下载文档原格式
实验报告——直流稳压电源班级：13专电子2班学号：2013253827姓名：冯杰指导老师：戴仁村一、课程内容的概述各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。
当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。
当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。
超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。
通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。
袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。
不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。
可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。
由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。
提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。
直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。
直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
二、电路的设计框图及概述1、直流稳压电源设计思路①电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。
直流稳压电源电路的设计实验报告一、实验目的1、了解直流稳压电源的工作原理。
2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。
3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。
二、实验线路及原理1、实验原理（1）直流稳压电源直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换其中：1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。
2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。
3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。
4）稳压电路：其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
（2）整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。
在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。
电路的输出波形如图2-3所示。
t整流二极管采用1N4007，具有正向导通电压降低，导通电流高，泄露电流低，过载电流高，成本低等优点，其基本参数如下图所示，有黑色线圈一端表示负极。
新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：电工电子实习（EDA）学院：专业、班级：指导教师：报告人：学号：时间：绪论软件介绍Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
EDA的应用EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。
发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。
一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。
EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。
EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。
美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。
而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。
实验报告——直流稳压电源班级：13专电子2班学号：2013253827 姓名：冯杰指导老师：戴仁村一、课程内容的概述各种电子电路和电子设备都需要稳定的直流电源，但电网提供的是50HZ的正弦交流电，这就需要将电网的交流电转换稳定的直流电，直流稳压电路就是实现这种转换的电子电路。
当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。
当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。
超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。
通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。
袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。
不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。
可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。
由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。
提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。
直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。
直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。
二、电路的设计框图及概述1、直流稳压电源设计思路①电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
②降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。
直流电路的测量实验报告实验目的1.熟悉直流电路的测量和分析方法。
2.熟悉直流电源、电压表、电流表的使用法及其特性。
实验仪器和器材1.实验仪器直流稳压电源型号：IT6302台式多用表型号：UT805A2.实验（箱）器材电路实验箱元器件：电阻（功率1/2W：100，330，470，510x3，1k）；二极管（1N4148）3.实验预习的虚拟实验平台NIMultisim3.实验内容1.测量电阻串联分压电路和并联分流电路。
分析：串联电路总电压为器件分压电压之和，并联电路总电流为支路电流之和。
2.测量直流电源开路电压VS和带负载电压VR。
分析：直流电源可等效为一个理想电压源串联内阻r的电路。
3.测量3回路2激励源电阻线性电路。
分析：节点电流之和为零；回路电压之和为零，测量2激励源分别单独作用电路时的电压或电流。
分析：与2激励源— 1 —共同作用时值的关系：线性电路可叠加。
4.实验原理1.电阻串联与并联电路串联电路电流相同，具有分压作用U=U1+U2并联电路电压相同，具有分流作用I=I1+I22.仪器仪表内阻的影响及激励源内阻的测量a.激励源等效内阻激励源可等效为一个理想电压源VS（电流源）和内阻r串联（并联）电路。
当外加负载输出电流时，激励源端口电压会下降，内阻大下降多，电流大下降多。
等效内阻r的测量：先测开路电压：US=VS再测短路电流（内阻大时）：ISr=US/IS或测量外加负载电阻R时的电压（内阻小时）：URr=（US-UR）R/UR差值法由于直流电压源等效内阻较小，空载与加负载时的电压变化较小，为了减小测量误差常采用差值法测量△U（US-UR）。
测量电压时电压表的正极接被测电压源正极，电压表的负极接另外一个比较电压源的正极（两电压源负极相连），将比较电压源的电压调整到被测电压源空载时相同，这时电压表为0，被测电压源接负载时，电压表为△U— 2 —r=△UR/URb.仪器仪表内阻：电压表内阻大，电流表内阻小。
教学案例9串联型直流稳压电源无输出的故障检修一、故障描述学生在实验室中使用9串联型直流稳压电源时发现，电源无法输出。
学生经过初步检查后发现，电源的指示灯正常亮起，但是输出端口没有电压输出。
二、故障排查1. 检查输入端口首先，学生检查了电源的输入端口是否连接正确。
经过检查，学生确认输入端口连接正确。
2. 检查输出端口接下来，学生检查了电源的输出端口。
他们使用万用表测量了输出端口的电压值，并发现没有任何电压值。
这表明问题出在输出端口上。
3. 检查稳压管由于稳压管是直流稳压电源中最重要的组件之一，因此学生决定检查稳压管是否工作正常。
他们使用万用表测试了每个稳压管，并发现其中一个稳压管已经损坏。
4. 更换损坏的部件经过对故障部件的确认，学生开始更换损坏的部件。
他们按照标准操作程序将损坏的稳压管更换为新的稳压管，并重新测试了整个系统。
三、故障修复1. 测试系统工作状态在更换完毕后，学生重新测试了整个系统，发现输出端口已经恢复正常，电压值稳定在设定值。
2. 故障原因分析经过排查，学生发现故障原因是由于稳压管损坏导致的。
可能是由于长期使用或其他原因导致稳压管过载而损坏。
3. 故障预防为了防止类似的故障再次发生，学生建议定期对直流稳压电源进行维护和检查，并避免过度使用。
四、教学反思通过这个案例，学生不仅了解了直流稳压电源的工作原理和组成部件，还掌握了一些基本的故障排查和修复技巧。
这有助于提高他们的实际操作能力和解决问题的能力。
同时，这也为今后的实验操作提供了宝贵的经验和教训。
1串联型直流稳压电源为克服稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调的缺点，引入串联型稳压电路。
串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用由晶体管电流放大作用增大负载电流，并在电路中引入深度电压负反馈，使输出电压稳定,通过改变网络参数使输出电压可调。
直流稳压电源主要由四部分组成：变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分。
除变压器部分外，其它部分都有多种形式。
其中串联反馈型直流稳压电源是比较典型的一种。
1.1整体电路框图串联型直流稳压电源的整体电路框架图如图1.1所示。
1.22差较大，因而需要通过电源变压器降压。
变压器的副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压。
为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。
再经过稳压电路使输出的直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得很高的稳定性。
2.1 实用的串联想稳压电路至少包含调整管、基准点压电路、采样电路和比较放大电路等四个部分。
此外，为使电路安全工作，还在电路中加保护电路，所以串联想稳压电路的方框图如图2.1串联型直流稳压电源的整流电路采用桥式整流电路，电路如图2.3所示。
图2.4 输出波形截止；U 2的负半周内，D 2、D 3D 1、D 4截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L ，且方向是一致的。
电路的输出波形如图2.4所示。
在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即I f =I o1/22(U 2是变压副边电压有效值) [1]。
2.4滤波电路整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但含较大的交流成分，不能适应多数电子设备的需要。
因此，整流后还需要滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
滤波电路分为：电容滤波电路和电感滤波电路。
本设计采用电容滤波电路。
电容滤波电路利用电容的充电放电作用，使输出电压平滑。
其电路如图2.5所示。
2.54直流稳压电源电路图直流稳压电源电路如图2.9所示。
直流稳压电源实验报告姓名学号班级成绩一、实验目的1．研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2．掌握串联型晶体管稳压电源主要技术的测试方法。
3．学习使用PROTEUS电子设计软件进行电路设计和仿真。
二、实验要求1．设计分立元件构成的直流稳压电源。
2．设计电路，计算电路参数，并进行仿真。
3．根据实验指导书的实验方法、步骤填写相应数据表格。
4．根据实验结果进行实验分析和总结。
三、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发动机外，大多数是采用交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图1所示。
电网供给的交流电压U1（220V，50Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U i，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的电流电压U I，但是这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变化而变动。
在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
图1 直流稳压电源框图U1 U3Uo四、实验设备和器件1.可调工频电源2.双踪示波器3.交流毫伏表4.直流电压表5.直流毫伏表6.滑线变阻器200欧/1A7.晶体三极管3DG6⨯2 (9011⨯2)，3DG12⨯2(9013⨯2)，晶体二极管IN4007⨯4 稳压二极管2CW53，电阻器、电容若干8.计算机9.EDA软件五、电路设计1．选择的元器件2．实验电路六、实验结果1．整流滤波电路测试结论：2．串联型稳压电源性能测试测量各级静态工作点(1)(2)测量稳压系数(3)测量输出电阻Ro七、实验总结1．对自己设计的稳压电源评价（自我评价）2．存在的问题和改进的措施。
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： XXXXXXXXXX 学号：XXXXXXX XXXX2011/7/4惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY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=1A3、输入电压：交流220V +/- 10%4、保护电流：I Om =1.2A5、稳压系数：S r = 0.05%/V6、输出电阻：R O < 0.5 Ω7、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U 2,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V U U U U v U V U U U U VU i i i C E S C E S O i O 152.1182.12.118315'min ======+==次次得：由有取由考虑到最低电压为~220- 10% =198V ，此时次级应有 15V ，所以正常（~220V ）时有：V U V U 176.1615*198220===次次取 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 V U U i 44.227.18*2.12.1'===’‘次极端情况，负载短路，且考虑峰值：V U CEO 7.3144.22*2== 取BV CEO =100V最大电流：I OM >=1.2A最大管压降：V U U U O i CE 44.71544.22'=-=-=最大集电极功耗：W P W I U P CM OM CE CM 159.82.1*44.7*====取2、选基准电压、稳压管选D Z1=6V ，可选稳压管2CW I DZ =10mA Ω=-=-=110010617211DZ DZ i I U U RmA R U U I DZ i DZM11.149.067.1821'=-=-=3、取样电路4.01567.67.067.065613==++=+=+=R R R R VU U W DZ B75.086566==+++R R R R R W W一般取样电流为30~50mA ，取mA I 40=取样Ω=Ω=-=Ω=Ω==+Ω==Ω===++686521027510025.206275*75.0110275*4.02754011556665R R R R R R I U R R R W W O W 取取：取样4、调整电路I OM =1.5mA 取β1=β2=50有：Ω=-=-≤===K I U U R mAI I B O i OMB 25.648.0151848.050*502.122212ββ取 R 2=2k Ω5、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！。
