可调恒流源课件.ppt

1、模电课程设计答辩可调恒流源 要求：将220V/50Hz交流电源转换为可调节的稳定电流源输出：电流范围：10mA100mA 负载范围：100分析：通过模电课程的学习，我对电源的制作还是有一些了解。首先，要将交流电压源转化为直流电压源，需要一个整流电路，而我选择了单相桥式整流电路，该电路基本满足需求；然后就是滤波电路，滤波电路的作用就是将脉动的直流电压变为平滑的直流电压，我的电路采用的是电容滤波电路，该电路接法比较简单，经过滤波电路后，交流电压基本就已经几乎变为了直流电压；然后就是经过一个电压转变电流的电路，然而电压转变电流电路有许多种，最基本的就是，用一些三极管，可以形成该电路，但是不是很稳定，

2、也可以用运放来实现该功能，而且这种方法比较实用简单，所以我就运用了运放的深度反馈，来实现了电压到电流的转化，而且电流的稳定性也比较好。电路原理图分析和计算 1.交流变直流电路图分析及参数计算：首先，三端15V变压器将220V交流电压变为15V交流电压，然后经过桥式整流桥和电容，将交流电压，变为直流电压，其中，电容容量越大，得到的直流电压就越好，也就是直流电压的稳定性越好，所以这里我用了2200uf的大电容，然后后面用了三端稳压芯片，将电压稳定到需要的值。这里我用了7812和7905二个芯片，这二个芯片最大可以流过1.5A的电流，所以远远满足题目中要求的0.1A电流，稳压芯片的后面接了 10uf

3、的电容，它的作用是减小稳压后的电压的波纹，使电压更加稳定，然后后面又接了电阻和发光二极管，电阻是为了保护发光二极管，使其正常发光，由于发光二极管的 正常工作电流为520mA,所以R1=5K，R2=1K时，发出来的光线强度刚刚好，既不暗，也不是太亮。2.电压转电流该电路运用了运放的深度反馈作用，使输出的电流比较稳定。该电路所用的运放是LM741，该运放是单运放，该运放的工作电压比较广泛，此电路中用了17V给其供电。电路图中，运放的正极输入端接到了电位器R6上，通过调节R6可以改变输入电压，这里为了达到题目要求，将调节R6，使运放正极输入电压为2.5V，这时由于运放的深度反馈作用，使得运放负极输入

4、端电压也为2.5V，这时R5和R4二端总电压为恒定的，总为2.5V，由于题目要求电流范围：10100mA，这使R4=25，R5=500，当调节R5=0时，流过R4的电流为100mA，而当R5=225时，R4+R5=250，则此时流过R4的电流是10mA，由于三极管的放大倍数非常大，着三极管发射极和集电极的电流基本相等，所以使得流过负载RL的电流可以达到10100mA的范围，足以满足题目的要求。由于R4和R5二端的总电压为2.5V，而RL二端的电压最大为10V，所以电源电压17V足以满足电路的要求，而且在工作范围内，三极管的集电极和基极之间也不会处于饱和区，也就是工作在正常放大区。由于流过三极管

5、的电流有点大，所以对三极管的功率也有要求，所以我选择了大功率三极管TIP122，该三极管是NPN三极管，最大功率大于（17-2.5）*0.1=1.45W，而且流过的最大电流也大于0.1A，所以用TIP122是非常安全的，不会烧坏。由于通过三极管基极的电流很小，所以使R=5.1K，也是很合理的。下面为电压转电流部分的 3.Protues仿真图案：由示数可知，输出电流为01.A时，负载变化时，电流不变。由图可知电流为由图可知电流为0.01A0.01A时，负载变化时，电流不变。时，负载变化时，电流不变。所以从理论上可知，该电路已满足题目要求。所以从理论上可知，该电路已满足题目要求。实物图，测试结果与

6、分析 1.实物图片图中右下角的四个电阻为图中右下角的四个电阻为100100，由于该电阻功率只有，由于该电阻功率只有0.25W0.25W，所以当电，所以当电流太大时，电阻受不了，会很快发烫，所以我将四个流太大时，电阻受不了，会很快发烫，所以我将四个100100的电阻并联，来的电阻并联，来代替电路图中的代替电路图中的R4=25R4=25，测试结果（图片中左边的负载0，右边负载100）当输出为当输出为10.0mA10.0mA时，负载从时，负载从00到到100100变化变化时，电流完全不变。时，电流完全不变。当输出为当输出为50.0mA50.0mA时，负载从时，负载从00到到100100变化时，变化时

7、，电流完全不变。电流完全不变。当输出为当输出为101.8mA101.8mA时，负载从时，负载从00到到100100变化变化时，电流有微小变化。时，电流有微小变化。测试结果负载负载（）输出电流（输出电流（mAmA）0 010.010.020.020.030.030.040.040.050.050.060.060.070.070.080.080.090.090.0101.8101.8202010.010.020.020.030.030.040.040.050.050.060.060.070.070.080.080.090.090.0101.8101.8404010.010.020.020.030.

8、030.040.040.050.050.060.060.070.070.080.080.090.090.0101.8101.8606010.010.020.020.030.030.040.040.050.050.060.060.070.070.080.080.090.090.0101.7101.7808010.010.020.020.030.030.040.040.050.050.060.060.070.070.080.080.090.090.0101.7101.710010010.010.020.020.030.030.040.040.050.050.060.060.070.070.080.

9、080.090.190.1101.6101.6测试结果分析 从测试结果可以看出，输出但电流从小调到大时，开始时，电流的稳定性非常好，但是电流变到一定大时，随负载变化时，就有了微小的变化，稳定性有点不够了，但是从结果看，按课题给的要求分析，该可调恒流源的性能还是非常不错的。总结 从测试结果来看，该可调恒流源还是很好地满足课题要求的，但是还是存在一些问题，当输出电流太大时，7812,7905和TIP122这三个芯片会有点发烫，这也是比较正常的，因为电流大时，功率也会有点大，所以会以发热的方式释放能量，但是还是在正常工作范围内，短时间不会对芯片造成伤害，但是工作时间太长时，可能会使芯片烧掉，所以可以

10、在芯片上安散热片，使其工作在正常温度内。通过这次课程设计，我也有许多感悟。首先，以前都只是学习书本上的知识，没有做出实物，感觉一切都是那么的空虚，只是理论上知道这些东西的原理，这次通过做课程设计，从实践中深刻体会到了模电知识的重要性，但是更加重要的是实践与理论的结合。没有实践，理论也只是空谈，没有理论知识，实践也不能正常进行，反正只有二者结合起来，才是真正的学到知识，学到的才是自己的。然后就是，其实理论上的知识只能提供一个前提，只有通过实践，才能验证理论的真实性，在做实物时，先需要用理论知识设计好电路图，然后需要计算各元器件的参数，更需要考虑元器件的功率，因为如果功率超出的话，元器件会被烧掉，严重时可能发生事故，理论上设计好电路后，可以用软件仿真下，然后就是焊接出来，按要求测试它的性能是否达标，也就是调试过程，该过程也是重点，也是最难的一步，需要有足够的耐心，通过调试达标后，焊接出来的东西才能算完成。谢谢