直流稳压电源设计实验报告(模电).pdf

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直流稳压电源的设计实验报告

一、实验目的

1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源
2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法
二、实验任务

利用7812、7912设计一个输出±12V、1A的直流稳压电源；
三、实验要求

1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形；
2）输入工频220V交流电的情况下，确定变压器变比；
3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）；
4）求滤波电路的输出电压；
5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。
四、实验原理

1.直流电源的基本组成

变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。
整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的
直流脉动电压。
滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。
稳压电路：使输出的电压保持稳定。
4.2变压模块
变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。
4.2整流桥模块
整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向
导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D～D接成电桥的形式，
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故有桥式整流电路之称。

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由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：U0.9U，由此可以得
o(AV)2

U15V即可
2
即变压器副边电压的有效值为15V
计算匝数比为220/15=15
2.器件选择的一般原则
选择整流器

流过二极管的的平均电流:ID=1/2IL在此实验设计中IL的大小大约为1A

反向电压的最大值：Urm=2U2

选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路IDF应大于流过二极

管的平均电流ID即0.5A，二极管的反向峰值电压Urm应大于电路中实际承受
最大反向电压的一倍。
实验中我们采用的是1B4B42封装好的单相桥式电路。
4.2滤波模块
3.3滤波电路
交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交流分量，为使设备上用纯

净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波

电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路以及型滤波电路。在此电路中，由于电容滤波

电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。滤波电容一般选几十至几千微
T
法的电解电容，由于RC(3~5)，故选4200uF/25V的电解电容。
l2

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图3-4滤波电路

图3-5滤波后的电压

输出直流电压UL与U2的关系：
UL=(1.1～1.2)U2
变压器副边电流有效值：I=（1.5~2）I
2L
4、稳压电路
A．根据实验要求，选用三端固定式输出集成稳压器MC78012CT和LM79012CT
B．为防止自激震荡，在输入端接一个0.1~0.33uF的电容C1
C．为消除高频噪声和改善输出地瞬态特性输出端要接一个1uF以上的电容
C2

五、实验设计

1.变压器的选择

根据实验要求，输出±12V,1A的直流稳压电源，
负载电阻：
R≥12Ω
L
变压器副边电压：变压器的副边电压为有效值为15V

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变压器的变压比：n1：n2=220/15=15
变压器的副边电压图像
实验过程中通过确定通过稳压管的电压控制在15—17V之间，来调节变压器的副
边电压，确定匝数比为15:1
电路图：

仿真波形：

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2、整流模块

3.整流二极管的选择

流过负载的电流：
I≤1A
L
流过二极管的电流：
I=1/2I=0.5A
DL
二极管所能承受的极间反向电压：

Urm=2U2*2=2*15*2=42.4V

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所以选择二极管时Urm>=42.4V
ID>=0.5A,
设计过程中我们选用的是1B4B42

2.滤波电容的选择

时间常数：
τ
=RC=5*T/2=0.05s
L0

取RL=12Ω，则

C=4.2mF
0

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电容所能承受的最大电压：Urm=2U2*2=2*15*1.1=23.3V

（考虑到电网电压波动10%）

仿真电路：

仿真结果：

4.其他
防自激震荡电容：
C1=330nF
消高频噪声电容：
C2=1uF
5、稳压电路
由于LM7812输出的最大电流为1.5A
要求输出的最大电流为1A
在输出电阻的两端并联为1A的整流二极管1N4001
六、.实验电路图：

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根据原件的选择，连接电路图：如下所示

七、实验总结
本次实验，我们充分理解并掌握了直流稳压电源设计的过程方法，特别是在