电子信息工程专业直流稳压电源课程设计

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1、 物理与信息工程学院课程设计报告设计题目 直流稳压电源电路设计学 院 物理与信息工程学院 专 业 电子信息工程 姓 名 学 号 指导教师 摘 要 本文介绍的是常用的两种直流稳压电源的设计方法和原理，一种是由分立元件组成的串联型晶体管稳压电源，其主要特点是输出可调电压，但是它的输出电压纹波较大，适用于直流供电要求不高的场合；另一种为由78系列芯片组成的集成稳压器，其主要特点是体积小，外部线路简单，工作可靠，输出固定电压值，输出的电压稳定，纹波系数小。两种电路设计各有优势，应用的也都很广泛。关键词：直流稳压电源 整流滤波 集成稳压芯片78系列 目 录一、设计目的3二、设计要求3三、设计原理3四、原

2、理分析44.1整体理论分析44.2单元电路分析44.2.1，变压器44.2.2整流电路44.2.3 滤波电路54.2.4电容滤波有特点：5五、设计的电路65、1设计电路图65、2稳压电源的主要性能指标:6六、小结体会7七、参考文献7 一、设计目的 1. 研究单相桥式整流、电容滤波电路和集成稳压器的特性。 2. 掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。二、设计要求 （1）分别设计一个能输出可调的和由78稳压芯片组成的直流稳压电源； （2）拟定测试方案和设计步骤；（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（4）测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；三、设计原理电子设备一般都需

3、要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。 直流稳压电源框图 直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图所示。电网供给的交流电压u1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压uI。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。四、原理分析 4.1整体

4、理论分析 设计电路框图如图1所示: 在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。图2-1是直流稳压电源设计的基本思路和整体流程。因为我们要得到的直流电源的是12V等的稳定直流电压，而我们平常的生活用电220V的交流电，所以我们必须变压，变压后交流变成直流。但此时的直流电压波动很大，脉动的直流电压还含有较大的波纹，所以我们要对其进行滤波，得到波动较小的直流电。为了保证得到基本恒定的直流电和电源基本不受电网电压不稳定对电源输出的影响，应加稳压电路。4.2单元电路分析 4.2.1，变压器源变压器的作用是将220V的交流电压,变换成整流滤波电路所需要的交流电压。因为我们需要的是第电压,所以必须要一

5、个变压器将电网的市电降低至我们所需要的. 4.2.2整流电路整流电路是把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式整流等。这里采用常用的桥式整流。 4.2.3 滤波电路滤波电路下图：用于滤去整流输出电压中的纹波，一般用电抗元件组成。因此滤波又分电容率波和电感滤波。这里采用电容滤波。 如图所示为单相桥式整流电容滤波电路。利用电容的储能特性，使波形平滑，提高直流分量，减小输出波纹。4.2.4电容滤波有以下特点：（1） 加入滤波电容后，输出电压的直流成分提高，脉动成分减小。（2） 电容滤波放电时间常数（）越大，放电过程越慢，输出直流电压越高，纹波越小，效果越好。为了获

6、得较好的滤波效果，一般选择电容值满足5) ，此时，输出电压的平均值。（3） 电容滤波电路的输出电压随输出电流的增大而减小，所以电容滤波适合于负载电流变化不大的场合。五、设计的电路 5、1设计电路图 图是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为串联型稳压电路，它由调整管（晶体管T1）；比较放大管T2；R7既是T1上偏置电阻，又是T2集电极负载电阻；取样电路R1、R2、RW，基准电压DW、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变

7、化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。 串联型稳压电源实验电路 由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏，所以需要对调整管加以保护。在图电路中，晶体管T3、R4、R5、R6组成减流型保护电路。此电路设计在I0P1.2I0时开始起保护作用，此时输出电流减小，输出电压降低。故障排除后电路应能自动恢复正常工作。在调试时，若保护提前作用，应减少R6值；若保护作

8、用迟后，则应增大R6之值。5、2稳压电源的主要性能指标:（1）输出电压U0和输出电压调节范围。 调节RW可以改变输出电压U0（2）最大负载电流Iom 。（3）输出电阻Ro。输出电阻 R0 定义为：当输入电压UI（指稳压电路输入电压）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即:（4） 稳压系数S （电压调整率）。稳压系数定义为：当负载不变，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比,即:由于工程上常把电网电压波动10做为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化U0U0做为衡量指标，称为电压调整率。六、小结与体会 （1）稳压系数是表征稳压电源应对输入电压的波动而保持输出

9、电压稳定的能力。稳压系数越小，表示稳定电压的能力越强。所以一个电源的稳压系数越小表示其性能越好。 （2）内阻也是电源质量好坏的一个重要的指标，它表征的是电源接负载的能力，内阻越小，接负载时分得的电压越小，从而保证接大电流负载时能够保证有足够的输出电压，保证负载能够正常工作。 （3）纹波电压时加在直流电压上的交流成分，其大小决定于滤波电路设计的质量，决定于滤波电容的值是否足够，纹波电压越小，说明输出的直流波形越平。通过本次课程设计，加深了对模电中直流稳压电源方面的理解，学会了制作简单可靠的稳压电源，方便以后的学习和实践。除此之外，我更加觉得细心与耐心在实践中的重要性，在实验中电路连线较为错综复杂，稍微不细心就会出现连线偏差，造成实验结果不正确或是不理想。因此在今后的实验或是学习中要养成良好的习惯，遇到困难时不要气馁，认真查找分析原因，坚持做完。七、参考文献 【1】电子技术基础（第五版）康华光编. 北京：高等教育出版社。 【2】电工电子技术基础实验 操长茂、胡小波等编. 武汉：华中科技大学出版社。7