一、设计任务
设计一个柜稳压管稳压电路，要求当电源电压波动+10%和负载电阻在0.5~2KΩ变化时，输出电压稳定在6V。
二、设计过程
1、电路设计
本设计的电路原理图如下图所示。
元件说明：图中C为滤波电容，RL为负载电阻，R为限流电阻，VS为稳压二极管。
因为稳压二极管与负载并联，又称为并联稳压电源。
这种电路很简单，稳压二极管在稳压范围内允许电流变化有一定范围，输出电阻较大，稳压精度不够高，输出电压不能调节，效率较低，通常用于电压固定、负载电流较小、稳压要求不高的场合。
2、稳压电路输入电压选择
该电路采用桥式整流滤波电路。为保证电路正常工作，整流滤波电路输出
（即稳压电路输入电压）Ui应选择为输出电压的2~3倍。
即Ui=（2~3）Uo
且随电网电压允许有+10%的波动。
根据桥式整流电容滤波器电路输入、输出关系有
Ui=1.2U2.
其中U2为变压器二次电压有效值。
本设计中，要求输出电压为6V。则根据上述公式，Ui=（2~3）Uo=（12~18）V，可取中间值Ui=15V。
若电网波动+10%，则Ui的上限值为15*1.1=16.5V，下限值为15*0.9=13.5V。
3、稳压管选择
稳压管的稳压值Us即为电路的输出电压值Uo，为保证稳压管在负载断开时不会因为Is过大而损坏，最大工作电流Ism应取最大负载电流的2~3倍
本设计要求的负载最大输出电流为6V/0.5KΩ=12mA。
则稳压管的主要参数选择如下：
最大工作电流：大于（2~3）*12mA=（24~36）mA。
稳压值：Uo=5.5~6.5V。
输出功率：大于Uo*Ism=72mA。
说明：通用的稳压二极管可能不会刚好满足电路要求的值，所以要根据接近原则选取合适的稳压二极管，见下图。
4、限流电阻选择
限流电阻的取值范围：
最大值：（输入电压最小值-输出电压）/（稳压管最小工作电流+最大工作电流）=（13.5-6）V/（10+12）mA=0.34KΩ；
最小值：（输入电压最大值-输出电压）/（稳压管最大工作电流）=（16.5-6）V/38mA=0.30KΩ；
限流电阻的额定功率：P应大于（2~4）*I*I*R。其中I为流过限流电阻的电流，等于负载电流+稳压二极管电流。
负载电流38mA，稳压二极管电流12mA，则限流电阻的电流为50mA，限流电阻的功率应大于2.475W。
说明：通用的电阻阻值可能不会刚好满足电路要求的值，所以要根据接近原则选取合适的电阻，见下图。
5、滤波电容的选择
根据下图中的公式，可计算出滤波电容的耐压值应取25V或更高，电容值应取100微法。
一般情况下，电源的滤波电容建议使用铝电解电容。
说明：通用的电容可能不会刚好满足电路要求的值，所以要根据接近原则选取合适的电容，见下图。
三、各类整流滤波电路输出电压与输入电压的关系
见下图
四、故障分析
桥式整流电容滤波如下图所示，变压器二次侧电压为10V，若测得输出电压分别为1）4.5V，2）9V，3）10V，4）14V，试分析电路工作是否正常。若不正常，分析故障原因。
故障分析：本电路工作正常时，输出电压=1.2倍的变压器二次侧电压。
根据以上测得的数据，说明电路有故障。
1）测得输出电压为4.5V，这一电压符合半波整流电路的输出、输入关系，说明桥式整流电容滤波电路变成半波整流电路。估计：一是桥式整流二极管其中有一个开路，可能其中一个二极管虚焊或断开；二是滤波电容开路。
2）测得输出电压为9V，说明电路变成桥式整流电路，滤波电容断开。
3）测得输出电压为10V，说明电路变成半波整流电容滤波电路，说明整流桥中有一个二极管开路。
4）测得输出电压为14V，这个电压与变压器二次侧电压接近，说明负载电阻开路。
四、电路调试
调试过程中，先测变压器二次侧电压U2、桥式整流电容滤波电路的输出电压Ui，输出电压Uo。电路工作正常的情况下，Ui=1.2U2，Uo=Ui。如果调试过程中出现Uo=0.7V，是因为稳压二极管极性接错，使之正偏导通所致。若测得Uo等于或小于0.45U2，估计是桥式整流电路变为波波整流且滤波电容断开不起滤波作用，致使稳压管不能反向击穿，输出电压为负载电阻与限流电阻分压而得。见下面公式。
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