5V 12V直流稳压电源模拟电子课程设计

1、5V、12V直流稳压电源设计姓名：周文凯专业：电子信息科学与技术班级：10级1班学号：201001050934 指导教师：王桂海信息科学与工程学院电子系2012年6月28日欢迎下载摘要直流稳压电源是一种当电网电压波动或温度、负载改变时，能保持输出直流电压基本不变的电源。其电源电路包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个环节。设计中要用的元件有变压器、稳压器、整流二极管、电解电容等。实测结果表明，该装置实现了题目要求的全部功能，实现了题目的基本要求。关键词：直流、整流、稳压、滤波、电源目录第一章 引言 3第二章 任务与要求 11.电源变压 12.整流器 13.滤波电路 24.稳压电路 2

2、1.电路的选择 22.稳压器介绍 2第三章 电路设计方案 31.5V 部分41.参数计算 4 2.电路元器件选择 52.12V 部分 51.参数计算 52.电路元器件选择 6第四章 设计原理分析 61.5V 12V 输出分析72.输出示波分析 7第五章 电路仿真8 1.波动电压测试 8 2. 输出电流测试8第六章 实验总结9参考文献 9附录10引言随着随身电子产品的日益增多，市面上的直流稳压电源也是千变万化，内部构造原理也是不尽相同。直流直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电，整流器把交流电变为直流电，滤波后再把不稳定的直流电压变

3、为稳定的直流电压输出。通过变压、整流、滤波、稳压过程将220V的交流电，变为稳定的直流电，并实现5V、12V的输出。由于电网的不稳定，存在这一定的波动，对稳压有相对较高的要求。一、 任务极其要求基本要求：输出电压及最大输出电流 1档 2档 二、 电路设计方案直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图1如下：1、电源变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线

4、圈，变压器的基本原理是电磁感应原理。此实验中其作用是把220V电网电压降至所需电压。2、整流电路设计中采用桥式整流电路，桥式整流电路因电源变压器在正负半周内都向负载提供电流，变压器得到了充分利用，效率较高，同时它也具有输出电压相对较大、纹波电压相对较小等优点，故采用其作为整流部分电路。桥式整流电路及工作示意图2如下： 3、滤波电路为了进一步减小纹波电压，使输出电压的波形变得比较平缓，本次设计采用电容滤波电路，将脉动直流电中的脉动交流成分尽量滤除掉，而只留下直流成分，使输出电压成为比较平滑的直流电压，其电路结构图3如下图所示： 4、稳压电路1、电路的选择稳压电路是利用能够自动调整输出电压变化的电

5、路来使输出的电压不随电网电压、温度或负载的变化而变化，从而达到稳定输出电压的目的。一般有并联型、串联型线性稳压电路和开关型稳压电路等。其作用是当交流电网电压波动或负载变化时，保证输出直流电压的稳定。简单的稳压电路可采用稳压管来实现，在稳压性能要求较高的场合，可采用串联反馈式稳压电路（包括基准电压、取样电路、放大电路和调整管部分）。目前市场上通用的集成稳压电路已非常普遍。集成稳压电路与分立元件组成的稳压电路相比，具有外接电路简单，使用方便、体积小、工作可靠等优点。常用的集成稳压器有三端固定集成稳压器和三端可调集成稳压器，它们都属于电压串联反馈型。2、稳压器介绍三端固定集成稳压器包含78XX和79

6、XX两大系列。78XX系列式三端固定正电压输出稳压器，79XX系列式三端固定负电压输出稳压器。78XX系列和79XX系列其型号后的X X代表输出电压值，有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。其额定电流以78或79后面的字母区分，其中L为0.1A，M为0.5A，无字母为1.5A。1、X78xx封装 图4 X78XX封装2、典型应用 图5 X78XX典型电路3、典型特性曲线 图6 X78XX典型特性曲线第三章 设计原理分析1、5V部分图7. 5V部分 1. 参数计算：<1>.电压的计算Ui=U+Uo, U为三端稳压器压差，U3V，Ui=(3+Uo)×1.1&#

7、215;1.1=(3+5)×1.21=9.68V,U2=Ui/1.2=8.06V, 故C1俩端最高电压为Uc1max=1.41U2×1.1=12.53V,C1可稍微取高点，取耐压值16V即可<2>.电流的计算 Ii=Io, Ido=0.5Ii=0.5Io, Id=2.5Ido, I2=1.41Id, 因为Io2A, 则Ido=0.5A, Id=1.25A, I2=1.767A2. 电路元器件选择：<1>.变压器 I2=1.41Id=1.767A, P2=U2×I2=17.08W, 取=0.8，则P1=P2/=21.354W, 所以选择容量为

8、25W左右的变压器<2>.滤波电容 T=Rl×C=0.5×（35）T,C=0.03/Rl0.05/RlRl=Ui/Ii32.23/0.3=107.45, C=0.03/107.45=279F,取300F.<3>.稳压器前后小滤波电容：取值0.1F.<4>.稳压器件：LM7805.<5>.输出滤波电容 参考输出电流，取C4=100F.2、12V部分图8. 12V部分1. 参数计算：<1>.电压的计算Ui=U+Uo, U为三端稳压器压差，U3V，Ui=(3+Uo)×1.1×1.1=(3+12)

9、15;1.21=18.15V,U2=Ui/1.2=15.13V, 故C1俩端最高电压为Uc1max=1.41U2×1.1=23.29V,C1可稍微取高点，取耐压值25V即可<2>.电流的计算 Ii=Io, Ido=0.5Ii=0.5Io, Id=2.5Ido, I2=1.41Id, 因为Io1A, 则Ido=0.25A, Id=0.625A, I2=0.88A2. 电路元器件选择：<1>.变压器 I2=1.41Id=0.88A, P2=U2×I2=10.6W, 取=0.8，则P1=P2/=13.25W, 所以选择容量为15W左右的变压器<2&g

10、t;滤波电容 T=Rl×C=0.5×（3-5）T,C=0.03/Rl0.05/RlRl=Ui/Ii18.15/0.3=60.5, C=0.03/60.5 =496F,取500F.<3>.稳压器前后小滤波电容：取值0.1F.<4>.稳压器件：LM7805.<5>.输出滤波电容 参考输出电流，取C4=100F.第四章 设计原理分析1、5V.12V输出分析1. 电路图图9. 5V、12V分析 由图可知输出端电压分别为5.01V、12.00V，符合设计要求。2. 输出示波分析图10. 输出电压测试由图可知输出端电压分别为5.01V、12.00V，

11、符合设计要求。第五章 电路仿真1.波动电压测试由于电网电压存在一定的波动性，分别取200V、240V进行测试。1. 电压为200V时测试为：图11. 200V输入电压测试2、电压为200V时测试为：图12. 240V输入电压测试由测试结果可知，输入电压在200V-240V变化时，输出电压保持在5.01V、12.00V，符合设计要求。2、输出电流测试图13. 输出电流测试 第六章 实验总结 通过此次课程设计，更加扎实的掌握了有关模拟电子技术方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手操作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 在课程设计过程中，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而