直流稳压电子

1、 模拟电子技术模拟电子技术课程设计说明书课程设计说明书 直流稳压电源直流稳压电源 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 熊志超 指导教师： 张松华 职称 副教授专 业： 电子信息工程 班 级： 电子 1202 班 学 号： 1230340244 2 0 1 4 年6 月 直流稳压电源直流稳压电源任务书任务书（一）设计目的（一）设计目的1、学习直流稳压电源的设计方法。2、研究直流稳压电源的设计方案。3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。（二）设计技术指标与要求（二）设计技术指标与要求1 1、设计要求、设计要求（1）设计一个能输出12V/9V/5V 的直流稳压电源；(2) 选择元器

2、件的型号及参数，并列出材料清单；(3) 绘出原理图并制板；(4) 测量稳压电源的正负输出电压及内阻(5) 撰写设计报告2 2、技术指标、技术指标要求电源输出电压为12V，输入电压为交流，最大输出电流为22010%V Iomax=500mA，电压调整率；内阻；纹波电压峰值10mV0.15mV（三）设计提示（三）设计提示1 1、方案提示、方案提示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，其中最重要的就时选好稳压器。2 2、设计用仪器设备、设计用仪器设备变压器、数字万用表、交流毫伏表、面包板或万能板、智能电工实验台、示波器3 3、设计用主要器件、设计用主要器件变压器、整流

3、二极管、稳压器（LM7812 LM7912）、电解电容、电阻若干4 4、参考书、参考书模拟电子技术基础 康华光 高等教育出版社Multisim9 入门及运用 庄俊华 华中科技大学出版社（四）设计报告要求（四）设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；3、列出测试数据表格；4、调试总结，并写出设计报告。（五）设计总结与思考（五）设计总结与思考1、总结直流稳压课程设计运用到的理论知识点2、总结方案的比较与筛选摘要摘要在电子线路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。直流稳压电源是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。其中，交流电网 220V 的

4、电压通过电源变压器将变为我们需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还是会随电网电压波动、负载和温度等的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还须接稳压电路，保证输出的直流电压稳定。本文介绍了一种采用 7812，7912 系列稳压器实现功能，融入了整流桥式的整流作用以及电容的滤波作用，共同实现多路直流稳压电源的输出。在设计过程中主要运用 Multisim 进行软件仿真，其对本课程设计起到了重要作用。关键词：单相桥式、稳压电源、Multisim、滤波目录目录第一章第一章 方案论

5、证方案论证.- - 1 1 - -1.11.1 课题意义课题意义 .- - 1 1 - -1.21.2 方案论证方案论证 .- 1 -1.2.11.2.1 方案一方案一 .- 1 -1.2.21.2.2 方案二方案二 .- 1 -1.2.31.2.3 方案三方案三 .- 2 -1.31.3 方案确定方案确定.- 2 -第二章工作原理第二章工作原理.- - 3 3 - -2.1 主要原理框图 .- 3 -2.2 单元单路分析 .- 3 -2.2.12.2.1 变压器变压器 .- 3 -2.2.22.2.2 整流电路整流电路 .- 3 -2.2.32.2.3 滤波电路滤波电路 .- 4 -2.2.

6、42.2.4 稳压电路稳压电路 .- 4 -第三章电路仿真及制作过程第三章电路仿真及制作过程.- - 6 6 - -3.1 电路仿真 .- 6 -3.23.2 PCBPCB 板制作板制作.- 6 -3.3 实物图 .- 7 -第四章电路测试第四章电路测试.- - 8 8 - -4.14.1 静态调试静态调试.- 8 -4.24.2 动态调试动态调试.- 8 -4.2.14.2.1 实际电源输出电压实际电源输出电压 .- 8 -4.2.24.2.2 内阻测量内阻测量 .- 8 -结束语结束语.- - 9 9 - -参考文献参考文献.- - 1010 - -附附 录录.- - 1111 - - 1

7、 -第一章第一章 方案论证方案论证1.11.1 课题意义课题意义电子设备越来越广泛的应用于社会生活的各个方面，这些绝大多数都需要直流稳压电源提供能源。研究直流稳压电源，就是为了提高电源的使用性能（如可靠性、安全性、可维修性、高的功率密度、高的性价比、环境适应性等）和提高电源的电气性能（如源电压特性、效率、源效应、负载效应、输出电压电流的纹波与噪声等等），更好的为生产、生活服务，更环保、更节能！1.21.2 方案论证方案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组成，其中最重要的就时选好稳压器1.2.11.2.1 方案一方案一固定式三端稳压器的常见产品及典型应用 此类稳压

8、器有三个引出端：输入端、输出端和公共端。根据其输出电压极性可分为固定正输出集成稳压器（CW78 系列）和固定负输出集成稳压器（CW79系列）。根据输出电流的大小又可分为 CW78XX 型（表示输出电流为 1.5A）、CW78MXX 型（表示输出电流为 0.5 A）和 CW78LXX 型（表示输出电流为 0.1A）。后面两位数字 XX 表示输出电压的数值，一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，固定负输出集成稳压器相应也有CW79XX、CW79MXX 和 CW79LXX 型。利用固定输出集成稳压器可组成各种应用电路。1.2.21.2.2 方案二方案二采用 LM317 及 LM33

9、7 分别组成独立的可调电压源LM317 可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压，不过它只能允许可调的正电压，稳压器内部含有过流，过热保护电路；由一个电阻（R）和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路，它的输入电压 Vi= 15V，输出- 2 -电路为一定值，输出电压为：Vo=1.25(1+RP/R)。LM337 输出为负的可调电压，采用两个独立的变压器分别和 LM317 及 LM337 组装，正输出可调集成稳压器的输出电压范围为 1.237V，输出电流可调范围为 0.11.5A。，它可以连续输出1.25V12V 的电压。1.2.31.2.3 方案三方案三采用 LM317 可调式三端

10、稳压器以及 78、79 系列稳压电源同方案一中，LM317 可以输出+3+9V 的正相电压且稳压器内部含有过流，过热保护电路，而 7805 可以输出稳定的+5V 电压、7812 和 7912 可以分别输出+12 和-12V 的电压，将三路电路并联连接即可。相较方案一而言，此电路在制作上难度有所下降而且原理结构简单，所以该电源电路应采用 LM317 以及78、79 系列集成稳压器。它分为三档输出，可以输出12V、9V、5V 的电压。1.31.3 方案确定方案确定经过小组讨论，最终选择方案一，因为此方案操作简单，元器件体积小且价格相对来说较为便宜- 3 -第二章工作原理第二章工作原理2.12.1

11、主要原理框图主要原理框图集成稳压电源可简化部分如下图交流电源变压器整流电路滤波电路稳压电路2.22.2 单元单路分析单元单路分析2.2.12.2.1 变压器变压器电源变压器: 将交流电网电压变成整流电路要求的交流电压，根据实际情况需要，选择 220V 双 12 输出变压器2.2.22.2.2 整流电路整流电路单相桥式整流电路如图所示，四只整流二极管 D1D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。单相桥式整流电路的工作原理为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。- 4 -本组用桥式整流，他的优点是输出电压高，纹波电压较小，效率极高因为指标要求最大电流为 500m

12、A，所以整流桥选择常用的 2W10 型号2.2.32.2.3 滤波电路滤波电路本组用的是电容滤波，因为电感滤波体积大，质量重，不方便，而电容滤波电路简单，并且具有平波作用电路图如下：滤波电容 C1（35）T/2R，T=1/50=0.02s,RV2/Iomax=12/0.5=24，所以C11667uF,取 C1=2200uF。为了防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高电频，电路中接入 C2=1uF，C3=1uF 电容的作用是瞬时增减负载电流时不会引起输出电压有较大的波动2.2.42.2.4 稳压电路稳压电路由于稳压电路发生波动、负载和温度发生变化，滤波电路输出的直流电压会随着变化。因此，为

13、了维持输出电压稳定不变，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）等发生变化时，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组成。采用集成稳压器设计的电源具有性能稳定、结构简单等优点。这里选用三端集成稳压器 LM7812,LM7912 两种稳压器：电路如下图所示- 5 - 6 -第三章电路仿真第三章电路仿真及制作过程及制作过程3.13.1 电路仿真电路仿真仿真图如下图所示仿真结果如下图所示3.23.2 PCBPCB 板制作板制作- 7 -3.33.3 实物图实物图- 8 -第四章电路第四章电路测试测试4.14.1 静态调试静

14、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：A、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。B、对照原理图，检查各元件是否接正确。4.24.2动态调试动态调试4.2.14.2.1实际电源输出电压实际电源输出电压接通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+12.37V，负电源输出电压为-11.82V4.2.24.2.2 内阻测量内阻测量在输入交流为 220V，分别测得负载电流为 0 及最大值时的/oOLVorVI 。负载电流输出电压（+12）输出电压（-12）

15、012.5412.55500mA11.82V11.78V则由实验数据有： 12.54 11.820.72 OV11.7812.550.77OVV 带入有/oOLorVI 14.4Ro ( )15.4Ro - 9 -结束语结束语本次课程设计是以小组的形式，通过与同学的讨论与认真计算设计分析所完成的，本次实验是从原理设计，器件选择，电路搭设，电路调试完全自己动手完成的实验，虽然实验本身并不复杂，设计难度也不大，但确使组员充分了解了完成一项设计任务所需完成的整个过程。特别是在实验的过程中遇到了一些问题，虽然都不复杂，但是经过查找分析，最终获得解决的。在设计过程中学到了很多关于电路调试和问题查找的知识。检查电路，虽说需要较长的时间，却也体味到了解决问题的快感，最重要的是，知道应该如何根据问题去检查电路，减少盲目性，提高电路调试效率。怎样看电路图是学习模拟电子技术的一大难题。为了提高且掌握看图、识图、分析图的方法和技巧，组员特地从图书馆借阅了一组专题文章，结合实际制作项目，详细了解各类电路图的基本原理和分析方法，内容包括电源、放大、振荡、变频、调制解调、检波、测量、显示、控制等主要单元电路，并在此基础上举一反三，不断提高自己的看图、识图和分析电路图的能力。通过这种综合训练，可以掌握电路设计的基本方法，