直流稳压电源设计.doc

模拟电子技术课程设计题目：直流稳压电源设计学院：机械与电子工程学院专业：电子大类年级：2023级班级：电类112班姓名：顾东福学号：指导老师：邱老师2023年12月25日直流稳压电源设计一、设计任务及规定：设计任务设计一波形直流稳压电源，满足：(1)当输入电压在220V±10%时，输出直流电压为±12V，输出直流电流d的最大为500mA；(2)输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5%，输出内阻小于0.1欧。2.设计规定：(1)合理的选择电源变压器、集成稳压器等(2)完毕全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图；(3)自拟实验方法、环节及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。(4)批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其重要性能参数。二、设计方案的选择和论证方案一：简朴的并联型稳压电源；并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简朴，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但效率低,特别是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大，因而不能采用此方案．方案二：输出可调的开关电源；开关电源的功能元件工作在开关状态，因而效率高，输出功率大；且容易实现短路保护与过流保护，但是电路比较复杂，设计繁琐，在低输出电压时开关频率低，纹波大，稳定度极差，因而也不能采用此方案方案三：由固定式三端稳压器（7812）组成由固定式三端稳压器（7812）输出脚V0、输入脚Vi和接地脚GND组成，它的稳压值为+12V，它属于CW78**系列的稳压器，输入端接电容可以进一步滤波，输出端接电容可以改善负载的瞬间影响，此电路比较稳定。根据实验设计规定，本实验采用方案三。三、总体电路的方框图及说明直流稳压电源一般由电源变压器T、整流、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如图3.1所示。各部分的作用：图3.1（1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压U2。变压器副边与原边的功率比为P2/P1=η，式中η是变压器的效率。（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压U1变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U0。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等，如图3.2所示。整流桥将交流电压U2变成脉动的直流电压，再经滤波电容C滤波纹波，输出直流电压U0。U0与交流电压U2的有效值u2的关系为U0=（1.1-1.2）u2每只整流二极管承受的最大的方向电压Vrm=U2通过每只二极管的平均电流I=0.5Ir=0.45U2/R式中,R为整流电路的负载电阻.它为电容C提供放电回路,RC放电时间常数应满足RLC≥(3-5)T/2式中,T为50HZ交流电压的周期,即20ms.（3）电压输出稳压器由于输入电压U1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此，为了维持输出电压UI稳定不变，还需加一级稳压电路.四、直流稳压电源的电路图及其工作原理（1）选择三端集成稳压器，拟定电路形式。⑵选择电源变压器电源变压器有很多种：有降压的、有升压的，在这次的设计中我用的是降压变压器，它的作用是将来自电网的220V交流电压u1变为整流电路所需要的交流电压u2。，其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。⑶选用整流桥和滤波电容整流桥：整流输出电压平值=21.6V二极管平均电流=0.327A二极管最大反向压=33.94V故整流桥选用2W06W(1A,50V)保护二极管选IN4001(1A,50V)滤波电容：RLC≥(3-5)T/2,则C1=5T/2RL,式中T为交流电源周期，T=20ms，RL为C1右边的等效电阻，应去最小值，由于Imax=500mA,因此RL=U1/Imax=33,所以C1=C2=1515μf,可见C1的容量较大，应选电解电容，受规格限制，电容的耐压要≥25V,故滤波电容C取容量为2200uF，耐压为25V的电解电容。发光二极管的保护电阻选用470.五、单元电路设计原理分析1.电源变压器过整流电路将交流变为脉动的直流电压。由于此脉动的直流压具有较的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。电源变压器的作用将交流220V的电压变为所需的电压值，然后通过的电压还随电网电压波动、负载何温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载何温度变化时，维持输出直流电压稳定2．整流电路。运用二极管的单向导电性，将交流电压（电流）变成单向脉动电压（电流）的电路，称为整流电路。交流电分为三相交流电和单相交流电，在小功率电路中一般采用单相半波、全波、桥式整流电路和倍压整流电路。本节重要研究单相桥式整流电路，对于倍压整流电路及全波整流电路，可通过相应参