直流稳压电源实验报告(1)2003

电工电子教学基地实验报告实验课程：模拟电子技术综合设计姓名：葛明轩10211185通信1008集成直流稳压电源——半导体器件设计及其应用实验目的（1）掌握集成稳压电源的实验方法（2）掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源（3）掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法（4）进一步培养工艺素质和提高基本技能二、实验要求（1）设计一个双路直流稳压电源（2）输出电压Vo=±12V，+5V最大输出电流Iomax=1A（3）输出纹波电压ΔVop-p≤5mV,稳压系数Sv≤5×10-3三、实验原理直流稳压电源一般有电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图和波形变换如下：电源变压器：将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。（2）整流电路：一般由具有单向导电性的二极管构成，经常采用单相半波、单相全波和单相桥式整流电路。应用最为广泛的是桥式整流电路，4个二极管轮流导通，无论正半周还是负半周，流过负载的电流方向是一致的，形成全波整流，将变压器输出的交流电压变成了脉动的直流电压。输出波形：滤波电路：加入电容滤波电路后，由于电容是储能元件，利用其充放电特性，使输出波形平滑，减小直流电中的脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波效果更好，可选用大电容的电容为滤波电容。因为电容的放电时间常数越大，放电过程越慢，脉动成分越少，同时使得电压更高。输出波形：稳压电路：稳定输出电压。稳压电路种类很多，包括稳压管，串联稳压，集成稳压器等。该实验中我们选用的是三端式固定输出稳压器7805，7812和7912。四、元件参数计算（1）整流电路参数输出电压平均值：输出电流平均值：平均整流电流：最大反向电压：整流二极管的选择（考虑电网%波动）：（2）滤波电路参数滤波电容的选择：一般选择几十至几千微法的电解电容，耐压值应大于。五、设计过程（1）确定电源变压器副边电压值A．要设计输出12V，电流1A的直流稳压电源，并使7812正常工作，必须保证输入与输出间维持大于2V的压降。因此，7812输入端的直流电压必须大于14V。B．根据经验可取U=1.2Uef，若想在7812输入端获得14V电压，副边电压有效值Uef=U/1.2=14/1.2=11.7VC．考虑到整流电路的压降最小为1.4V（两个二极管串联），副边电压电压有效值应为13.1V。再考虑电网10%波动时，故副边电压可取15V。（2）确定整流桥型号考虑到电路中会出现冲击电流，整流桥的额定电流最少是工作电流的2~3倍。选择RS307（3A，耐压1000V）可留有很大的富裕量，满足要求。（3）确定滤波电容A．确定滤波电容C1前要先求出Ri及τ值B．求Ri时，电流为1A，7812输入端的电压为14V，所以Ri=14ΩC．通常取时间常数τ=(3~5)T/2，T=0.02s，取τ=1.5T=0.03s则滤波电容C1=0.03/14=2.14mF，可以选购2200μF，耐压50V的电解电容。（4）确定去耦电容去耦电容C2、C3是三端稳压芯片要求的，用来滤除高频分量防止自激，其值可以在0.1~0.47μF之间选取。取C2=330nF，C3=100nF（5）确定三端稳压器根据实验要求，选择了7805，7812和7912稳压芯片，分别输出5V，12V和-12V稳定电压。同时，在稳压芯片的输入与输出端之间并联上二极管，起到保护芯片的作用。（6）确定散热片型号电网向上波动10%时，变压器副边电压为16.5V电网向下波动10%时，变压器副边电压为13.5V7812输入端最大电压值为U=1.414(16.5-1.4)=21.3V此时，7812的压降为9.3V，最大功耗为9.3W。C1的耐压值大于16.5V*1.414=23.3V，可以安全工作，设计完毕。六、实验仿真 七、元件清单1、三端变压器220V~15V×21A1个2、RS307整流桥1个3、电解电容2200uF耐压值50V3个220uF耐压值25V3个4、电容330nF3个100nF3个5、三端稳压器LM7812、LM7912、LM7805各1个6、散热片3个7、二极管1N40013个8、导线若干9、电源插头1个10、插针3个11、保险管2个八、我的感想：本次实验我们开始时调试时，只有+5V电压，+12V电压出了结果。-12一直调不出来。但是第二次再接时，可能由于上次调试操作问题，导致三个电压都不出结果了。分析可能是由于上次短路导致整流桥烧坏，最后换了个7912和整流桥终于出了结果，但是+5的那个有些误差。在电路中一个小小的错误就会导致整个工程的失败。这是我从这次实验中得到的最深的问题。每一个元件都有它的作用，没有它电路可能也会工作，但是它能够使电路更加精确。一个简单的电路却让我们费了很长时间很大的心思，我们应该自我反省，不能一贯的照抄照搬，要学会运用所学知识去解决问题。虽是一个简单的电路板，但却让我们明白了许多道理。我们一直在坚持，我相信一切会有结果，找到问题的根源是解决问题的最好方法。感谢我们的老师，一直在帮助着我们，每当我们遇到困难，自己无法解决时就会有同学、老师的帮助，向他们学习，我自己学到了很多的知识。这样的实验培养了我们的动手能力，所谓熟能生巧，在布线，焊接，检查电路各种方面我们都有很大的提高。一个实验只要认真对待，不管结果怎样，我们一定会有收获。九、参考文献1、《模拟集成电路基础》.路勇.北京：中国铁道出版社，2010.8.2、《电子技术基础实验、综合设计实验与课程设计》.侯建军.北京：高等教育出版社，2007.10.3、《电工和