直流稳压电源的设1.

1、辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）院（系）：电气工程学院专业班级：电气102班学号:100303061学生姓名：朱倬立指导教师：（签字）起止时间：2012.07.02 2012.07.15课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程号 学课程设计 （论文） 题目直课程设计论文任务笔 本 。的競 成 计一!八 、定一 H向 気 谕!B敲W流 沥 性 进，或旳 现 J 先源灘号 压 求 的来系亠一口眈M卅抒是 直 利30以禍席怫 ) 析图、，虑成通 hES on 、幺一 连鮎00必绘r比妒m明 (+1=5。 。，方合整上说 = 5 标案种综化纸的 联 M Q

2、 。 指方各作案越要 串vVh能 能体对面方就必 台篆等总幅标 作电电 保 明各方易。定并 制流出数流 ，出体难MC一 ， 并直输系过 求田总的电甘路 计出大任有 卖构的作元。电 :设输最稳具：计，理制单统各 数 求设路合及各系放 纠1 2 3 4 5要析酗定低计鳩般 计 计分开确高设组律 设 设1广2的34规进程计划天 天 1 2 z( z( o o 、一K, 匕匕 p? 厶冃 妻性 计天统 设 3 系 的析 源 分 电 ， 压。数 稳路参 流电件天 直计器 2 握设定流 、 定直写 布确对撰 、 、 、 、 12 3 4指导教师评语及成绩日月年 辩 导 客指 :责 时 成 平 总注：成绩：

3、平时20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算本文介绍了直流稳压电源的工作原理，它是一种简易直流稳压电源，主要是采 用一些简单的电子元件即可它是采用由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电 路四个核心部分组成，整流电路是采用桥式全波整流（1N4001整流管）；滤波电路 是以电容（1000uF/35v）滤波；稳压电路是采用集成稳压器（CW781型号）。变压 电路用变压器将交流电路变成所需的电压。整流电路用二极管对交流进行整流。滤 波电路由电容器将脉动电流变成直流。稳压电路是把直流输出电压稳定化。本设计 也可以用其它的方案实现。关键词：直流稳压电源；降压变压器；桥式整流电路；极性电容第1章绪论

4、 1第2章系统设计方案论证及分析 12. 1设计目的 12. 2设计任务 12. 3设计要求 12.4电路原理分析 12. 4. 1直流稳压电源的基本原理 12. 4.2三端集成固定电压输出稳压器 12.5设计方案的选择与论证 12.5.1电源变压器的选择 12.5.2整流电路12. 5.3稳压电路12.6直流稳压电源的参数设计方法 13.1电路的基本知识 23. 1 .1电源变压器23. 1 .2整流电路 23. 1 .3滤波电路 23 .1 .4稳压电路 13.2稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 13 .2 .1电路的安装与调试 13 .2 .2稳压电源各项性能指标的测试 1参考文献

5、1附录A:总电路图 2附录B:元器件清单 3i纟劈模拟电子课程设计（论文）模拟电子课程设计（论文）4 Q诊殳竽第i章绪论直流稳压电源具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强、 输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等优点，广泛应用于以电子计算机为主 导的各种终端设备、通信设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。电子设备中都需要稳定的直流电源，功率较小的直流电源大多数都是将 50HZ的 交流电经过电源变压器，整流，滤波和稳压这四个基本部分后获得。 整流电路用来将 交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交 流成分，使之成为平滑的直流

6、电压；稳压点路的作用是将当输入交流电源电压的波动、 负载和温度的变化时，维持输出直流电压的稳定。由于集成稳压器具有体积小、重量轻、使用方便和工作可靠等优点，应用越来越 广泛。国产的稳压器种类很多，主要分为两大类。稳压器中的调整元件工作在线性放 大状态的称为线性稳压器，调整元件工作在开关状态的称为开关稳压器。在电子仪器 仪表中，经常要求有稳定的直流电源，所以在整流滤波后面，通常需要接直流稳压电 路。一切电子设备都离不开电源，没有电源或电源出了故障，整个电路就要停止工作， 所以说电源是电子设备的核心。 电子设备不但需要电源，还需要考虑电源的性能，因 为电源的性能在很大的程度上决定了现代电子设备的性

7、能。电源是现代电子技术的重 要基础之一。直流稳压电源是电源的基础技术，是最基本的稳压电路。1模拟电子课程设计(论文)4 Q诊殳竽第2章系统设计方案论证及分析2. 1设计目的(1) 选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源;(2) 掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。(3) 通过电路的设计可以加深对该课程知识的理解以及对知识的综合运用。2. 2设计任务设计一波形直流稳压电源，满足：(1)当输入电压在220V 10%寸，输出直流电压为12V,输出直流电流大于500mA 输出纹波电压小于5mV稳压系数小于5X10-3，输出内阻小于0.1欧。2. 3设计要求直流稳压电

8、源的基本要求：(1) 合理的选择电源变压器；(2) 合理选择集成稳压器；(3) 完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图，自制印刷板；(4) 撰写设计使用说明书。(5) 稳压电源 在输入电压为220V. 50HZ.电压变化范围为+10%-10%条件下:1) 输出直流电压为+12V;2) 最大输出电流为：lmax = 500mA;3) 纹波电压(峰-峰值)5mV(最低输入电压下，满载);4) 效率40%(输出电压为+12V，输入电压为220V下，满载)；5) 具有过流保护及短路保护功能(6) 画出总体设计框图，以说明直流稳压电源有哪些相对独立的功能模块组成，315劈标出各个

9、模块之间的联系、变化，并以文字对原理作辅助说明。设计各个功能模 块的电路图，加上原理说明。选择合适的元器件，接线验证、调试各个功能模块的电 路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时， 输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行直流稳压电源整个电路的调试。2. 4电路原理分析2. 4. 1直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器 T、整流、滤波电路及稳压电路所组成，基本框 图如下。各部分的作用：图2.1(1) 电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要 的

10、交流电压Ui。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) 整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波 电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全 波整流滤波、桥式整流滤波等。各滤波电容C满足RC=(35) T/2，式中T为输入交流信号周期，R为整流滤波电路的等效负载电阻。模拟电子课程设计（论文）5模拟电子课程设计（论文）4纟三诊殳竽2. 4.2三端集成固定电压输出稳压器由于输入电压ui发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压 Ui会随着变化。因此，为了维持输出电压 Ui稳定不变，还需加一级稳

11、压电路。稳压 电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时，能使输出直流 电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所 组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。2. 5设计方案的选择与论证小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成, 如图1所示。ui(a)稳压电源的组成框图(b )整流与稳压过程图2.4UI5图稳压电源的组成框图及整流与稳压过程方案一：简单的并联型稳压电源并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好, 电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠

12、性高，但效率低，尤 其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大，因此在本实验中不适合此方案。方案二：输出可调的开关电源；开关电源的功能元件工作在开关状态， 因而效率高，输出功率大；且容易实现短 路保护与过流保护，但是电路比较复杂，设计繁琐，在低输出电压时开关频率低，纹 波大，稳定度极差，因此在本实验中不适合此方案。模拟电子课程设计（论文）I 5劈方案三：由固定式三端稳压器（7812）组成由固定式三端稳压器（7812）输出脚V）、输入脚V和接地脚GND组成，它的稳压 值为+12V,它属于CW78*S列的稳压器，输入端接电容可以进一步滤波，输出端接 电容可以改善负载的瞬间影响，此电路比较稳定。

13、根据实验设计要求，本实验采用方案三。2. 5. 1电源变压器的选择电源变压器有很多种：有降压的、有升压的，在这次的设计中我用的是降压变压器，它的作用是将来自电网的220V交流电压ui变为整流电路所需要的交流电压 匕。P2二二，其中：P2是变压器副边的功率，Pi是变压器原边的功率。一般小型变压器 的效率如表1所示：表1小型变压器的效率副边功率P225V,额定工作电流Id =1A lomax ,故整流二极管选 1N4001。94 Q诊殳竽模拟电子课程设计(论文)所以，滤波电容：C (3s5)/R=1000s2016uF电容的耐压要25V,故滤波电容C取容量为1000uF,耐压为25V的电解电容8模

14、拟电子课程设计（论文）第3章系统各部分原理3.1电路的基本知识在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，小功率的稳压电源是由电源变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路等四部分组成。3. 1. 1电源变压器过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压含有较的纹波， 必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用是将交流 220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的 变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电 网电压波动、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定。因本设计输出电压为12V， 故变压器

15、输出电压 V2=18V，即变比为0.7。3. 1. 2整流电路直流电路的任务是将交流电压变为直流电压。 完成这一任务主要是靠二极管的单 向导电作用。因此二极管是整流电路的关键元件。 本设计采用单相桥式整流电路，我 们采用的是1N4001整流二集管。3. 1. 3滤波电路滤波电路用于滤去输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成 （如:电感 电溶 元件）。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容C在电源供给的电压升高时， 能把部分能量存储起来，而当电压降低时，就能把能量释放出来，使负载电压比较平 滑，即C具有平波作用；与负载串联的电感 L,当电源供给的电流增加时，它能把能 量存储起来，而当电流减小时

16、又能把能量释放出来， 使负载电流比较平滑，即电感也 具有平波作用。94 Q诊殳竽模拟电子课程设计(论文)3.1. 4稳压电路在这里我们采用串联集成式稳压电路。三端集成稳压器是我们最常用的一种 稳压器。它的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。按输出电 压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。它的作用是由于输入电压 ui发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流 电压Ui会随着变化。因此，为了维持输出电压 Ui稳定不变，还需加一级稳压电路。 稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时，能使输出 直流电压不受影响，而维持

17、稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元 件所组成调整管Ti与负载电阻RL相串联，组成串联式稳压电路。T2与稳压管DZ组成 采样比较放大电路，当稳压器的输出负载变化时，输出电压VO应保持不变，稳压过程如下：设输出负载电阻FL变化，使Vot ，则V B2 tV C2 J I Bi JV CE1 t V o J。3.2稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求3. 2. 1电路的安装与调试先装集成稳压电路，在装整流滤波电路，最后安装变压器。安装一级测试一级。 对于稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常工作。其输入端加直流电压35V V 12.5V，使输出电压V随之变化，说明稳压电路正常工作，整

18、流滤波电路主要是检 测整流二极管是否接反，安装前用万用表测量其正，反向电阻。接入电源变压器，整 流输出电压V应为正。断开交流电源，将整流滤波电路与稳压电路相连接，在接通 电源，输出电压 Vo为规定值，说明各级电路均正常工作，可以进行各项性能指标的 测试。其中lo=5OOmA,F=3O欧。3. 2. 2稳压电源各项性能指标的测试任务1 ：电路的调试与检测1. 静态调试当连好电路板的线路时，先不要急着通电，而因该从以下几个方面进行检测：(1) 对照原理图，用万用表一一检查线路的各个接口是否接通，是否有短路、断路或漏接的现象，如果有，因该及时改好电路连线。(2) 对照原理图，检查各元件是否接正确。2

19、. 动态调试接通220V的电源，用数字万用表对所设计的电路实物进行测试，得到正电源输出电压为+11.95V。任务2:技术指标测量及误差分析1 .技术指标测量 测量稳压系数，先调节自藕变压器使输入的电压增加 10%,即Vi=242V,测 量此时对应的输出电压 Vol;再调节自藕变压器使输入减少10%,即Vi=198,测量此 时对应的输出电压Vo2,然后测量出Vi=220V时对应的输出电压Vo,则稳压系数Vo/Vo220Voi V02Sv=.-Vi/Vi 242 198VoViVoIomaxSv220V11.95v25.34mA3%(2)输出电压与最大输出电流的测试测试电路如图5所示。自耦变压器

20、一般情况下，稳压器正常工作时， 其输出电流I o要小于最大输出电流 lomax，220V被测稳压电路稳压电路取I0 = 0.5A，可算出Rl=30Q, 工作时Rl上消耗的功率为：P=6W故 Rl取额定功率为8W，阻值为30 Q的 电位器。测试时，先使Rl=30Q，交流输入电压为220V，用数字电压表测量的电压值就是U。然后慢慢调小Rl，直到Uo的值下降5%，此时流经Rl的电流就是I记下Iomax后，要马上调大rl的值，以减小稳压器的功耗(3) 稳压系数的测量按图5所示连接电路，在6 = 220V时，测出稳压电源的输出电压 Uo。然后调节自耦变压器使输入电压 6 =2427，测出稳压电源对应的输

21、出电压 Uo1 ;再调节自 耦变压器使输入电压U1 =198V，测出稳压电源的输出电压 Uo2。则稳压系数为：Uov Uo 220 U1-U2=242 -198UoU1114纟三诊殳竽模拟电子课程设计(论文)输出电阻的测量按图5所示连接电路，保持稳压电源的输入电压U220V ,在不接负载Rl时测 出开路电压Uoi，此时Ioi=0，然后接上负载Rl，测出输出电压Uo2和输出电流Io2,则输出电阻为：U o1 _Uo2U o1 _ U o2RoI o _ Io 2I o2(5) 纹波电压的测试用示波器观察Uo的峰峰值，(此时丫通道输入信号采用交流耦合 AC),测量Uop-p的值(约几mV)。(6) 纹波因数的测量用交流毫伏表测出稳压电源输出电压交流分量的有效值，用万用表(或数字万用 表)的直流电压档测量稳压电源输出电压的直流分量。则纹波