直流稳压电源的设计任务书

1、直流稳压电源的设计任务书1. 设计任务和要求本节的设计任务就是设计一直流稳压电源。其功能和技术指标如下：(1) 输出电压Uo可调，为：土 5V, 土 12V, 土 15V和015V可调。(2) 输出电流大于1A。(3) 稳压系数小于5*10-3(4) 输出阻 Rsw0.1.2. 基本工作原理直流稳压电源的组成直流稳压电源包括变压器，整流，滤波，稳压电路，负载组成。其框图2.1如下. 图2-2为电路图像。3整流.电确澹波电路 稳DE电路图2-1直流稳压电源的方框图图2-2直流稳压电源各个电路电路图3. 设计方案3.1整流电路：交流电压转变成单向脉冲直流电半波整流原理：利用二极管单向导电性，在变压

2、器U2的正半周，二极管正向偏置，处于导通状态，负载 R上得到半个周期的脉动直流电压和电流；而在 U2的正负周, 二极管反向截止，电路输出电流I基本上等于零。二极管的单向导电作用将变压 器的交流电压变换成为负载 R上的单项脉动电压，达到了整流的目的。电路图 和波形如图3-1所示。图3-1单相半波整流电路以及波形图U2=0.45U21u°dt = - 2u?sin t d2 0桥式整流桥式整流属于全波整流，用四个二极管接成电桥形式，使在电压 V2的正负 半周均有电流流过负载，在负载形成单方向的全波脉动电压， 保证在变压器副边 电压U2的整个周期，电压和电流方向始终不变。桥式整流电路与半波

3、整流电路相比， 在相同的变压器副边电压下，对二极的参数要一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此 在次设计中我选用桥式整流电路。电路图如图3-2所示。图3-2单相桥式整流电路的习惯画法U0 (av) =0.9U23.2滤波电路经整流后的电压仍具有较大的交流分量，必须通过滤波电路将交流分量滤 掉。尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平滑的直流分量。滤波电路一般由储能元件(电容C、电感L)构成，利用电容两端电压不能突 变或流经电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联 滤除输出信号中的脉动成分，从而得到比较平滑的直流电，就能起到滤波作用。 在输出小电

4、流滤波电路中，经常使用电容滤波 ；在大电流滤波器中，经常使用电 感滤波。此滤波电路采用的是电容滤波电路，如图 3-3所示。工作原理：假设电路接通时恰恰在 U2有过零的时刻，这时二极管 D开始导 通，电源U2在向负载R供电的同时又对电容C充电。如果忽略二极管正向压降， 电容电压Uc紧随输入电压U2按正弦规律上升至U2的最大值。然后U2继续按正 弦规律下降，且U<Uc,使二极管D截止，而电容C则对负载电阻RL按指数规律 放电。Uc降至U大于Uc时，二极管又导通，电容C再次充电这样循环下去 U2周期性变化，电容C周而复始地进行充电和放电，使输出电压脉动减小。U0i=（1.1 1.2）U23.3

5、稳压电路：由于滤波后的直流电压U受电网电压的波动和负载电流变化的影响（T的 影响）很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载一直加上稳压 电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。由稳压二极管Dz和限流电阻R所组成的稳压电路是一种最简单的直流稳压 电源，如图所示。其输入电压 U是整流滤波后的电压，输出电压 Uo就是稳压管 的稳定电压Uz,R是负载电阻。图3-5为稳压二极管组成的稳压电路。图3-5稳压二极管组成的稳压电路稳压电路包括串联型稳压电路，集成稳压器。因为要求输出电压可调，所以 选择可调式三端集成稳压器。可调式集成稳压器分为正电压输出和负电压输出两 个系列。如图3-6所示为W78

6、0C三端稳压源。犹豫课程设计要求，本课程设计采 用78XX和79XX以及LM317三端稳压源进行稳压输出电压和最大输出电流决定于所选三端稳压器。途中电容 Ci用于抵消输 入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激振荡。其容量较小，一般小于 1卩 F。电容Co用于消除输出电压中的高频噪声，可取小于 1卩F的电容，也可取几 微法甚至几十微法的电容，以便输出较大的脉冲电流。W78OO图3-6W7800的基本应用图4. 电路工作原理及参数选择4.1整流部分整流部分采用单相桥式整流电路，如图4-1所示-220V50 Hz §h Jlo导ifi导谨导谨导JfflO图4-1单相桥式整流电路及其波形图

7、整流部分参数设定U0（av） =0.9U2=15V二极管承受的最大反向电压 Umax=2 2U2=21.21V最大整流平均电流If > 1.1I O（av） /2因此,选取IN4001 -4007型锗二极管,其额定正向工作电流为1A,IN4007反向耐压为1000V）4.2滤波部分如图 4-2所示滤波部分采用电容滤波电路,-22OV-o十IU,图4-2电容滤波电路电路图422滤波部分参数设定输出电压电压平均值 U0（av）=1.2U2=15V, U2=12.5VC取值满足RC=（ 35）T/2的条件， R=U（av）/l i（av）=15/1=15 Q, C= （35） T/2=2000

8、3000卩 F,电容耐压值为 U> 1.1 V2U 1.1*1.414*1.25V=19.5V可选取容量为3000卩F,耐压为25V的电容做本设计的滤波电容4.3稳压部分稳压部分采用集成三端稳压器，如图4-3所示缶 I图4-3W7800的基本应用图5. 电路的仿真采用Multisim软件进行仿真。5.1输出为土 5V仿真图像<J1lMnt$KC： Bl- 评眄 waa.ram AtC, . 13EV2.恥加匚I5-1-1± 5V仿真电路图5.1.2 其输出数值:图5-1-2仿真输出图像5.2输出为土 12V521 士 12V仿真图像4J3LMTStZKCVmi* -v t

9、HHi 耳/炉05-leJtjhmasi12QLM79liCT图5-2-1 ± 12V仿真电路图5.2.2 其输出数值:图5-2-2 ± 12V输出图像 - . co.丄I-上一5.3输出为士 15V5.3.1 ± 15V仿真图像IMM1V1T2'D5、SO Wt/J>220Vrm5丨IH 丨二 LMFMKC二二二士打诫tn'''f ' XMK2Uft. 谓L：i疋.:Cf ：环F:：C!-沁血'；0.1I - I 1 I *1B4B42i l-Cfi.7,4700pF0h1rA 'L mia恥.一 .

10、口n:一C4 RX -T0.1M0QmLM7912CT-：图5-3-1 ± 15V仿真电路图532 其输出数值:图5-3-2 ± 15V仿真输出图像5.4输出为0V15V仿真图像：5-4-1 015V 仿真图像其输出数值:U1LM317AHlean5-4-2 015V 输出图像,R1I a(:1B4B42LM317AH_isaoR2XMhlX 100%5-4-2 015V 输出图像6. 设计小结通过这次模拟电子技术基础课程设计， 使我明白了很多。在此过程中，我查 找了大量资料，以及专业的书籍，弄清楚了直流稳压电源的设计。 我将所学知识 运用到设计中，使这些知识不仅只停留在书

11、本上， 而是运用到实践中。按照设计 要求设计电路的参数，再按对应的参数选取元器件，通过查找资料了解元器件的 主要特性与相关使用注意事项。在电路设计中选取最优元件来满足设计的要求， 使设计最合理化。由于对仿真软件的不熟悉，在仿真的过程中，出现了大量的错 误，经过多次的研究与改善，最终使仿真成功了相信以后我会以更加积极地态度对待我的学习、 对待我的生活。我会更加努 力，努力的去弥补自己的缺点，发展自己的优点，去充实自己，只有在了解了自 己的长处与短处之后，我们才会更加珍惜拥有的，更加努力的去完善它，增进它。 认真对待每一个实验，珍惜每一分一秒，学到更多的知识和方法，锻炼自己的能 力，这个是我在课程设计中学到的最重要的东西，也是以后都将受益匪浅的。7.参考文献1 童诗白主编.模拟