模电课程设计实验报告

                                   

学校：XX

专业：XXXX

课题：串联型直流稳压电源

          指导老师： XXX

设计学生： XXXXXXX 

XXX       学号：XXXX

                     XXX             XXXX

        

                                       

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目录

一、课题                      --------------------------------------------------3

二、课题技术指标              --------------------------------------------------3

三、设计要求                  --------------------------------------------------3

四、元件器件清单              --------------------------------------------------3

五、设计方案                  --------------------------------------------------3

六、直流稳压电源的元器件      --------------------------------------------------4

七、设计计算                  --------------------------------------------------6

八、焊接实图                  --------------------------------------------------8

九、心得体会                  --------------------------------------------------9

一、       课题：串联型直流稳压电源

二、       课题技术指标

   1、输出电压：8~15V可调                    

   2、输出电流：I_O=1A

   3、输入电压：交流220V +/- 10%

   4、保护电流：I_Om =1.2A

   5、稳压系数：S_r = 0.05%/V

   6、输出电阻：R_O < 0.5 Ω

   7、交流分量（波纹电压）：<10mV

三、       设计要求

   1、分析电路组成及工作原理；

   2、单元电路设计计算；

   3、采用分立元件电路；

   4、画出完整电路图；

   5、调试方法；

   6、小结与讨论。

四、元件器件清单

  

五、设计方案

先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R₂两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由可知将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大），使得R两端的电压降低（升高），从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称，原理一样。

直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路组成。变压器吧市电交流电压变所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本次设计主要采用串联型直流稳压电路，通过220V 、50HZ交流电压经电源变压器降压后，通过桥式整流VD1—VD4整流成直流电再经过滤波电容平滑直流电，减少直流电纹波系数。最后，通过稳压器稳压，将输出电压稳定在10V～40V可调电压。

整体电路图如下：

六、直流稳压电源的元器件

   1、变压器

  电源变压器是利用电磁感应原理制成静止电气设备,它能将某一电压值的交流电变换成同频率所需要的电压值的交流电变压器的变压比。

如下图所示,当一个正弦交流电压U₁加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I₁并产生交变磁通ф₁它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感应势U₂,同时ф₁也能在初级线圈上感应出一个自感电势E₁,E₁的方向与所加电压U₁的方向相反而幅度相近,从而限止了I₁的大小。

2、整流二极管

二极管，其结构是由一个PN结加上相应的电极引线和外壳构成，它有两个电极，由P型半导体引出电极叫正极（又叫阳极），由N型半导体引出电极叫负极（又叫阴极）二极管的电路符号如图

3、电容

     电容，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成，电容的符号。如图

电容

一、电容的种类

电容的种类有很多，可以从原理上分为，无极性可变电容、有极性电容等，从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容等。

二、 电容器主要特性参数

1、标称电容量和允许偏差

标称电容量是标志在电容器上的电容量。

电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。

2、额定电压

在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的电高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。

3、绝缘电阻

直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。

4、损耗

电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。

三、电容器的检测

电解电容的容量较一般固定电容量大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合造的量称。根据一般情况下，1～47间的电容，可用R×1k挡测，电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百 以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。

七、设计计算

一、确定变压器次级电压

    

考虑到最低电压为~220- 10% =198V，此时次级应有 15V，所以正常（~220V）时有：

     

二、选择线路

1、调整管选择

      最高输入电压发生在  ~220+10% =242V   此时变压器次级电压U_次 =18.7V

      

极端情况，负载短路，且考虑峰值：    取BV_CEO=100V

最大电流：       I_OM >=1.2A

最大管压降：

最大集电极功耗：

    

2、选基准电压、稳压管

       选D_Z1=6V   ，可选稳压管2CW         I_DZ=10mA

      

   

3、取样电路

                 

       一般取样电流为30~50mA ，取 

      4、调整电路

           I_OM=1.5mA     取β₁=β₂=50

       有：

取 R₂=2kΩ

      5、保护电路

       当I_OM =1.2A时保护，  取R_O=0.6Ω ,    U_RO=1.2*0.6=0.72V

   八、焊接实图

 

俯视图

侧视图

反面视图

九、仿真结果

十、心得体会

    本课程设计运用了模拟电路的基本知识，通过变压，整流，滤波，稳压等步骤，输出一定范围的正负直流稳压电源。总结如下：

优点：该电路设计简单。输出电压稳定，纹波值小，而且使用的元件少，经济实惠，输出功率大，调整管可承受的范围也很大。

缺点：电路板太小，导致很多零件焊得很紧密，不利于整体电路的散热与美观，也有可能提高电路的故障率。

通过这次课程的设计，我们在以下几个方面获得了很大的进步：

         在电子技能上：

1：对理论有了更深夜的系统的了解。

2：提升了自己的实际操作能力，也是自己对专业只是有了更进一步的了解。

3：实训让我们学到了很多课本上无法学到的最实用、最基础的知识

4；实训中最重要的是懂得了串联稳压电源原理，串联型稳压电路是最常用的电子

         在个人修养上：

          1：加强了我们在团队中的配合与团结能力

          2：培养了我们胆大，心细，谨慎的工作作风

          3：养成了敢于发现问题，解决问题的习惯

     最后感谢老师的指导，让我们平时自己独立完成自己的实验，大大的提高的我们的个人动手能力和分析能力，谢谢老师！

 

 

第二篇：晶体管串联型稳压电源的安装实验报告

晶体管直流稳压电源的安装

实验目的：

1、熟悉该电源的电路组成和制作的全过程。

2、掌握电子元件辨别判断的方法，焊接技能，能够排除简单的电源电路故障。

实验器材：

1、万用表、电烙铁、螺丝刀（一字、十字）、镊子等

2、晶体管稳压电源套件

实验电路：

电气原理图

实验步骤：

任务一     按照电路图找出相应的元器件，并用万用表检测，填写相应表格。

                                                 表一   电阻器测量

表二  电容器的测量

表三  晶体管的测量

晶体管的脚位图：

表四    变压器的测量

表五   波段开关\交直流电源线的测量

任务二     对照电路图和印刷电路板插件安装电路，进行焊接。

1、元件的安装：

根据印刷电路板元件位置，利用镊子把元器件进行造型，按照先安装矮元件（电阻、二极管），再安装高元件（三极管、电解电容）的原则进行操作。确认准确无误后进行焊接。

2、元件的焊接：

根据焊接工艺要求，先焊接矮元件再焊接高元件，焊完应检查有无虚、假、漏焊，或者拖锡短路现象。

3、电源线的安装：交流电源线与变压器初级线圈连接处先套上黄腊管，热缩管，将连接处用电烙铁焊接好，套上热缩管，热缩好，再套上黄腊管，扎好线扎；直流电源线焊接在稳压电源的输出端，注意十字插头的极性（一般把外圈部分接电源负极）。

问题小结：

任务三     通电测试

1、通电前的检查：

①稳压电源的输入为交流电220V电压，检查电源线与变压器连接处的热缩管、黄腊管和扎带是否安装良好，避免发生触电。

②根据电路图，检查已安装的电路板，确认无误后通电测试。

2、通电测试

                     表六  电路关键点电压值

3、注意观察和记录有无RL时整流和稳压输出电压的变化，说明什么问题？

4、故障现象及排除

实验报告要求

讨论在实验中所遇到的现象。