正负双路输出直流稳压电源设计报告

正负双路输出直流稳压电源设计

姓 名 学 号 院、系、部 班 号 完成时间

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2013级

模拟电子技术课程设计

摘要

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。

大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

关键词：直流稳压变压

目录

第1章设计任务与要求 (1)

第2章方案与论证 (1)

2.1 稳压电源组成 (1)

2.2 整流电路 (2)

2.3 滤波电路 (2)

2.4 稳压电路 (3)

2.5 保护电路 (3)

第3章单元电路设计与参数计算 (4)

3.1电源变压器 (4)

3.2整流电路 (4)

3.3 选择集成三端稳压器 (5)

3.4 选择电源变压器 (5)

3.5 选用整流二极管滤波电容 (6)

3.6 滤波电容 (6)

第4章仿真与调试 (7)

第5章结论与心得 (7)

参考文献 (7)

第1章设计任务与要求

采用LM7805/7909三端集成稳压器设计正负双路稳压电源，其设计要求：

1.输出+5V和-9V。

2.选择其他元件，并给出参数计算过程。

第2章方案与论证

正负双路输出稳压电源设计思路：

(1)供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电压降低获得所需要交流电压；

(2)降压后的交流电压通过整流电路变成单向直流，但其幅度变化大(即脉动大)；

(3)脉动大的直流电压经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电；

(4)通过稳压器得到稳定的电源。

2.1稳压电源组成

+ 电源+ 整流+ 滤波+ 稳压+

u1u2 u3 u I U0

_ 变压器_ 电路_ 电路_ 电路_

图2-1 稳压电源图

U

2 U

3

U4

0 t

2.2整流电路

(1)单相桥式整流电路

使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。电路如图2-3所示。

图2-2 整流过程图

2.3滤波电路

电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，它的负载能力比较差，只是用于负载较轻且变化不大的场合。电路图如图2-4所示。

图2.3 滤波电路

2.4稳压电路

因为设计要求可调式直流稳压器，所以应用可调式稳压芯片设计电路。

图2.4稳压电路

2.5保护电路

采用二极管防止电路短路，损坏原件。

图2.5 保护电路

第3章 单元电路设计与参数计算

3.1 电源变压器

电源变压器是将交流220V 的电压变为所需要的电压值，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

3.2 整流电路

整流电路常采用二极管的单相全波整流电路。在2U 的正半周内，二极管1D 、2

D 导通，3D 、4D 截止；在2U 的负半周内，二极管3D 、4D 导通，1D 、2D 截止。正负半周内部都有电流流过的负载，且方向是一致的。电路的输出波形如图3-1所示。

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即：

15.0o f I I = (3-1)

电路中的每只二极管承受的最大反向电压为22U (2U 是变压器副边电压有效值)。 在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压为：

21)2.1~1.1(U U o = (3-2)

直流输出电流为：

)

2~5.1(2

1I I o =

(3-3)

(I 2是变压器副边电流的有效值)，稳压电路可选集成三端稳压器电路。

总体原理电路如图3-2所示。

图3-2 总体原理图

3.3 选择集成三端稳压器

因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。我选用LW7805。LM7909其特性参数：

输出电压：+5V -9V ；

能满足设计要求，故选用LM7805 LM7909

3.4 选择电源变压器

电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i U 。变压器副边与原边的功率比为η=12/P P ，式中η是变压器的效率。

因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。要求变压器二次侧电压为12V 交流电。

3.5 选用整流二极管滤波电容

二极管的选择：整流二极管选用C9013。

3.6滤波电容

滤波电容选择：V

，U输出=5V和-9V

U12

故滤波电容C取容值为0.33uF 1000uF和0.1uF。

第4章仿真与调试

按图所示焊接。焊接时，先固定原件，在焊接导线，先安装比较小的元件，所以先安装整流电路，再安装稳压电路，最后再装上滤波电容。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。接通电源，用数字万用表检查整流后输出LM7805/7908输入端电压U i的极性，若U i的极性为负，则说明整流电路没有接对，此时若接入稳压电路，就会损坏集成稳压器。若输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作，此时就可以进行各项指标的测试。

(1)先调试输出电压，使一端输出+5V，另一端输出-9V；

(2)根据电路要求选出元件在仿真软件上进行测试，测试前检查电路中是否有错接、漏接处。

(3)电路输入变压器、输出端接集成运放，具体的仿真调试图如下图4-1所示。

图4-1 LM7805/7909仿真调试图

图4.1 电路板正面图

图4.3电路板反面图

第5章结论与心得

通过这次的模电小学期，我学到了很多。测试电路时，必须要保证接线正确，才

能打开电源，以防元器件烧坏，我们应该养成这个好习惯。注意LM8705/8909芯片的输入输出管脚和桥式整流电路中二极管的极性，不应反接。

经过老师和同学的帮助，本次的双路输出直流稳压电源的课程设计也终于完成了。这次课程设计，虽然有所收获，但是也发现自己的动手能力很差。首先我发现我对Multisim的使用很不熟悉，并且很多元器件的封装都是通过自己在网上查找资料才知道的

通过这次的课程设计，使我更清楚的了解了理论与实际相结合的重要性，在以后的学习和生活中，我会更注重培养自身的实践能力以及自学能力，并加强专业知识的系统性，努力扎实自己的专业基础，进而提高自身的实际操作以及应用能力。最后还要特别感谢王振玉老师的指导和帮助。

参考文献

[1] 杨素行. 模拟电子技术基础简明教程[M]. 高等教育出版社

[2] 康华光. 电子技术基础模拟部分[M]. 高等教育出版社