电子科技大学模电课程设计报告

1、.电子科技大学模拟电路基础应用设计报告设计题目：直流稳压电源学生姓名：学号：教师姓名：日期：一、设计任务设计一个直流稳压电路，将 220V 的市电转变为 5V 的直流电，并满足以下要求：1. 输出电压 5V2. 最大输出电流 0.5A3. 电压调整率 <4%4. 电流调整率 <4%5. 纹波系数 <5%二、电路原理电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。设计构想如下（图1）图 1 直流稳压电源设计款图;.各模块的功能如下表（表1）表 1模块电源变压器整流电路将 220V的市将交流电

2、压变各模块功能电变为较小接 为脉动的直流近 5V 的交流电压电滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压稳压电路将平滑的直流电变为稳定性好的直流电1. 电源变压器这里选用 15:1 的线圈，是变压后电压在17V 左右（图 2）图2变压器2. 全波整流电路变压器和四个二极管构成如下图所示的全波整流电路。从图3 中可见，正负半周都有电流流过负载，提高了整流效率。全波整流的特点：输出电压 VL 高；脉动小；正负半周都有电流供给负载，因而变压器得到充分利用，效率较高。图三整流电路;.3. 滤波电路我们采用的是电容滤波电路。由于电容的储能作用，使得输出波形比较平滑，脉动成分降低输出电压的平均值增大。电容

3、放电的时间 = RL C越大 , 放电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成分越少，滤波效果越好。一般取（ 35）T/2 ，T 为电源交流电压的周期。图 4 电容滤波电路4. 整流电路我们使用三端稳压器 LM7805对电路进行稳压，采用 LM7805可大大简化电路，使电路变得简单，而且整流效果也较好。图 5 LM7805 整流电路;.三、电路仿真和结果1. 选择的器件及其参数选用的元器件型号和数量( 表 2)表 2 选用的元器件型号和数量元件型号数量变压器线圈匝数 15:11 个三端稳压电路LM78051 个二极管1N40014 个电容100uF极性电容1 个1uF2 个电阻10.5 1 个2.

4、电路仿真将上述元件按照个执行功能连接，得到直流稳压电路，如图6图 6 仿真电路图;.（ 1）输出电压值启动电路后，由电压表读熟得，输出电压为 5V,且通过示波器可知，该输出信号为直流信号，如下图图 7 测试电路图 8 电压表电压值图 9 示波器波形;.（ 2）最大输出电流连接好电路，保持稳压电源的输入电压为220V联一个毫安表，通过改变变阻器的阻值使输出电压降低5%左右，测量此时的电流 I计算得输出电压降低为4.75V 左右时为最大输出电流图 10 输出最大电流时的电路图 11 输出最大电流;.此时最大电流为476.55mA（ 3）电压调整率和电流调整率测试方法：a. 设置可调负载装置，使电源

5、满载输出；b. 调节 AC SOURCE，使输入 UI 电压为下限值，记录对应的输出电压 U1（这里分别测得输入电压比 220V 增大和缩小 10%）；c. 增大输入电压到额定值，记录对应的输出电压U0；d. 调节输入电压为上限值，记录对应的输出电压U2；e. 按下式计算： 电压调整率 =(U- U0)/U0 ×100 式中： U为 U1 和 U2 中相对 U0 变化较大的值，电流调整率 Si=(U2-U1)/U0*100% ，表 3 源电压改变输出电压的改变值UIU1U2242+0.019-0.02122000198+0.022-0.020带入计算得电压调整率为0.01%电流调整率

6、为 0.019%(4) 纹波系数;.纹波系数 =纹波电压 / 输出电压图 12 纹波电压所以，纹波系数 =317.774uV/5V0所以，本仿真达到了设计预期指标，即1. 输出电压 5V2. 最大输出电流 0.5A3. 电压调整率 <4%4. 电流调整率 <4%5. 纹波系数 <5%所以，本次仿真成功。四、电路加工及测试（可选）1. 焊接过程注意事项焊接时，应该遵循先焊小元件，如电阻和二极管等；后焊大元件，如电容。2. 阐明所用的测试仪、测试方法用到的测试仪器有市电电源，晶体管毫伏表，示波器，万用表。测量时，用万用表测出输出电压、调整电压和最大输出电流，用晶体管毫伏表测量纹波

7、电压，测量出的数据可带入计算式，算出所需指标。五、问题解答;.1. 电容 C1、CI、 CO有什么要求，一般如何选择？答：电容放电的时间 = RL C越大 , 放 电过程越慢，输出电压中脉动（纹波）成分越少，滤波效果越好。一般取 （ 3 5） T/2 ，T 为电源交流电压的周期。2. 电流调整率由什么参数决定，如何降低？答：通常以单位输出电压下的输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。要降低电流调整率，可以：（ 1）降低空载电压（ 2）如果可以 , 适当减小负载电流（ 3）如果可以 , 降低工作频率3. 如何减小纹波？（ 1）低频纹波抑制的几种常用的方法：a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。（ 2）高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路，常用的方法有以下几种：a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波。b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。c、采用多级滤波。六、总结本次实验时，通过观看课件，了解了模块：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路在直流稳压电源中的作用，然后开始选择元件并搭建电路，通过查阅教科书也得到了一些信息，从网上查到了电压调整率，电流调整率，以及纹波系数的意义和计算方法，也通过电