半导体直流稳压电源.

1、长春工业大学题目课程：学院：专业班级：姓名：半导体直流稳压电源半导体直流稳压电源模拟电子技术课程设计电气与电子工程学院电气工程及其自动化：指导教师：刘艳平时间2014年6月20日 2014年6月27日 半导体直流稳压电源的设计和测试一、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、 掌握直流稳压电路的调试及主要指标的测试方法。二、设计要求和技术指标1、设计要求1） 、设计一个能输出5v-12v连续可调的直流稳压电源，或士12v的 直流稳压电源；2） 、根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数，要求绘出原理图，并用protel 99se/dxp画出印制板

2、图；3）、在万能板或面包板上制作一台直流稳压电源；4）、测量直流稳压电源的稳压系数；5）、测量直流稳压电源的内阻;6）、拟定测试方案和设计步骤；7）、写出设计性报告。2、 技术指标要求电源输出电压为5v-12v连续可调或输出士12v的电压，输入电压为交流220v,最大输出电流为500ma稳压系数sr=(3-5)t/2，贝 sc1=5t/2rl,式中t为市 电交流电源的周期，t=20ms rl为c1右边的等效电阻，应取最小值， 由于lmax=500ma因此rn二v/1max=33，所以6 = 1515uf。可见，c1容量较大，应选电解电容，受规格的限制，实际容量应 选为2200卩f,电压应选为2

3、5v。c1的最后取值还需根据纹波电压的要求调整并确定。5、整流二极管d1-d4整流二极管的参数应满足最大整流电流反向电压vr=43v.if1.5imax=0.75a,最大特别应指出的是，电容滤波使电路被接通的一瞬间，整流管的实 际电流远大于imax，如果if较小，很可能在电路被接通时就已经损 坏，因此，一般取if5imax=2.5a,查手册可选定整流二极管d-d4, 最终选择桥堆2w066、负载电阻rl1, fl:由式ic(av)=uo/rl=0.9u2/rl可得rl=0.9u2/iorlmin=0.9u2/lomax=27 r=200时，p=0.707w根据市场的实际情况可选负载电阻为200

4、欧，功率为1w7、d7, d8的选择参数计算根据课题技术指标要求，稳压源输出电压为+/-12v，输出电流最大为500ma查找常用二极管的主要参数表，可选2cw6型二极管，它的uz为11.5-12.5v,iz为5ma izm为19ma满足要求。七、工作原理1、整流电路单相桥式整流电路原理图见图1,整流电路波形图见图2,设变压 器副边电压|u =qusinwt|，u2为其有效值。当u2为正半周时，电流由a点流出，经d1, rl，d3流入b点，因而负载电阻rl上的电压等于变压器副边电压，即u0=u2 d2和d4管承受的反向电压为-u2。当u2为负半周时，电流又b点流出，经d2, rl,d4流入a点，

5、负责电阻rl上的电压等于-u2,即卩uo=-u2, d1、d3承受的反向电压为u2这样，由于d1、d3和d2、d4两对二极管交替导通，致使负载负 载电阻rl上的u2的整个周期都有电流通过，而且方向不变，输出电 压uo=v2u2sinwt|2、滤波电路当变压器副边电压u2处于正半这些后并且数值大于电容两端电压uc时，二极管d1、d3导通，电流一路流经负载电阻rl，另一路 电容c充电，因为在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管导通 电压为零，所以电容两端电压uc和u2相等，当u2上升到峰值后开 始下降，电容通过负载电阻rl放电，其电压uc也开始下降，趋势与uc基本相同，但是由于电容按指数规律放电，

6、所以当u2下降到一定数值后，uc的小将速度小于u2下降速度，使uc大于u2从而导致d1、d3反向偏置而边为截止，此后，电容c继续通过rl放电，uc按指数规律缓慢下降。当u2负半周副值变化到恰好大于uc时，d2、d4因加正向电压变 为导通状态，u2再次u2 uc上升到u2的峰值后又开始下降，下降 到一定数值时d2、d4变为截止，c对rl放电，uc按指数规律下降； 放电到一定数值时d1、d3变为导通，重复上述过程。八、稳压电源的性能指标及测试方法。1、稳压系数在负载电流、环境、温度不变的情况下，输入电压的相对变化引 起输出电压的相对变化。测量稳压系数，在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220v

7、增大和减小10%的输出v。并将其中最大一个代入公式计算sr。ud7blictud7blictclclclcl= =；e 2ddur-pole 2ddur-pol5iodut-pql5iodut-pql哉e1e1 e)1e)1* 1 叫亍3 3134b42134b42, ,c2 isoour-polc2 isoour-pole200ufe200uf-pol-polcc33031?33031?*丄叮 unetunetx xlm79-12ctlm79-12ctlm79-1.2ctlm79-1.2ctu1u1uaa afuflloogpuflloogpxw1xw1当信号源为242v时（即220*1.1

8、）tltlclclloonfloonfle4b43le4b43cj 220i3wf-cj 220i3wf-fclfcl33inf33infceceloonfloonf11.25 v-10.1s3vi f n | |qk|ufliodte-bufliodte-b存1 1 ss j穴设盍i r丄bhibotbhibot占u2 udauctu2 udauctclcl* *ludn*ludn*didi诃4 4吕船亠严吒删i i*r?&i2cr10.863 v-9.796 v医 | i v oj db114007114007jjw ad. l一i3利用sr公式可得0.0054当信号源为198v时

9、（即220*0.9）利用sr公式可得0.192、稳压电源内阻：输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。测量内阻，在输入交流为220v,分别测得负载电阻为0及最大值的hvo,和ro二dvo/dllxh41xh41f jdjll_gjrtin232.69 ma0101lh7b12ctlh7b12ctcece33dn.f33dn.floon?loon?9ohi_9ohi_c3c3一 丄c4loonfloonf33j33jililf fu2u2lm7s12ctlm7s12ctd3d31b4007g-p1b4007g-p 由上图和下图对上上组电压电流关系利用内阻公式可得ro1二0.0

10、49门 同理可得ro2=2.4门11 615 va ip- a151 241 maj jp7v | : ig |1n400tcp1n400tcpn nusnsuctusnsucti clz100nkz100nk1 1u4b4su4b4s二zonfzonf-iqqnt-iqqntji-11.903 vlwjjijctosos-斛&3&3ibtaoot&pibtaoot&ph3h3t1t11 1 年 1 1时间720.036 ms720.036 ms720.03b ms720.03b ms0,000 s0,000 s通道禹77977797 v v77977797 v

11、 v0.000 v0.000 v邇道_日-9.361 v-9.361 v-9.361 v-9.361 v0 .000 v0 .000 vt2时基*l|相反 保存i ignd gnd 通道a a刻度|5|5 mivmivy y位置|0|0acj 0j dcacj 0j dc- -通道日刻度f f皿位叠0 0鮭发沿页匀c水平|o|op p- -刻度p p 0 ms/div0 ms/divx x恆置|o|o而add b/a a/badd b/a a/baco odc- -1 a1 a内，i i无.自动77日外i i十、总结本次可设计采用w7812及w7912系列元件，实现了对电路输出正、负双向电压的

12、要求，采用单相桥式整流电路，具有输出电压高、变压 器利用率高，脉动小等优点。因此得到相当广泛的应用，他的主要缺 点是所需二极管的数量多，由于实际上二极管的正向电阻不为零， 必 然使得整流电阻较大，当然损耗也较大，电路采用二极管，起保护作 用，使电路的稳定性、安全性提高。由于实际条件及时间的限制，部分元件的选择未做到优化，在书写实验报告的过程中，排版不够合理，逻辑性不好。在本次课程设计中，通过我们自己的学习与实践，在老师的指导 下我们学到了许多设计理论及相关知识，培养了我们的动手能力及创 造能力，加强了同组队员间的协同合作精神， 同时也认识到自身存在 的缺点与不足，并体会到了创作及设计过程中的艰难。参考资料1、 郭永贞2、 陈光明、施金鸿、桂金莲3、 华成英、电子技术实验与课程设计指导南京 东南大学出版社2004电子技术课程设计与综合实训北京北京航