、比較放大電路，基本實現了作為一個穩壓電源的要求。設計過程中利用了EWB軟體進行模擬。作為一個直流電源一般具備有穩定、帶載能力和保護等特徵。其中最關鍵的是帶載能力。本實驗設計電路要求用串聯型穩壓電路來實現。

二．設計目的 任務

（1）、設計用電晶體和整合運算放大器組成的串聯型直流穩壓電源。

（2）、學習使用EWB軟體並對串聯型直流穩壓電源進行模擬驗證。

2。設計技術指標與要求

（1）、基本要求

A、電路能輸出直流5V與7V兩檔電壓；

B、擬定測試方案和設計步驟；

C、根據效能指標，計算元件引數，選好元件，並畫出電路圖；

D、模擬驗證輸出訊號；

E、寫出設計性報告。

（2）、技術指標：

A、輸出5V與9V兩檔電壓。

B、輸出額定電流250mA最大電流650mA；

C、在最大輸出電流時紋波電壓峰值

三．總體設計

作為一個電源一般具備有可調、穩定、帶載能力和保護等特徵。其中最關鍵的是帶載能力。本實驗設計電路要求用串聯型穩壓電路來實現，根據題目設計要求我提出了兩套設計方案。

四．電路剖析

變壓電路：

我國市電電壓為220V，頻率為50Hz，為了保證後面可調範圍為6~12V還有使調整元件提到調整作用，則保證其壓降>5V，則Vi必須大於17V，所以選擇變壓器的初次級線圈的匝數比為10：1為宜，根據EWB中提供的變壓器，我選中了型號為pq4-10的變壓器，其初次級線圈匝數比為11。5。

整流電路：

整流電路經理論知識得知用橋式整流電路，並適當的選擇橋堆元件，本實驗選擇橋堆的型號為BYM10-1000，其每個二極體的壓降為0。75V。

濾波電路：

因為市電頻率是50Hz為低頻電路，所濾波電路選擇RC電路就可保證濾波效果不錯。本實驗選擇的電容為大電容：2200μF+470μF（但也不能去太大，不然等待電路穩定的時間將很長，不利於除錯）。 整流濾波電路通常有電容、電感和RC等濾波電路。電感濾波是利用電感對脈動電流產生反電動勢，阻礙電流變化來實現的，電感越大，濾波效果越好。它一般用於負載電流大、對濾波要求不高的場臺。RC濾波電路是電阻和電容連線使用的濾波電路，由於電阻會降低一部分直流電壓，直流輸出電壓會減小，因此只適用於小電流電路。電容濾波是利用電容的充放電作用使整流輸出電壓變得平穩，而且電壓幅值升高，濾波效果好，適於各種整流電路。濾波電容的選擇主要是種類和容量、耐壓值的確定。

五．計算分析：

這個調整過程可以使用下面的變化關係圖表示：

在實驗中用到了諸多器材：

電阻：8個； 變壓器：2個； 運算放大器：2個； 電容：2個；

電壓表，電流表，二極體，三極體 等；

當輸出電壓升高時整個變化過程與上面完全相反。

六，調節輸出電壓：

負載電阻的計算：R（L）=U/ I =9V/650mA=13。85（歐）；

在整流電路中，每隻二極體所承受的最大反向電壓為：

流過每隻二極體的平均電流為：

當輸出為9V時 R=13。85歐；

當輸出為5V時 R=7。69 歐；

電容的計算： ； C=（2200——300）（uF）；

取樣電路的比例計算：U。=（R1+R2） /R2*Uz； R1/R2=0。91；

基準電路的計算：R=（U – Uz） / 0。06=195。7 （歐）；

同理，可得到您一個電路的值為：

R（L）= 7。69 （歐）； C = （3900—6500）； R1/R2=0。064； R =177（歐）

七．原理分析：

根據濾波電路最後得到的濾波圖形為：

如圖所示，是一個串聯穩壓電源的模擬電路，透過模擬分析可知，輸出電壓波形已變成一條直線，進一步減小了輸出電壓中的脈衝成分。並且向上，向下調節滑動變阻器時可調節輸出電壓值，與理論值基本一致。

濾波電路座標圖

濾波電路波形圖

最後輸出的直流電壓

七．電路分析：

直流穩壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四個部分組成，如圖1所示。

+ 電 源 + 整 流 + 濾 波 + 穩 壓 +

u1 u2 u3 uI U0

_ 變壓器 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _

（a）穩壓電源的組成框圖

u1 u2 u3 uI U0

0 t 0 t 0 t 0 t 0 t

（b）整流與穩壓過程

八．設計心得：

在本次試驗中體會到了EWB的串聯型直流穩壓電源的設計的難度。

因為老師之前就沒有介紹過穩壓電路，要對該電路的各個功能均要有全面的掌握才能設計出各電路，還有各功能塊的引數。而且這個實驗花了我很多的時間。透過採用EWB電子模擬軟體對串聯型支流穩壓電源各部分進行模擬研究，可以直接從模擬軟體中觀察串聯型穩壓電源各個不同部分的輸入輸出波形，讀出輸入輸出電壓值，輸入輸出電流值等等。對於進行電路設計和分析的人員，特別是維修電子裝置的人員是一個很大幫助。透過EWB可以很方便的查詢故障並進行排除，非常的簡單省時。對於學習的人來講也是很好的，既方便又直觀，能夠很清晰的瞭解電路的內部各個結構。EWB軟體功能齊全，元器件充足，是一個很好的模擬軟體。學會使用EWB也是現在學習電子電路的學生和進行電路分析的技術人員必備的一個技能！

參考文獻：

電路與電子技術 主編：楊建良 李芝成 朱志強

EWB 電路設計入門與應用 主編：鍾文耀 段玉生 何麗靜

電力電子裝置的計算機輔助分析 主編：黃進

直流穩壓電源技術 主編：Pecker術

致敬！