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文檔簡介
電子工程系課程設(shè)計(jì)專業(yè)名稱: 課程名稱: 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 課題名稱: 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人員: 指導(dǎo)教師: 2012年6月7日串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課題名稱:串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源二、技術(shù)指標(biāo):穩(wěn)壓系數(shù) Sv輸出電阻r0溫度系數(shù)ST紋波電壓U0r及紋波系數(shù)Sv紋波電壓S5 mV三、要求:輸出電壓Uo可調(diào):612V輸出額定電流:Io=500mA電壓調(diào)整率Ku0.5電源內(nèi)阻Rs0.1紋波電壓S5 mV過載電流保護(hù):輸出電流為600mA,限流保護(hù)電路工作指導(dǎo)教師:學(xué) 生:電子工程系2012 年 6 月 7 日課程設(shè)計(jì)報(bào)告書評閱頁課題名稱:串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)班 級:姓 名: 2012年 6 月7日指導(dǎo)教師評語:考核成績: 指導(dǎo)教師簽名:2012年 月 日摘要 直流穩(wěn)壓電源應(yīng)用廣泛,幾乎所有電器、電力或電子設(shè)備都毫不例外地需要穩(wěn)定的直流電壓(電流)供電,它是電子電路工作的“能源”和“動力”。不同的電路對電源的要求是不同的。在很多電子設(shè)備和電路中需要一種當(dāng)電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載發(fā)生變化時(shí),輸出電壓仍能基本保持不變的電源。電子設(shè)備中的電源一般由交流電網(wǎng)提供,如何將交流電壓(電流)變?yōu)橹绷麟妷海娏鳎┕╇??又如何使直流電壓(電流)穩(wěn)定?這是電子技術(shù)的一個(gè)基本問題。解決這個(gè)問題的方案很多,歸納起來大致可分為線性電子穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩類,它們又各自可以用集成電路或分立元件構(gòu)成。 半導(dǎo)體二極管和晶體管是電子電路中常用的半導(dǎo)體器件,也是構(gòu)成集成電路的基本單元。本工程訓(xùn)練主要利用這兩種元器件設(shè)計(jì)制作一個(gè)分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源由交流電網(wǎng)經(jīng)變壓、整流、濾波、和穩(wěn)壓四個(gè)主要部分構(gòu)成。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是圍繞著如何使分立式元器件串聯(lián)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源輸出直流電壓穩(wěn)定、脈動成分減小而展開的。首先介紹了全波整流電路的工作原理,接著介紹了電容濾波電路的性能特點(diǎn),然后引入了具有放大環(huán)節(jié)和輔助電源的串聯(lián)可調(diào)式穩(wěn)壓電源,并在電路中采用了提高穩(wěn)定度,提高溫度穩(wěn)定性及限流型過流保護(hù)電路的具體措施,以確保電路安全穩(wěn)定的工作。關(guān)鍵字:串聯(lián)穩(wěn)壓,直流,可調(diào)電源,DXP軟件,PCB板, 目錄一 串聯(lián)直流型穩(wěn)壓電源整體簡介61.1 制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的目的要求61.2 基本知識介紹6二 分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與計(jì)算122.1串穩(wěn)壓電路原理122.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理圖122.3 電路整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與各部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算132.4電路選擇14三 PCB板的制作與元器件的安裝233.1PCB板的制作流程介紹233.2打印PCB圖,熱轉(zhuǎn)印,腐蝕,鉆孔,完成PCB板的制作。233.3 安裝元器件23四 調(diào)試分析與性能測試24五 心得體會25六 元件清單26一 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源整體簡介1.1 制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的目的要求 一、基本目的 此次工程訓(xùn)練選擇使用分立式元器件構(gòu)成串聯(lián)反饋型直流穩(wěn)壓電源。學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)了解相關(guān)分立式元器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和參數(shù)以及由它們構(gòu)成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的工作原理、原理圖的設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算、元器件的選用、計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)硬件的仿真、PCB板的設(shè)計(jì)、電路的安裝和調(diào)試,最后完成達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。 二、基本要求 1、依據(jù)性能指標(biāo)和器件狀況,設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源電子電路,并計(jì)算器件參數(shù)確定選擇器件。(含散熱設(shè)計(jì)); 2、以本工程訓(xùn)練為實(shí)例先學(xué)習(xí)Altium Designer基本知識,并運(yùn)用其繪制電源sch原理圖和PCB圖; 3、學(xué)習(xí)Proteus知識,對本電源電路進(jìn)行仿真,最終確定sch和pcb圖; 4、掌握電子電路板制作的全過程,實(shí)現(xiàn)電源的制作; 5、測量電源相關(guān)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),完成系統(tǒng)調(diào)試。1.2 基本知識介紹 一、電源變壓器知識1 初級(Primary Winding):是指電源變壓器的電源輸入端。2 次級(Secondary Winding):是指電源變壓器的輸出端。3額定輸入電壓U:是指電源變壓器的初級所接上的電壓,也就是電源變壓器的工作電壓。對GS變壓器來說,U230V;對BS變壓器來說,U240V。4空載電流I:是指電源變壓器的初級接上額定輸入電壓U而次級不帶負(fù)載(即開路)時(shí),流過初級的電流。I與變壓器的設(shè)計(jì)有關(guān),即使是兩個(gè)不同廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的電源變壓器,其I也可能不同。5 空載電壓U:是指變壓器初級接受上額定輸入電壓U次級不帶負(fù)載(即開路)時(shí),次級兩端的電壓。U與變壓器的設(shè)計(jì)有關(guān),即使是兩個(gè)不同廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的電源變壓器,其U也可能不同。6 負(fù)載電流I:是指變壓器初級接上額定輸入電壓U,次級接上額定負(fù)載時(shí),流過負(fù)載的電流。7 負(fù)載電壓U:是指變壓器初級接上額定輸入電壓U,次級接上額定負(fù)載時(shí),負(fù)載兩端的電壓。8 定輸出功率P:是指變壓器在額定輸入電壓U時(shí)的輸出功率,它表示變壓器傳送能量的大小。一般來說,在相同頻率下,P越大,變壓器的尺寸越大;P相同,即使輸出電壓U不同,變壓器的尺寸也相同,即變壓器的價(jià)格也應(yīng)相差無幾。 由公式P=U*I可知若輸出功率P一定,若輸出電壓U越高,則輸出電流I越低。舉例來說,一個(gè)輸出功率P=10VA的變壓器,若輸出電壓U=24V,則輸出電流I= P/U=10VA/24V 0.416A;若U=12V, 則輸出電流I=0.833A。電源變壓器:將電網(wǎng)交流電壓變?yōu)檎麟娐匪璧慕涣麟妷?,一般次級電壓u2較小。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/ P1=,式中是變壓器的效率。 副邊功率P/vA1010-3030-8080-200效率0.60.70.80.85對于本次工程訓(xùn)練對電源變壓器的要求主要為次級空載電壓大小,額定輸出功率,變壓器的額定容量,所以在本次工程訓(xùn)練中選擇的是小型單相式變壓器,有四組輸出線分別為7V、10V、17V、10V??筛鶕?jù)具體功率及計(jì)算要求選擇。二、整流電路 1、半波整流電路由以上圖可知,半波整流電路的利用率低,一般不采用。2、全波整流電路由于變壓器副線圈的接線較復(fù)雜,在實(shí)際中葉一般不采用。3、橋式整流電路電路工作原理:利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂沟墓ぷ髟?當(dāng)U2為正半周時(shí)二極管D1、D3導(dǎo)通,D2D4截止當(dāng)U2為負(fù)半周時(shí)二極管D2、D4導(dǎo)通, D1、D3截止。而流過負(fù)載的電流的方向是一致的,在負(fù)載形成單方向的全波脈動電壓。.從而實(shí)現(xiàn)將交流的電壓變?yōu)橹绷麟妷?主要參數(shù):Uo=0.9*Ui 脈動系數(shù):S=0.67 選管原則: If 1/2Io Ur 1.414U2結(jié)構(gòu)簡單性能優(yōu)越,絕大多數(shù)整流電路采用橋式整流電路,所以本次工程訓(xùn)練采用橋式整流。三、濾波電路濾波電路主要有:電容濾波、RC-型濾波、LV-型濾波、L濾波,LC濾波,其中LC濾波電路在負(fù)載電流較大或較小時(shí),均有較佳的濾波特性,故LC濾波對負(fù)載的適應(yīng)性最強(qiáng),整流管的沖擊電流小,特別適用在電流變化較大的場合, 所以本電路采用LC濾波電路, LC 濾波波形電路利用電感器兩端的電流不能突變的特點(diǎn),把電感器與負(fù)載串聯(lián)起來,以達(dá)到使輸出電流平滑的目的。從能量的觀點(diǎn)看,當(dāng)電源提供的電流增大(由電源電壓增加引起)時(shí),電感器L把能量存儲起來;而當(dāng)電流減小時(shí),又把能量釋放出來,使負(fù)載電流平滑,所以電感L有平波作用,再并上一個(gè)電容,利用電容的充放電作用,使得負(fù)載電流較大時(shí)或較小時(shí)均有較佳的濾波能力. 主要參數(shù):LC濾波電路的直流輸出電壓,如忽略電感上的壓降,則輸出直流電壓等于全波整流的輸出電壓,則有 Uo=0.9U2四、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路:它能在電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流的變化時(shí),保持輸出直流電壓的穩(wěn)定。它是直流穩(wěn)壓電源的重要組成部分,決定著直流電源的重要性能指標(biāo)。穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo):1穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo)穩(wěn)壓系數(shù)Sr和穩(wěn)壓電路的輸出電阻穩(wěn)壓系數(shù)Sr:穩(wěn)壓系數(shù)是在有負(fù)載固定不變的前提下,輸出電壓的相對變化量Uo/Uo與穩(wěn)壓電路輸入電壓相對變化量Ui/Ui之比,即:該指標(biāo)反映了電網(wǎng)波動對輸出電壓的影響。此外穩(wěn)壓電路輸入電壓Usc就是整流濾波以后的直流電壓。2穩(wěn)壓電路的輸出電阻 輸出電阻可以衡量穩(wěn)壓電路受載電阻的影響程度,即: 除了上述兩個(gè)指標(biāo)外,有時(shí)還用其它指標(biāo):電壓調(diào)整率,指當(dāng)電網(wǎng)電壓(u2)變化10%時(shí),輸出電壓的相對變化量;電流調(diào)整率,指當(dāng)輸出電流Io從零到最大時(shí),輸出電壓的相對變化 ;最大波紋電壓,反映在輸出端存在的HZ或者100Hz交流分量,通常以有效值或峰峰值表示;溫度系數(shù),指電網(wǎng)電壓和負(fù)載都不變時(shí),由于溫度變化面引起的輸出電壓漂移等。直流穩(wěn)壓電路的類型很多,有:硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)某型穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路,開關(guān)穩(wěn)奪電路,其中集成穩(wěn)壓電路相對于其它類型的穩(wěn)奪電路來講具有體積小、穩(wěn)定性高、輸出電阻小、溫度性能好、使用方便、外圍元件少等優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。集成穩(wěn)壓器有兩種:輸出固定電壓和可調(diào)輸出電壓的穩(wěn)壓塊。1.3 主要元器件簡介一、三極管:(1)、9013 NPN 低頻放大 40V50V 0.5A 0.625W 150MHZ hFE:1001000 (放大倍數(shù)分段可選(2)、9012 PNP 50V 500mA 600mW 低頻管 放大倍數(shù)30-90(3)、大功率三極管 2SC2563 NPN 通用參數(shù): 8.0A/120V二、常用整流二極管參數(shù) IN5399 耐壓1000V 1.5A1N4007 硅整流二極管 1000V, 1A,1N4735A 1W 6.2V穩(wěn)壓管1N4727A 1W 3V穩(wěn)壓管三、芯片1、數(shù)顯部分芯片:ICL7107(31/2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器,)主要參數(shù): 電源電壓 ICL7107 V+ to GND 6V 溫度范圍 0 to 70 ICL7107 V- to GND -9V 熱電阻 PDIP封裝 qJA(/W) 50 MQFP封裝 80 模擬輸入電壓 V+ to V- 最大結(jié)溫 150 參考輸入電壓 V+ to V- 最高儲存溫度范圍 -65 to 150 時(shí)鐘輸入 GND to V+ 2、 7805芯片 輸出5V電壓 具體參數(shù)見集成電路查詢網(wǎng)四、電磁繼電器電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會流過一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng),銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)(常開觸點(diǎn))吸合。當(dāng)線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置,使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))釋放。這樣吸合、釋放,從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn),可以這樣來區(qū)分:繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn),稱為“常開觸點(diǎn)”;處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。二 分立式元器件串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1串穩(wěn)壓電路原理 當(dāng)電網(wǎng)電壓降低或負(fù)載電阻減小而使輸出端電壓有所降低時(shí),其取樣電壓UB2相應(yīng)減小,T2基極電位降低。但因T2發(fā)射極電位既穩(wěn)壓管的穩(wěn)定Uz保持不變,所以發(fā)射極電壓UBE2減小,導(dǎo)致T2集電極電流減小而集電極電位Uc2升高,由于放大管T2的集電極與調(diào)整管T1的基極接在一起,故T1基極電位升高,導(dǎo)致集電極電流增大而管壓降UCE1減小。因?yàn)門1與RL串聯(lián),所以,輸出電壓Uo基本不變。同理,當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載發(fā)生變化引起輸出電壓Uo增大時(shí),通過取樣、比較放大、調(diào)整等過程,將使調(diào)整管的管壓降UCE1增加,結(jié)果抑制了輸出端電壓的增大,輸出電壓仍基本保持不變。調(diào)節(jié)電位器Rp,可對輸出電壓進(jìn)行微調(diào)。從圖可見,調(diào)整管T1與負(fù)載電阻RL組成的是射極輸出電路,所以具有穩(wěn)定輸出電壓的特點(diǎn)。在串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路的工作過程中,要求調(diào)整管始終處在放大狀況。通過調(diào)整管的電流等于負(fù)載電流,因此必須選用適當(dāng)?shù)拇蠊β使茏髡{(diào)整管,并按規(guī)定安裝散熱裝置。為了防止短路或長期過載燒壞調(diào)整管,在直流穩(wěn)壓器中一般還設(shè)有短路保護(hù)和過載保護(hù)等電路。2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理圖2.3 電路整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與各部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算直流穩(wěn)壓電源電路可分為以下幾個(gè)模塊:變壓器(220V50Hz)整流濾波穩(wěn)壓電路(反饋調(diào)整、取樣電路)穩(wěn)定直流一、整流電路 1、整流輸出電壓平均值:(Uo) Uo= 1/202uod(wt)=0.9U2、脈動系數(shù)S S定義為:整流輸出電壓的基波峰值Uom與平均值Uo的比值。所以 ,經(jīng)計(jì)算知 S=2/30.67二、濾波電路 RLC愈大電容放電越慢 Uo越大 一般取td=RLC(35)T/2 ( T :電源電壓的周期)近似估算:Uo=1.2U2三、穩(wěn)壓輸出電路部分相關(guān)參數(shù)的計(jì)算可分析得知該電路具有穩(wěn)壓功能。對應(yīng)原理圖看有(一個(gè)檔位):UQ5b=(R1+R4)Uo/(R1+R4+R8)所以, 輸出最?。?Uo=(R1+R4+R8) UQ5b/(R4+R8) 負(fù)載上的平均電流:IL=0.9U2/RL 2 輸出最大: Uo= (R1+R4+R8) UQ5b/R52.4電路選擇根據(jù)所給的電路性能指標(biāo),初選直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖如下:變壓部分這一部分主要計(jì)算變壓器B1次級輸出電壓(UB1)O和變壓器的功率PB1。一般整流濾波電路有2V以上的電壓波動(設(shè)為UD)。調(diào)整管T1的管壓降(UT1)CE應(yīng)維持在3V以上,才能保證調(diào)整管T1工作在放大區(qū)。整流輸出電壓最大值為15V。根據(jù)第二章常用整流濾波電路計(jì)算表可知,橋式整流輸出電壓是變壓器次級電壓的1.2倍。當(dāng)電網(wǎng)電壓下降10時(shí),變壓器次級輸出的電壓應(yīng)能保證后續(xù)電路正常工作,那么變壓器B1次級輸出電壓(UB1)OMIN應(yīng)該是:(UB1)OMIN(UD(UT1)CE(UO)MAX)1.2(UB1)OMIN(2V3V15V)1.220V1.216.67V 則變壓器B1次級額定電壓為:(UB1)O(UB1)OMIN0.9(UB1)O16.67V0.918.5V當(dāng)電網(wǎng)電壓上升10時(shí),變壓器B1的輸出功率最大。這時(shí)穩(wěn)壓電源輸出的最大電流(IO)MAX為500mA。此時(shí)變壓器次級電壓(UB1)OMAX為: (UB1)OMAX(UB1)O1.1(UB1)OMAX18.5V1.120.35V 變壓器B1的設(shè)計(jì)功率為:PB1(UB1)OMAX(IO)MAXPB120.35V500mA10.2VA為保證變壓器留有一定的功率余量,確定變壓器B1的額定輸出電壓為18.5V,額定功率為12VA。實(shí)際購買零件時(shí)如果沒有輸出電壓為18.5V的變壓器可以選用輸出電壓為18V或以上的變壓器。當(dāng)選用較高輸出電壓的變壓器時(shí),后面各部分電路的參數(shù)需要重新計(jì)算,以免由于電壓過高造成元件損壞。整流部分 這一部分主要計(jì)算整流管的最大電流(ID1)MAX和耐壓(VD1)RM。由于四個(gè)整流管D1D4參數(shù)相同,所以只需要計(jì)算D1的參數(shù)。根據(jù)第二章常用整流濾波電路計(jì)算表可知,整流管D1的最大整流電流為:(ID1)MAX0.5IO(ID1)MAX0.5500mA0.25A考慮到取樣和放大部分的電流,可選取最大電流(ID1)MAX為0.3A。整流管D1的耐壓(VD1)RM即當(dāng)市電上升10時(shí)D1兩端的最大反向峰值電壓為:(VD1)RM1.414(UB1)OMAX1.4141.1(UB1)O1.555(UB1)O(VD1)RM1.55518.5V29V得到這些參數(shù)后可以查閱有關(guān)整流二極管參數(shù)表,這里我們選擇額定電流1A,反向峰值電壓50V的IN4001作為整流二極管。濾波部分這里主要計(jì)算濾波電容的電容量C1和其耐壓VC1值。根據(jù)根據(jù)第二章濾波電容選擇條件公式可知濾波電容的電容量為(35)0.5TR,一般系數(shù)取5,由于市電頻率是50Hz,所以T為0.02S,R為負(fù)載電阻。當(dāng)最不利的情況下,即輸出電壓為15V,負(fù)載電流為500mA時(shí):C150.5T(UOIO)C150.50.02S(15V0.5A)1666F當(dāng)市電上升10時(shí)整流電路輸出的電壓值最大,此時(shí)濾波電容承受的最大電壓為:VC1(UB1)OMAX20.35V 實(shí)際上普通電容都是標(biāo)準(zhǔn)電容值,只能選取相近的容量,這里可以選擇2200F的鋁質(zhì)電解電容。耐壓可選擇25V以上,一般為留有余量并保證長期使用中的安全,可將濾波電容的耐壓值選大一點(diǎn),這里選擇35V。調(diào)整部分 調(diào)整部分主要是計(jì)算調(diào)整管T1和T2的集電極發(fā)射極反向擊穿電壓(BVT1)CEO,最大允許集電極電流(IT1)CM,最大允許集電極耗散功率(PT1)CM。 在最不利的情況下,市電上升10,同時(shí)負(fù)載斷路,整流濾波后的出電壓全部加到調(diào)整管T1上,這時(shí)調(diào)整管T1的集電極發(fā)射極反向擊穿電壓(BVT1)CEO為:(BVT1)CEO(UB1)OMAX20.35V考慮到留有一定余量,可?。˙VT1)CEO為25V。當(dāng)負(fù)載電流最大時(shí)最大允許集電極電流(IT1)CM為:(IT1)CMIO500mA考慮到放大取樣電路需要消耗少量電流,同時(shí)留有一定余量,可?。↖T1)CM為600mA。這樣大允許集電極耗散功率(PT1)CM為:(PT1)CM(UB1)OMAXUOMIN)(IT1)CM(PT1)CM(20.35V-6V)600mA8.61W考慮到留有一定余量,可取(PT1)CM為10W。查詢晶體管參數(shù)手冊后選擇3DD155A作為調(diào)整管T1。該管參數(shù)為:PCM20W,ICM1A,BVCEO50V,完全可以滿足要求。如果實(shí)在無法找到3DD155A也可以考慮用3DD15A代替,該管參數(shù)為:PCM50W,ICM5A,BVCEO60V。選擇調(diào)整管T1時(shí)需要注意其放大倍數(shù)40。 調(diào)整管T2各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算原則與T1類似,下面給出各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算過程。(BVT2)CEO(BVT1)CEO(UB1)OMAX20.35V同樣考慮到留有一定余量,取(BVT2)CEO為25V。(IT2)CM(IT1)CMT1(IT2)CM600mA4015mA(PT2)CM(UB1)OMAXUOMIN)(IT2)CM(PT2)CM(20.35V6V)15mA0.21525W考慮到留有一定余量,可?。≒T2)CM為250mW。查詢晶體管參數(shù)手冊后選擇3GD6D作為調(diào)整管T2。該管參數(shù)為:PCM500mW,ICM20mA,BVCEO30V,完全可以滿足要求。還可以采用9014作為調(diào)整管T2,該管參數(shù)為:PCM450mW,ICM100mA,BVCEO45V,也可以滿足要求。選擇調(diào)整管T2時(shí)需要注意其放大倍數(shù)80。則此時(shí)T2所需要的基極驅(qū)動電流為:(IT2)MAX(IT2)CMT115mA800.1875mA基準(zhǔn)電源部分基準(zhǔn)電源部分主要計(jì)算穩(wěn)壓管D5和限流電阻R2的參數(shù)。穩(wěn)壓管D5的穩(wěn)壓值應(yīng)該小于最小輸出電壓UOMIN,但是也不能過小,否則會影響穩(wěn)定度。這里選擇穩(wěn)壓值為3V的2CW51,該型穩(wěn)壓管的最大工作電流為71mA,最大功耗為250mW。為保證穩(wěn)定度,穩(wěn)壓管的工作電流ID5應(yīng)該盡量選擇大一些。而其工作電流ID5(IT3)CEIR2,由于(IT3)CE在工作中是變化值,為保證穩(wěn)定度取IR2(IT3)CE,則ID5IR2。這里初步確定IR2MIN8mA,則R2為:R2(UOMINUD5)IR2MINR2(6V3V)8mA375實(shí)際選擇時(shí)可取R2為390 當(dāng)輸出電壓UO最高時(shí),IR2MAX為:IR2MAXUOMAXR2IR2MAX15V39038.46mA 這時(shí)的電流IR2MAX小于穩(wěn)壓管D5的最大工作電流,可見選擇的穩(wěn)壓管能夠安全工作。取樣部分 取樣部分主要計(jì)算取樣電阻R3、R4、R5的阻值。輸出電壓:Ub3MAX =(R4R5)(R3R4R5)UO UOMIN =(R3R4R5)(R4R5)Ub3MAX Ub3MIN = R5(R3R4R5)UO UOMAX =(R3R4R5)R5 Ub3MIN其中Ub3 = UD5(UT3)BE即可根據(jù)電阻的取值求出UO 的范圍電路同時(shí)接入T3的基極,為避免T3基極電流IT3B對取樣電路分壓比產(chǎn)生影響,需要讓IT3BIR3。另外為了保證穩(wěn)壓電源空載時(shí)調(diào)整管能夠工作在放大區(qū),需要讓IR3大于調(diào)整管T1的最小工作電流(IT1)CEMIN。由于3DD155A最小工作電流(IT1)CEMIN為1mA,因此取IR3MIN10mA。則可得:(1)當(dāng)輸出電壓的檔位為38V時(shí),UD5 =2V變壓器B1次級輸出電壓即UIMIN 應(yīng)該是: UIMIN = (UD5(UT3)BE + UOMAX )1.2 =(2V+3V+8V)1.2 =10VR3R4R5UOMINIR3MINR3R4R53V10mA300 當(dāng)輸出電壓UO3V時(shí):UD5(UT3)BE(R4R5)(R3R4R5)UO(R4R5)(UD5(UT3)BE)(R3R4R5)UO(R4R5)(2V0.7V)3003V270 當(dāng)輸出電壓UO8V時(shí):UD5(UT3)BER5(R3R4R5)UOR5(UD5(UT3)BE)(R3R4R5)UOR5(2V0.7V)3008V100 實(shí)際選擇時(shí)可取R5為470。R3為430。但實(shí)際選擇時(shí)可取R3為220。(2)當(dāng)輸出電壓的檔位為815V時(shí),UD5 =6.2V變壓器B1次級輸出電壓即UIMIN 應(yīng)該是:UIMIN = (UD5(UT3)BE + UOMAX )1.2 =(2V+3V+15V)1.2 =17V同理可計(jì)算出R3=120,R5=240放大部分 放大部分主要是計(jì)算限流電阻R1和比較放大管T3的參數(shù)。由于這部分電路的電流比較小,主要考慮T3的放大倍數(shù)和集電極發(fā)射極反向擊穿電壓(BVT1)CEO。 這里需要T3工作在放大區(qū),可通過控制T3的集電極電流(IT3)C來達(dá)到。而(IT3)C是由限流電阻R1控制,并且有:IR1(IT3)C(IT2)B 一方面,為保證T1能夠滿足負(fù)載電流的要求,要求滿足IR1(IT2)B;另一方面,為保證T3穩(wěn)定工作在放大區(qū),以保證電源的穩(wěn)定度,其集電極電流(IT3)C不能太大。 這里可以選IR1為1mA,當(dāng)輸出電壓最小時(shí),則R1為:R1(UB1)OUO(UT1)BE(UT2)BE)IR1R1(15V6V0.7V0.7V)1mA7.6K 實(shí)際選擇時(shí)可取R1為7.5 K。 當(dāng)輸出電壓最大時(shí),IR1為:IR1(UB1)OUO(UT1)BE(UT2)BE)R1IR1(15V6V0.7V0.7V)7.5 K1.013mA 可見當(dāng)輸出電壓最大時(shí)IR1上升幅度僅1,對T3工作點(diǎn)影響不大,可滿足要求。 由于放電電路的電流并不大,各項(xiàng)電壓也都小于調(diào)整電路,可以直接選用3GD6D或9014作為放大管T3。 通過前面的計(jì)算,已經(jīng)得到了所有元件的參數(shù)??梢詫⑦@些參數(shù)標(biāo)注到圖431中,這樣就得到完整的串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖,見圖432。這里計(jì)算的其實(shí)都還只是初步的參數(shù),實(shí)際組裝完畢后應(yīng)該仔細(xì)測量電源的各項(xiàng)指標(biāo)是否符合要求,各部分元件工作是否正常。如果發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況作出調(diào)整。根據(jù)調(diào)整的結(jié)果來修正原理圖中的電路參數(shù),最終完成
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