线性稳压稳流.doc

可调直流稳定电源摘要：本设计采用串联反馈式稳压电路实现可调直流稳压电源输出电压变化量由反馈网络取样经比较放大电路（运放OP07）放大后去控制调整管集电极与发射极间的电压降，再通过点电解电容滤波，得到稳定的输出电压对于直流稳流电源则通过双运放构成的恒流电路实现用电压跟随器、稳压管以及电位器共同调节作用提供恒流电路所需的电压，最终得到可调的直流稳流电源 关键词：串联反馈式、双运放恒流电路、电压跟随器一、直流稳压电源1、方案的选择与论证方案一：采用串联反馈式稳压电路由运放构成深度负反馈电路，通过调节取样环节电阻的大小来改变反馈系数，从而调节输出电压选择合适的电阻和电位器，即可实现+9V~+12V输出电路原理图如下图所示： 该电路的稳压原理为：当输入电压VI增加时，输出电压VO增加，随之反馈电压VF也增加VF与基准电压VREF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后，使VB和IC减小，调整管T的c-e极间电压Vce增大，使VO下降，从而维持VO基本稳定原理简洁易懂，且性价比高方案二：采用可调式三端稳压器LM317实现其原理图为： 集成稳压块输出端和调整端之间的固有参考电压VREF加在给定电阻R1两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节器RP1。

与其并联的电容可进一步减小输出电压的纹波二极管的作用是防止输出端短路时，稳压块损坏LM317内部就含有过热和过流保护电路，安全可靠、性能优良、不易损坏且使用方便比较上述两种方案，考虑到经济效益，方案一不但能很好的达到各项指标，且性价比更高，所以决定选用方案一2、电路设计2.1电路的的原理框图为：2.2各电路元件参数计算（1）获取基准电压电路：稳压管选IN4733，VZ=5.1V，IZT=49mA电阻R1起到限流作用，根据所选稳压管的参数以及输入电压大小，定R1=510Ω2）比较放大电路：考虑到经济效益，运放OP07性价比更高，所以选择OP073）调整管：采用两只NPN型BJT组成的复合管，使共集—共集放大电路比单管共集电极放大电路的电压跟随特性更好，输入电阻更高，输出电阻更小，其动态性能更好所以选用功率管TIP 1224）取样电路：当RP动端在最下端时，Vomax=Vz当RP动端在最上端时，Vomin= Vz电压调整范围为+9V~+12V，考虑到电阻值存在一定偏差，所以将VO定在+7V~+14V，确保+9V~+12V的调整范围，即Vomax=14V，Vomin=7V由于电位器的阻值确定为1KΩ，由上面两个式子可计算出R2与R3的比值，结合实际情况，选取R2=1KΩ，R3=1KΩ。

5）滤波电路：运放自激振荡产生纹波，电解电容C为稳压电路输出侧的滤波电容，可以起到减小纹波的作用，根据经验，一般电容值选取47~470µF，这里取47µF3、电路的实现与调试（1）输出电压：空载时用万用表测输出电压，调节电位器，可测得电压变化范围电压调节范围为：+6.748V~+13.061V ，可以实现+9V~+12V范围的调节2）最大输出电流：将负载RL调到满载，电压表测得的电压值即为VO逐渐减小RL，直到VO的值下降5%，此时电流表测得的电流即为最大输出电流 最大输出电流为1.512A，大于1A，满足指标3）电压调整率：接入负载，在输入电压为15V时，测得负载两端电压并记录将输入电压提高到18V，记录负载两端电压电压调整率为满载电压（V）输入电压（V）空载电压（9V）空载电压（12V）158.98011.983189.02412.045Sv（%）0.160.17根据所计算的电压调整率均小于0.2%，可知该项指标符合条件4）负载调整率：输入电压为15V，负载电流从零变到最大时，输出电压的相对变化，即空载满载输出电压（V）9.0028.980由表格数据可知负载调整率负载调整率小于1%，符合条件。

5）纹波电压（峰-峰值）：将示波器接到输出端，将耦合按钮打到交流档，测量峰—峰值用示波器测得纹波电压（峰—峰值）为7.68mA，满足指标——纹波电压（峰-峰值）≤10mV（6）效率：输入15V直流电时，测量输入电流值VI，再测量输出电压VO与输出电流VO效率4、结论 经过方案的筛选，元器件参数的设定以及电路的调试与分析，最终达到了题目要求的各项指标，实现了可调式直流稳压电源的设计二、直流稳流电源1、方案的选择与论证方案一：采用双运放构成的恒流电路其原理图为： 该电路中A3为深度负反馈同相放大器；A1、A2接成电压跟随器组态由原理图可知： ，令R3=R4= R5=R6=10 KΩ，则可得可知，输出电流只取决于R7的阻值和VR，使得输出电流恒定调节电位器则可得到不同的电压值VR，从而实现可调直流稳流电源该设计方案利用运放构成深度反馈电路，有效抑制外界信号的干扰，使得恒流电源的工作稳定性增强方案二：采用三端固定式集成稳压器7805电路原理图如下：集成块3脚和2脚之间的压降恒为5V，流经电位器产生可调的稳恒电流电路简单易懂，但是集成块的静态电流作为负载电流的一部分，当它随输入电压及负载的变化而变化时，会影响负载电流的稳定性。

比较上述两种方案，方案一稳定性更高，抗干扰能力更强，性价比更好所以选择方案一2、电路设计2.1电路的原理框图为：2.2各电路元器件参数计算（1）稳压管及限流电阻R1：稳压管选IN4733，VZ=5.1V，IZT=49mA电阻R1起到限流作用，根据所选稳压管的参数以及输入电压大小，定R1=510Ω2）双运放恒流电路：考虑到元器件的经济效益，运放OP07性价比更高，所以选择OP07由原理图可知,要产生稳恒电流，则满足R3=R4，R5=R6 这里令R3=R4= R5=R6=10 KΩ3）电压跟随器A1：考虑到元器件的经济效益，运放OP07性价比更高，所以选择OP074）电位器RP,电阻R2和电阻R7：因为，输出电流在4~20mA可调，且VRmax=5.1V，所以R7可取200Ω电位器RP已定，为1 KΩ由原理图可知，解得 ，这里取R2=150Ω3、电路的实现与调试（1）输出电流：将电流表串入输出端，调节电位器RP，测量输出电流的变化范围 实验测得电流的调节范围为3.4176mA~26.269mA，可以实现4mA ~20mA的调节范围2）负载调整率：输入电压为12V，调节电位器RP，使输出电流为20mA。

串入一个可变电阻，能够实现200~300Ω范围内调节，测量输出电流的相对变化负载调整率负载阻值（Ω）200300输出电流（mA）20.33320.520负载调整率（%）0.935由表格数据可知负载调整率小于1%，满足条件4、结论经过方案的筛选，元器件参数的设定以及电路的调试与分析，最终达到了题目要求的各项指标，实现了可调式直流稳流电源的设计三、参考文献1、康华光 《电子技术基础模拟部分（第五版）》 高等教育出版社2、贾立新、王涌等 《电子系统设计与实践（第二版）》 清华大学出版社四、附录元件数量OP07CP4稳压管IN4733（5.1V）2固定电阻 150Ω1固定电阻200Ω1固定电阻510Ω2固定电阻 1KΩ2固定电阻10KΩ4电位器1 KΩ3电解电容47µF1TIP 122（带散热器和螺丝）1。