毕业设计-简单恒压源的设计.docx

简单恒压源的设计摘要：恒压源是模拟集成电路中广泛使用的一种单元电路，在实际中也有着广泛的应用通过分析典型的恒压源的电路结构，研究了影响恒压源精度的一些关键因素，提出了恒压源的设计方案，给出了具体 的电路原理图而且还较详细的分析了恒压源的工作原理及其应用的 特点，并且进行了m ultisi m仿真实验，对电路进行分析，并指出其适用的场合结果表明：要得到一个高质量的恒压源电路，必须选用精 度高和稳定性好的采样电阻，增益大，温漂小，失调小的运放放大器关键词：稳压源；基准电压；比较放大电路；保护电路；采样电路Simple Constant Pressure Source DesignLiuLing Department of Physics, BoHai UniversityAbstract: Constant pressure source is an unit circuit, which is used widely in analog integrated circuit, and it's also widely applied in practical. Through analyzing the circuit structure of typical constant pressure source, this paper not only studies the key factors that affect the constant pressure source accuracy, puts forward the design scheme of constant pressure source, but also draws up a specific circuit principle diagram. Furthermore, this paper analyzes the working principle of constant pressure source and its applications in detail, conducts the multisimsimulation experiments to analyze the circuit, and points out the possible applications of the constant pressure source. The experiment shows that: To get a high-quality constant-voltage source circuit, it should choose the sampling resistance with high precision and good stability, and the op-amp amplifier with large gain, small temperature drift and small detuning.Key words: voltage source；benchmark voltage；comparative amplifying circuit；protection circuit；sampling circuit目录引言一、 恒压源的分类及发展状况 2二、 直流稳压电源概述 3（一） 直流稳压电源的组成 3（二） 直流稳压电源的主要性能指标 ………………………………5三、 几种恒压源的介绍 …………………………………………………6（一） 硅稳压管稳压电路 ……………………………………………6（二） 串联反馈式稳压电路 9四、 设计方案 12（一） 基本方案介绍 12（二） 设计条件及主要参数 13（三） 电路组成 14（四） 电路稳压原理分析 14结束语 …………………………………………………………………22参考文献 ………………………………………………………………23简单恒压源的设计引言直流稳压电源是应用比较广泛的电源电路，该电路具有输出电压 调节范围宽、元器件选择合适、性能指标高等优点。

随着电子技术向 各个领域的渗透,许多场合,尤其是高精度测控系统需要高精度的电 压源与电流源在许多工程中，为了抗干扰，提高测量精度或者满足 特定要求，往往需要恒定的直流电压直流电源在仪器仪表、电子设 备以及高新科学技术中属于一个重要的部件，是各种电子设备的核 心，电源系统质量的优劣和可靠性决定着整个电子设备的质量获得 直流电压的方法较多，如使用干电池、蓄电池、直流发电机等但实 际中一般采用对交流电源进行变换来得到直流电源对各种精密仪 器，电源电压变化会导致测量和计算误差，引起自动控制系统工作不 稳定，甚至根本不能工作因而提高直流电源的稳定性就显得十分必 要恒压源是能够向负载提供恒定电压的电源,所以恒压源的应用范 围非常广泛设计一个稳定性好、精确度高的恒压源是十分关键的 本篇文章提出了恒压源的设计方案，给出了具体的电路原理图而且 还较详细的分析了恒压源的工作原理及其应用的特点，并对电路进行 分析一、恒压源的分类及发展状况稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源 和交流稳压电源；按稳压电路与负载的连接方式分有串联稳压电源和 并联稳压电源；按调整管的工作状态分有线性稳压电源和开关稳压电 源；按电路类型分有简单稳压电源和反馈型稳压电源，等等。

既然我们谈的是稳压电源的分类，那么首先就应该清楚电源的输 出是什么，是输出直流电还是输出交流电其实了解一下我们身边的 电子设备会发现实际应用中稳压电源有两个区别很大的种类，一种是 各种比较简单的电子设备中广泛使用的线性稳压电源，比如收音机、 小型音响等；一种是各种复杂电子设备中广泛使用的开关稳压电源， 比如大屏幕彩电、微型计算机等这样看来第二个层次的分类我们可 以根据调整管的工作状态来分类接下来的第三个层次的分类就是根 据稳压电路与负载的连接方式来分类再往下面细分，由于各种不同 的电路特性相差太大，就不好一概而论，应该根据每一个具体类别的 特性进行分类区分了当然这里所谈的分类只是根据直流稳压电源的 特点给出一个大致的分类思路恒压源在电子设备以及高新科学技术 中属于一个重要的部件恒压源是能够向负载提供恒定电压的电源, 其输出电压受输入电压的影响几乎可以忽略了，所以恒压源的应用范 围非常广泛各种恒压源的出现，使恒压源成为人们生活中不可缺少的一部 分伴随着电力技术和电子技术的发展，恒压源的许多新的控制技术 也随之发展和完善当然，在当今社会产品价格、各种性能指标以及 使用寿命一直是广大用户最关心的问题。

国内知名电源厂商以及世界 顶级电源供应商同样都面对这样的压力，由于恒压源能够提供恒定的 电压，因此恒压源这种高效的产品就成为广大厂商追求的目标电子 电路中，一般需要直流电源供电这些电源虽然可以考虑直接使用电 池，但考虑到经济实用的问题，还是选择采用电网提供的交流电经过 变换而得到直流电的方法因此，设计一个稳定性好、精确度高的恒 压源是十分必要的二、直流稳压电源概述 （一）直流稳压电源的组成电子系统（如电视接收机、VCD机、组合音响等）都要求用稳定的 直流电源，而日常生活中使用的都是220V交流电源因此，需要将交 流电变换成直流电将交流电压变换成直流电压并使之稳定的设备就 是直流稳压电源直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波 电路和稳压电路等四部分组成的，其组成框图如图 2.1.1所示工 作过程是：先由电源变压器将电网电源提供的220V交流电压变换 为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压转变为单方向 脉动的直流电压，单方向脉动的直流电压中含有较大的纹波，需 要经过滤波电路加以滤除，才能得到比较平滑的直流电压但该 直流电压还会随着电网电压波动（一般为± 10％左右的波动）、 负载和温度的变化而变化，为此还应加有稳压电路来维持输出直 流电压恒定。

电网UI亠 L0 电源变整流U2 ►滤波稳压电压压器电路电路电路UO负载1. 电源变压器直流电源的输入一般为 220V 的电网电压（即市电），因而各 种电子设备所需的直流电压的数值与电网电压的有效值相差较 大电源变压器的作用就是将电网电压降压到适当的数值从其副 边输出，变压器副边电压的有效值决定于后面电路的需要目前 降压也可以不用变压器而用其他的方法2. 整流电路整流电路利用具有单向导电性能的整流元件，将变压器副边 正弦交流电压整流成为单一方向的脉动电压这种单一方向的脉 动电压包含有较大的脉动成分， 距离理想的直流电压还差得很远3. 滤波电路滤波电路由电容、电感等储能元件组成其作用是尽可能地 将单向脉动电压中的脉动成分滤掉，使输出电压变成比较平滑的 直流电压但是，滤波电路输出的直流电压会因电网电压或负载 电流的变化而变化， 对要求较高的电子设备， 其后需加稳压电路4. 稳压电路稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定此篇文章主要研究稳压电路部分，将滤波电路的输出电压作为稳压电路的输入电压来研究二）直流稳压电源的主要性能指标直流稳压电源性能的好坏主要是由它的质量指标来衡量的， 它的质量指标主要如下。

S r稳压系数 S 的定义是在负载固定时稳压电路的输出电压的相 r对变化量与输入电压相对变化量之比，即AUOUAI£=0,AT=0=aUT 1U上式中的稳压电路输入电压 U 是指整流滤波电路的输出直I流电压稳压系数 S 反映了电网电压波动对输出电压的影响，由r于工程上常常把电网电压波动土 10%作为极限条件，因此有时也 采用电压调整率作为衡量指标，电压调整率是指在固定负载下， 输入电压变化 10%时，输出电压的相对变化量RO输出电阻是指在保持输入电压不变的情况下，稳压电路的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即AU OAIO它表示稳压电路受负载变化的影响程度，R 越小，说明负载O变化时对稳压电路输出电压的影响越小温度系数 S 是指在电网电压和负载都不变的情况下，输出电T压的变化量与温度的变化量之比，即AU OAT AU严AI0输出纹波电压是指稳压电路输出电压中的交流成分，通常用 有效值或峰值表示，一般为毫伏数量级，它表示输出电压的微小 波动三、几种恒压源的介绍（一）硅稳压管稳压电路UO（1）设输入电压 U 不变，负载电阻减小使 I 增大，此时 I 增I L R 大，使 U 增大，使 U 降低， I 变小，使 U 减小，故输出电压基R Z Z R本不变。

上述稳压过程用循环调节过程表示，即R U U I I U U TL O Z Z R R O（2）设R不变，输入U增大，使U增大，贝增大，使U增L I Z Z R大，以此来抵消 U 的增大，故使输出不变化用循环调节过程表I示如下：U TtU TtU Tt I Tt I TtU TtU JI O Z Z R R O以上两种情况说明，不论是 R 变化还是 U 变化，靠稳压管两LI 端电压微小变化调整其电流 I 变化，使其输出电压维持稳定，这Z 就是硅稳压管稳压电路稳定电压的原理将图.1电路改画成只考虑交流等效电路如图 .2所示，由图可求出稳压系数和输出电阻图图•等效交电流路通路1）稳压系数 S由定义有AU U o。