5V直流稳压电源设计课程设计实验报告_

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中北大学

课程设计说明书

学生姓名:张超学号:10050643X33

学生姓名:李勇学号:10050643X 27

学生姓名:张淑珍学号:10050643X07

学生姓名:学号:

学院:信息商务学院

专业:电子信息工程

题目:电子综合应用实践:

直流5V开关稳压电源的设计

指导教师:张敏娟职称: 讲师

2013 年 1 月 6 日

目录

摘要 (2)

第1章直流稳压器原理 (2)

第2章直流稳压电源简介 (5)

2.1 直流稳压电源的构成 (5)

2.2 直流稳压电源的分类 (5)

2.3 直流稳压电源的技术指标 (6)

第3章直流稳压电源的设计 (8)

3.1设计目的及要求 (8)

3.2设计步骤及思路 (8)

3.2.1直流稳压电源设计思路 (8)

3.2.2直流稳压电源原理 (9)

3.2.3总体电路图 (10)

§3.3单元电路设计与原理说明 (10)

3.3.1电源变压器 (10)

3.3.2整流电路 (12)

3.3.3滤波电路 (16)

3.3.4稳压电路 (18)

3.3.5元器件选择和电路参数计算说明. 20 第4章电路设计要求以及参数计算 (21)

4.1.设计要求: (21)

4.2.各参数计算: (21)

心得体会(张淑珍 (22)

心得体会(李勇 (22)

心得体会(张超............................................. 22、参考文献 (24)

摘要

直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点,近年来获得了飞速发展。直流稳压电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使直流稳压电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。本文主要以半桥变换电路为开关电源的主电路,设计一台品质优良的直流开关稳压电源。

直流开关稳压器中所使用的大功率开关器件价格较贵,其控制电路亦比较复杂,另外,开关稳压器的负载一般都是用大量的集成化程度很高的器件安装的电子系统。晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差。因而开关稳压器的保护应该兼顾稳压器本身和负载的安全。保护电路的种类很多,这里介绍极性保护、程序保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护以及过热保护等电路。通常选用几种保护方式加以组合,构成完善的保护系统。直流高压稳压电源的长期稳定性主要受温度的影响,文中分析了直流高压稳压电源的构成原理,建立了温度稳定性的数学模型,给出了精确和可行的定量计算方法,并应用到具体的实例中加以验证,说明了该模型的应用价值,对直流高压稳压电源的设计具有理论指导作用。

关键词:稳压器半桥变换电路数学模型应用价值

第1章直流稳压器原理

直流开关稳压器的输入一般都是未稳压直流电源。由于操作失误或者意外情况会将其极性接错,将损坏开关稳压电源。极性保护的目的,就是使开关稳压器仅当以正确

的极性接上未稳压直流电源时才能工作。利用单向导通的器件可以实现电源的极性保护。最简单的极性保护电路如图1所示。由于二极管D要流过开关稳压器的输入总电流,因这种电路应用在小功率的开关稳压器上比较合适。在较大功率的场合,则把极性保护电路作为程序保护中的一个环节,可以省去极性保护所需的大功率二极管,功耗也将减小。为了操作方便,便于识别极性正确与否。

一、极性保护直流开关稳压器的输入一般都是未稳压直流电源。由于操作失误或者意外情况会将其极性接错,将损坏开关稳压电源。极性保护的目的,就是使开关稳压器仅当以正确的极性接上未稳压直流电源时才能工作。利用单向导通的器件可以实现电源的极性保护。简单的极性保护电路如图1所示。由于二极管D要流过开关稳压器的输入总电流,因此这种电路应用在小功率的开关稳压器上比较合适。在较大功率的场合,则把极性保护电路作为程序保护中的一个环节,可以省去极性保护所需的大功率二极管,功耗也将减小。为了操作

方便,便于识别极性正确与否,在图1中的二极管之后,接指示灯。

二、程序保护开关稳压电源的电路比较复杂,基本上可以分为小功率的控制部分和大功

的开关部分。开关晶体管则属大功率,为保护开关晶体管在开启或关断电源时的安全,必须先让调制器、放大器等小功率的控制电路工作。为此,要保证正确的开机程序。开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器在开机瞬间,滤波电容器会流过。很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断。另外,浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,近年来,随着微机、中小型计算机的普及和航空航天数据通信,交通邮电等事业的讯速发展,以及为了各种自动化仪器、仪表和设备配套的需要,当代对电源的需要不仅日益增大,而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/断、远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。对于这些要求,传统的线性稳压电源无法实现,和线性稳压电源相比,开关稳压电源具有以下的一些优越性:

1)效率高

开关稳压电源的调整开关管工作在开关状态,截止期间,开关元件漏电流极小,因此功率消耗小而效率高,通常可达到80%-90%以上。功耗小使得机内温升亦低,周

围元件不会因长期工作在高温环境下而损坏,有利于提高整机的可靠性和稳定性。而传统的线性稳压电源的晶体管一直工作在放大区,全部负载电流都通过调整管,因而损耗大,效率低,一般只在50%左右,功率等级也比较低。

2)稳压范围宽

从本质上说,线性稳压电源的电压调整作用是靠调整管的“变阻”作用实现的,因而调压范围小。开关稳压电源的电压调整作用是通过对直流电压进行脉宽调制而实现的,因而线性控制区域大,调压范围宽,在交流电压变化较大时,开关稳压电源仍能达到很好的稳压效果。

3)体积小重量轻

开关电源可将电网输入的交流电压直接整流再进行PWM控制,这样可省去笨重的电源变压器(为了和高频变压器相区别,电源变压器又称为工频变压器),使电源的体积大大缩小,重量减轻。在隔离式开关电源中,高频隔离变压器由于频率高而可以使体积小、重量轻。

4)安全可靠

开关稳压电源一般都有辅助电路,以提供自动保护功能。正因为直流稳压电源有着这多方面的优点,所以对它的研究有着重要的意义,这不仅是对自己所学知识的总结,而且对自己以后从事电力方面的工作有着很大的帮助作用。

稳压电源原理图如图1.1所示。其中,核心元件是LM338,它是一片大电流可调稳压集成电路,。该集成电路在采用一般接法时,其输出电压范围是1.2~37V。为了进一步拓宽其输出电压的范围,本电路对其传统应用电路进行了一些改进。现简单介绍如下:LM338要求输入、输出端最大电压差不能超过40V,这就限制了它的最高输出电压。当电源输出电压较低、电流比较大时,功耗全部消耗在LM338上,造成集成电路发热严重。为了解决这个问题,在本电源的设计中,将LM338输入端电压改为分段可调型。由开关K1-2控制JI~J9这九个继电器,将不同的交流电压切换到整流桥的输入端,整流后得到高低不同的直流电压输入到LM338中,这样就降低了稳压块的输入电压,同时开关K1—1同步切换LM338调整端的分压电阻,使调整端的基准电压不断改变,输出端电压就以每档5V的规律变化。这样一来LM338的输入、输出电压差就被限制在一个较小的范围内。不但降低了稳压集成电路的损耗,而且提高了最大输出电压。

第2章直流稳压电源简介

2.1 直流稳压电源的构成

许多电子产品如电视机、电子计算机、音响设备等都需要直流电源,电子仪器也需要直流电源,实验室更需要独立的直流电源。为了提高电子设备的精度及稳定性,在直流电源中还要加入稳压电路,因此称为直流稳压电源。典型的直流稳压电源主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分构成。电源变压器把50Hz 的交流电网电压变成所需要的交流电压;整流电路用来将交流电变换为单向脉动直流电;滤波电路用来滤除整流后单向脉动电流中的交流成分(即波纹电压),是指成为平滑的直流电;稳压电路的作用是当输入交流电网电压波动、负载及温度变化时,维持输出直流电压的稳定。

2.2 直流稳压电源的分类

直流稳压电源的发展已有几十年的历史,已从分立器件发展到集成电路。集成稳压电路具有体积小、重量轻、耗电少、寿命长等优点,随着功率集成电路的发展,集成稳压电路已有多个品种、多种型号问世,按输出电压、输出电流形成系列产品,已成为直流稳压电源的主流产品,特别适用于小型电子设备使用。

目前生产直流稳压电源种类很多,可以从不同的角度分类:

1、按稳定方式分,有参数型稳压器和反馈调整型稳压器。参数型稳压器电路简单,主要是利用电子组件的非线性实现稳压,例如,1只电阻和1只稳压管即可构成参数型稳压器。反馈调整型稳压器具有负反馈,是闭环调整系统,利用输出电压的变化,经取样、比较、放大得到控制电压,去控制调整元件,从而达到稳定输出电压的目的。

2、按调整元件和负载连接方式分,有并联式稳压器和串联式稳压器。调整元件与负载并联的称为并联式稳压器,调整元件与负载串联的称为串联式稳压器。

3、按作用器件分,有电子管稳压器、稳压管稳压器、晶体管稳压器、可控硅稳压器等。

4、按调整器件的工作状态分,有线性稳压器和开关稳压器。调整器件工作在线

性放大状态的为线性稳压器,调整器件工作在开关状态的称为串联式稳压器。

5、按电路的主要部分是集成电路还是分立元件分,有集成线性稳压器、集成开

关稳压器和分立元器件组成的稳压器。

2.3 直流稳压电源的技术指标

稳压电源的主要技术指标包括特性指标和质量指标,前者标识稳压电源的功能又

称试用指标,后者反映了稳压电源质量的优劣。

1、特性指标

2、输入电压及适用范围。

3、输出电压及输出电压调整范围

4、额定输出电流(指电源正常工作时的最大输出电流)以及过流保护电流值。

(1)电压调整率

负载电流I0 及温度T 不变而输入电压U1变化时,输出电压U0的相对变化量△

U0/U0与输入电压变化量△U1之比值,称为电压调整率,即

00

000%100==?=T I I U U U U S △△△△

一般直流稳压电源的电压调整率SU 为1%、0.1%、0.01%不等,其值越小,稳压

性能越好。电压调整率也可定义为:在负载电流和温度不变时,输入电压变化%

10±时,输出电压的变化量△U0,单位为毫伏。

(2)稳压系数

稳压系数定义为负载不变时,输出电压相对变化量和输入电压相对变化量之比,

00

000===T I I I r U U U U S △△△△

式中,U1为稳压电路输入直流电压,即整流电路的输出电压。 一般情况下S r 在10-2~10-4数量级。显然,S r 越小稳压电路输出电压的稳定性

越好。

(3)负载调整率(亦称电流调整率)

在交流电源额定电压条件下,负载电流从零变化到最大时,输出电压的最大相对

变化量用百分数表示

000max

00%100==?=T I I I U U S △△△△

(4)输出电阻(内阻)

当输入电压固定时,输出电压变化量与负载电流变化量之比,称为输出电阻R0,

亦称内阻,即 R0=0T 0

Ui 00

I U ==△△△△

其单位为欧。R0的大小反映了当负载变动时,稳压电路保持输出电压稳压的能

力。R0越小负载能力越强,一般R0<1Ω。

(5)最大纹波电压与纹波抑制比

叠加在输出电压上的交流分量的峰—峰值称为最大纹波电压△U P IP -,一般为毫

伏级。在电容滤波电路中,负载电流越大,纹波电压也越大。因此,纹波电压应在额

定输出电流情况下测出。

纹波抑制比SR 定义为稳压电源输入纹波电压峰—峰值△U P IP -与输出纹波电压峰

—峰值△U P IP -之比,并取对数,即 SR=20 lg P -OP P

-IP U U

单位为分贝(dB )。在质量指标中第(1)、(2)项是描述输入交流电压变化对输

出电压影响的技术指标,第(3)、(4)项是描述负载变化对输出电压影响的技术指标

第(5)项反映了稳压电源对其输入端引入的交流纹波电压的抑制能力。

第3章直流稳压电源的设计

3.1设计目的及要求

(1)学习基本理论在实践中综合运用的初步体验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。

(2)学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。

(3)培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。

(4)设计并制作一个开关稳压电源,主要技术指标要求:

该电源的技术参数:

直流稳压输出5V:

最大输出电流 3A;

电压调整率≤0.001%/V;

纹波系数≤0.002%:

等效内阻≤0.15Ω;

稳压系数≤0.005%。

(5)设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。

(6)自拟试验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量,交指导教师审核。

(7)批准后,进行组装、调试,并测试其主要性能参数。

3.2设计步骤及思路

3.2.1直流稳压电源设计思路

①电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电

源变压器将电网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电,但其幅度变化大(即脉动大)。

③脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成

分滤掉,保留其直流成分。

④滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流

电压输出,供给负载RL 。

3.2.2直流稳压电源原理

直流稳压电源是一种将220V 工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装

置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图3.1。

T

工频交流脉动直流 直流整

滤波稳压负载

图3.1 直流稳压电源方框图

其中:

①电源变压器:是降压变压器,它将电网220V 交流电压变换成符合需要的交流

电压,并送给整流电路,变压器的变化由变压器的副边电压确定。

②整流电路:利用单向导电元件,把50Hz 的正弦交流电变换成脉动的直流电。

③常用的整流电路有:

方案一:

单相半波整流电路:

单相半波整流简单,使用器件少,它只对交流电的一半波形整流,只要横轴上面

的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流电的一半波形,所以整流效率不高,而且整流电压的脉动较大,无滤波电路时,整流电压的直流分量较小,Vo=0.45Vi ,

变压器的利用率低。

方案二:

单相全波整流电路:

使用的整流器件较半波整流时多一倍,整流电压脉动较小,比半波整流小一半。

无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi ,变压器的利用率比半波整流时高。变压器二次绕

组需中心抽头。整流器件所承受的反向电压较高。

方案三:

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。

综合3种方案的优缺点:决定选用方案三。

3.2.3总体电路图

§3.3单元电路设计与原理说明

3.3.1电源变压器

电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为:

§3.3单元电路设计与原理说明

3.31电源变压器

电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压U1变换为整流电路所需要的交

流电压U2,电源变压器的效率为

其中:2P 是变压器副边的功率,1P 是变压器原边的功率。一般小型变压器的效

率如表1所示:

表1 小型变压器的效率 副边功

率2P

VA 10< VA 30~10 VA 80~30 VA 200~80 效率

η 0.6 0.7 0.8 0.85

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 。

由于LM317的输入电压与输出电压差的最小值()V U U o I 3min =-,输入电压与输

出电压差的最大值()V U U o I 40max =-,故LM317的输入电压范围为:

max min min max )()(o I o I o I o U U U U U U U -+≤≤-+

即 V V U V V I 40339+≤≤+

V U V I 4312≤≤

V U U in 111.112

1.1Im 2==≥, 取 V U 122=

变压器副边电流: A I I o 8.0max 2=>,取A I 12=,

因此,变压器副边输出功率: W U I P 12222=≥

由于变压器的效率7.0=η,所以变压器原边输入功率W P P 1.1721=≥

η,为留

有余地,选用功率为W 20的变压器。

1

2

P P =η1

2P P =η

3.3.2整流电路

整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图3.4所示。在U2的正半周

内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;U2的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。

正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL ,且方向是一致的。电路的输出波形如图

3.5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。电路中的每只二极管承受的最大反向电压约

为反向击穿电压的一半或三分之二(U2是变压器副边电压有效值)。

经过变压器变压后的仍然是交流电,需要转换成直流电才能提供给后级电路,这

个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单向导电特性,将方向变

化的交流电整流为直流电

半波整流见图5.21.其中B1是电源变压器,D1是整流二极管,R1是负载。B1

次级是一个方向和大小都随时间变化的一个正弦波电压,波形如图5.22(a )所示。

0~π是这个电压的正半周,这时B1次级上端为正下端为负,二极管D1正向导通,电

源电压加到负载R1上,负载R1上有电流通过,π~2π是这个电压的负半周,这时

B1次级上端为负下端为正,二极管D1反向截止,没有电压加到负载R1上,负载R1

中没有电流通过。在2π~3π.3π~4π等后续周期中重复上述过程,这样电源负半周

的波形被“削”掉,得到一个单一方向的电压,波形如图5.22(b )所示。由于这样

得到的大小还是随时间变化的,我们称其为脉动直流。

t ?0ππ2π3π422U t ?0ππ2π3π4o u 22U 图2.3电路 图2.4输出波形图

设B1次级电压为E理想状态下负载R1俩端的电压可由下面公式求出:

U(R1)=(√2/π)E≈0.45E

半波整流计算公式:

整流管D1承受的反向峰值电压为:

Um=2√2E≈2.83E

半波整流二极管反向峰值电压计算公式

由于半波整流电路只利用电源的正半轴,电源的利用效率非常低,所以半波整流电路仅在高电压.小电流等少数情况下使用,一般电源电路中很少使用。

全波整流电路

由于半波整流的效率较低,于是人们很自然就想到将电源的负半周也利用起来,这样就有了全波整流电路,全波整流图见图5.23.相对半波整流电路,全波整流电路多了一个整流二极管D2,变压器B1的次级也加了一个中心抽头。这个电路实际上是将俩个半波整流电路组合到一起,在0~π期间B1次级上端为正下端为负,D1正向导通,电源电压加到R1上,R1俩端电压上端为正下端为负,其波形如图5.24所示,其电流流向如图5.25所示:在π~2π期间B1次级上端为负下端为正,D2正向导通,电源电压加到R1上,R1俩端电压还是上端为正下端为负,其波形如图5.24所示,

其流向如图5.26所示。在2π~3π,3π~4π等后续周期重复上述过程,这样电源正

负俩个半周的电压经过D1,D2整流后分别加到R1俩端,R1俩端的电压总是上正下负,其波形如图 5. 24所示。

设B1次级为E,理想状态下R1俩端电压可用下面公式来求出:

U(R1)=(2√2/π)E≈0.90E

全波整流计算公式

整流管D1和D2承受的反向峰值电压为:

Ud=2√2E≈2.83E

全波整流二极管反向峰值电压计算公式

全波整流电路每个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半,比半波整流小一倍。

桥式整流电路

由于全波整流需要特制的变压器,制作起来比较麻烦,于是出现了一种桥式整流电路。这种整流电路使用普通的变压器,但是比全波整流多用了俩个整流二极管。由于四个整流二极管连接成电桥形式,所以称这种整流电路为桥式整流电路。

由图5.28可以看出在电源在正半周时,B1次级上端为正下端为负,整流二极管D2和D4导通,电流由变压器B1次级上端经过D4.R1.D2回到变压器B1次级下端:由图5.29可以看出在电源负半周时,B1上端为负下端为正,整流二极管D1和D3

导通,电流由变压器B1次级下端经过D1.R1.D3回到变压器B1次级上端。R1俩端的电压始终是上正下负,其波形与全波时一致。

设B1次级电压为E,理想状态下负载R1俩端的电压可以有下面公式求出:

Um=﹙2√2/π﹚E≈0.90E

桥式整流计算公式

整流管D1和D2承受的反向峰值电压为:

Ud=√2E≈1.41E

桥式整流二极管反向峰值电压计算公式

综上,桥式整流的特点是与半波整流相比在E和R1相同的条件下,输出的直流电压提高了一倍,电流脉动程度减小,变压器正负半周都有对称电流流过,既得到充分利用,又不存在单向磁化的问题,所以它的应用较为广泛,但是需要四个整流二极管,线路较复杂.

以上简单介绍了几种整流电路,根据其优缺点的判断,所以我在实际电路中使用了桥式整流电路,一方面,使电能得到了充分利用,另一方面,由于有现成的整流桥集成元件,设计起来也比较方便.

3.3.3滤波电路

滤波电路选用一个2200μF的大容量电解电容C1和一个0.1μF的小电容量涤纶CL11型电容C2并联滤波,如图3.6所示。理论上,在同一频率下容量大的电容其容抗小,这样一大一小电容相并联后其容量小的电容C2不起作用。但是,由于大容量的电容器存在感抗特性,等效为一个电容与一个电感串联。在高频情况下的阻抗反而大于低频时的阻抗,小电容的容量小,在制造时可以克服电感性,几乎不存在电感。在大电容C1上并联一个小电容C2可以补偿其在高频下的不足。当电路的工作频率比较低时,小电容不工作(容抗大相当于开路)。大电容的容量越大滤波效果越好。当电路的工作频率比较高时(输入信号的高频干扰成分),大电容由于感抗大而处于开路状态。这时高频干扰成分通过小电容流到底线,滤除各种高频干扰成分。电路的输

出波形如3.7图所示

根据 300103,5,12,9--?==?==v p p I S mV U V U V U ,

和公式

常数常数==??=

o I T I I v U U U U S 00 可求得: V S U U

U U v I p op I 2.2103912005.030=???=?=?--

所以,滤波电容:

uF F U T I U t

I C I I c 3636003636.02

.2215018.02max 0==??=??=?= 电容的耐压要大于V U 1712222=?=

,故滤波电容C 取容量为F μ4700,耐压

为V 25的电解电容。.

电容滤波电路 电容滤波电路图5.31,电容滤波电路是利用电容的充放电原理达到滤波的作用.

在脉动直流波形的上升段,电容C1充电,由于充电时间常数很小,所以充电速度很快;

在脉动直流波形下降段,电容C1放电,由于放电时间常数很大,所以放电速度很慢.在

图3.6 滤波电容电路的分析示意图

C1还没有完全放电时再次开始进行充电.这样通过电容C1的反复充放电实现了滤波作用,滤波电容C1俩端的电压波形。

选择电容滤波时需要满足下列的条件:

RC≥(3—5)T/2(滤波电容选择条件公式)

电感滤波电路如图5.33,电感滤波电路是利用电感对脉动直流的反向电动势来达到滤波的作用的,电感量越大滤波作用越好,其带负载能力较好,多用于负载电流很大的场合。

由于我选电路负载电流不大且满足公式RC≥(3—5)T/2所以选择,电容滤波电路滤波。

3.3.4稳压电路

1、稳压电路选用三端集成直流稳压器,其电路连接方式一般如

图3.8 三端集成直流稳压器

性能上,常用的集成稳压器由三端固定式、三端可调式和开关式。以三端固定式为例,其正输出为7800(后两位代表输出的额定稳压值,00是统称)系列,负输出为7900系列,常见的有05、06、08、09、12、15、18、24八种。一般要求最小的输入、输出电压差(U1—U0)为2V~3V;输出稳压的容差约为5%;最大输出电流10max 有0.1A(LM7812),0.3A(如78M12)和1.5A(如7812)等多种,部分器件的最大输出电流可达2.2A;其最大电压UImax一般是7818档以下为35V,7824档为40V;电压调整率SU一般为0.01%/V;输出电阻R0小于0.1Ω;纹波抑制比SR一般为50dB;温度系数ST一般为每度ImV~2.4mV。图2.7中,引脚1为电压变换的输入端,引脚2为电压变换后的输出端,引脚3为接地端。电容Ci作用是改善纹波和抑制输入的过电压,一般取值为0.1μF。C0作用是改善负载的顺态影响,一般可选取0.1μF的电容,当采用大电容量的电解电容时效果更好。稳压电源的输入输出端要跨接一个二极管,以防止集成稳压器输出调整管损坏。

2、稳压电路的设计

本设计是把几个供电模块集成到一个供电电源上,能够同时提供固定输出+5V(最大输出电流0.3A)和固定输出±12V(最大输出电流0.1A)的直流电数出。

(1)输出+5V:核心器件选用LM7805三端集成稳压器,其输出电压为+5V,额定电流0.1A。当变压器变压后输出6.3V交流电,经整流桥,整流后输出约6V电压,滤波后有LM7805三端集成稳压电源处理,输出+5V电压,电流最大输出为0.3A。

(2)输出±12V:核心器件选用稳压器LM7812和LM7912,组合应用这两个稳压器件与一个硅整流桥相接,按图2.8号电路就能输出±12V的电压。组合用LM7812和LM7912时,公共输出接地端用的是变压器输出端口的±12V并

直流稳压电源电路的设计实验报告

直流稳压电源电路的设计实验报告 一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路,要求输入电压:220V市电,50Hz,用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路,两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。 二、实验线路及原理 1、实验原理 (1)直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下: 图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 其中: 1)电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定,变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n,式中n是变压器的效率。 2)整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。滤波电路滤除较大的波纹成分,输出波纹较小的直流电压U1。 4)稳压电路:其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化,会引起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。 (2)整流电路 常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2-2所示。在u2的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;u2的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。电路的输出波形如图2-3所示。 t

直流稳压电源设计模拟电子技术

课程设计说明书 题目:直流稳压电源设计 课程名称:模拟电子技术 学院:电子信息与电气工程学院学生姓名: 学号: 专业班级: 指导教师: 2015年 6 月6日

课程设计任务书

固定直流稳压电源设计 摘要: 通过模拟电子技术设计固定直流稳压电源,主要运用变压器,整流二极管,电解电容,稳压器等器件.该固定直流稳压系统先通过将220V市电降压,再经过整流二极管1N4007进行整流,通过电容滤波之后,采用稳压芯片7805,7905分别对其进行稳压,从而输出的稳定电压(+5V/-5V)。 关键词:变压;整流;滤波;稳压;

目录 1.设计背景 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目的 (1) 2.设计方案 (1) 2.1电路概述 (1) 2.2整流电路 (3) 2.3稳压电路 (4) 2.4固定直流稳压电源电路设计 (5) 3.方案实施 (6) 3.1电路仿真设计与仿真 (6) 3.2Altium Designer设计原理图及PCB设计 (7) 3.3电路板的制作与调试 (8) 3.4相关数据测量 (8) 4.结果与结论 (9) 5.收获与致谢 (9) 6.参考文献 (10) 7.附件 (10) 7.1电路实物图 (10) 7.2元器件清单 (11)

1. 设计背景 1.1设计背景 随着科技日新月异的发展,越来越多的小型电子产品出现在我们身边,它们一般都需要稳定的直流电源供电,电池作为低效率,高污染的产品不能得到广泛的使用,而我们最常见到的电源就是220V的交流电源,再次情况下,我们设计了一个转换装置,从而可以使其给小型电子设备供电,达到及节能又环保,既方便有快捷的目的。 1.2设计目的 设计这个固定直流稳压电源是为了锻炼学生的动手能力,理论与实践相结合,更有利于同学们在学习中积极的思考,培养同学们对学习的兴趣;而且,检验了同学们对电路仿真软件和DXP这些软件的熟悉程度,进一步加深了对这些软件的理解,提高了应用能力;另外,让同学们看到,理论知识在现实生活中的应用,知道了这些知识的重要性,要更加努力的学习。本次课程设计就是在这样的一个背景下而进行的一次十分重要的实习安排。 2. 设计方案 2.1电路概述 根据电路的特点和性质,电路可有这几部分组成,变压器电路部分,整流电路部分,滤波电路部分,稳压电路部分。 变压器电路可以使电压达到设备可以使用的一个电压范围,如下图所示。 整流电路使用来把变压器副边通过的交流电压转换为直流电压,满足设备需要直流电源供电的要求。即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压,半波整流电路和全波整流电路的输出波形如下图所示。但实际情况是整流后还含有较大的交流分量,会影响负载电路的正常工作。 滤波电路是用来进一步的减少电路中的交流分量,增加电路中的直流分量,使输出电压平滑。理想情况下,应将交流分量全部滤掉,使滤波电路的输出电压仅为

课程设计报告【模板】

模拟电子技术课程设计报告设计题目:直流稳压电源设计 专业电子信息科学与技术 班级电信092 学号 200916022230 学生姓名夏惜 指导教师王瑞 设计时间2010-2011学年上学期 教师评分 2010年月日

昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 目录 1.概述 (2) 1.1直流稳压电源设计目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 2.直流稳压电源设计的内容 (4) 2.1变压电路设计 (4) 2.2整流电路设计 (4) 2.3滤波电路设计 (8) 2.4稳压电路设计 (9) 2.5总电路设计 (10) 3.总结 (12) 3.1所遇到的问题,你是怎样解决这些问题的12 3.3体会收获及建议 (12) 3.4参考资料(书、论文、网络资料) (13) 4.教师评语 (13) 5.成绩 (13)

昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 1.概述 电源是各种电子、电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。 直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压控制电路所组成,具有体积小,重量轻,性能稳定可等优点,电压从零起连续可调,可串联或关联使用,直流输出纹波小,稳定度高,稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能,是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给,才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低,电子设备本身耗供电造成不稳定因家。解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。 直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。 1.1直流稳压电源设计目的 (1)、学习直流稳压电源的设计方法; (2)、研究直流稳压电源的设计方案; (3)、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。 1.2课程设计的组成部分 1.2.1 设计原理

开关稳压电源设计报告

开关稳压电源设计报告 成员名字:方愿岭段洁斐梅二召 摘要:为提高电源的利用效率和缩小设计电源的尺寸,本文介绍一种含有MC3406集成芯片的开关稳压电源,并对成芯片内部结构和外部电路作简要介绍,最终给出一个完整的开关稳压电路设计电路并对电路作具体论证最终完成开关稳压电源的实物制作。 A switching power supply design report Abstract:In order to improve the efficiency in the use of the power supply and reduce the size of the power source design, this paper introduces a kind of contains MC34063 integrated chips of a switching power supply, and the integrated chip internal structure and external circuit is briefly introduced, finally give a complete a switching circuit design circuit to make concrete demonstration and circuit switching power supply finally complete the making of objects. 关键词:开关稳压电源;整流滤波电路;PWM控制电路;MC34063 引言 电源是各种电子设备的核心,因此电源的优劣直接关系到电子设计的好坏。另外电子设计者不得不考虑的一个问题就是效率问题,所

一个5v直流稳压电源设计报告

直流稳压电源设计 姓名:_ 学号:_ 专业: 班级:_______ 2012年3月12号 课题: 220v交流电转5v直流电的电源设计

一.电路实现功能 该电路输入家用220v交流电,经过全桥整流,稳压后输出稳定的5v直流电。 二.特点 方便实用,输出电压稳定,最大输出电流为1A,电路能带动一定的负载 设计方案 设计思路: 考虑到直流电流电源。我们用四个1N4007四个晶体管构成桥式整流桥。,将220V50Hz的交流电转换为直流电。以电容元件进行整流。因为我们要输出5V的电压,所以选用7805。 设计原理连接图: 一、变压器变压 220V交流电端子连一个降变压器把电压值降到8V左右

二、 单项桥式全波整流电路 根据图,输出的平均电压值0()201sin ()AV U d π ωτωτπ=?

即:0()20.9AV U U 三、 电容滤波 本设计我们使用电容滤波,滤波后,输出电压平均值增大,脉动变小。 C 越大, RL 越大,τ越大,放电越慢,曲线越平滑,脉动越小。 四、 直流稳压 因为要输出5V 的电压,所以选用LM7805三端稳压器件 五、 总电路

如图所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。它由电源变压器B,桥式整流电路D1~D4,滤波电容C1、C3,防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805)极为简捷方便地搭成的。 220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压,再经过桥式整流电路D1~D4和滤波电容C1的整流和滤波,在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路,以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点,成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。 六、实验所需元器件 万用板一个,1N4007晶体管四个,(220伏至8伏) 交流变压器一个,电解电容2200μF一个,电解电容 100μF一个,电容0.1F两个,LM7805三端稳压器一 个。电烙铁一个,松香若干,锡丝若干~~

直流稳压电源设计实验报告(模电)

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 1~D 4接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图,可以得出输出电压平均值:2)(9.0U U AV o ≈ ,由此可以得V U 152=即可 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: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值:Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见,选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极

模拟电子 课程设计 直流稳压电源的设计

新疆大学 课程设计报告 所属院系:电气工程学院 专业:电气工程及其自动化 课程名称:电子技术基础A 设计题目:直流稳压电源的设计 班级: 学生姓名: 学生学号: 指导老师: 常翠宁努尔.买买提 完成日期:2017. 7. 01

课程设计题目:直流稳压电源的设计 要求完成的内容: 1.输出直流电压1.5~10V可调; 2.输出电流I m=300mA; O 3.稳压系数Sr≤0.05; 4.具有过流保护功能。 指导教师评语: 该生通过查阅文献和资料和手册,能够综合运用电子技术课程中所学到的理知识,并能消 化和理解,把理论与实践进行结合起来。具有分析问题和解决问题的能力,较好地完成了设计任务。 评定成绩为: 指导教师签名:2017年 7 月01 日

直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计要求是设计中包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分。通过四部分的组合将 220V 交流电压转变为设计要求直流电压。并且用仿真软件进行仿真分析。 一、方案设计 1.总体设计框架图 方案的总体思路如下:直流稳压电源一般由直流电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成,其基本框图如下: 1.1电源变压器 是降压变压器,它将220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。 1.2整流电路 此设计的整流部分主要采用桥式电路,即由四个二极管交叉而成。但使用二极管时应注意以下问题: (1) 最大整流电路流f I 指二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流。若使用时超过此值,有可能烧坏二极管。 U (2) 最高反向工作电压rm 指允许施加在二级管两端的最大方向电压,通常为击穿电压的一半。 (3) 反向电流r I 指二极未击穿时的反向电流值。其值会随温度的升高而急剧增加,其值越小,二极管的单向导电性越好。但是反向电流值会随温度的上升而显著增加。 (4) 最高工作频率f

5v直流稳压电源设计资料

新疆工程学院 实训报告 实训科目电子技术实训 系部机械系 专业 班级 姓名 实训地点教室及电子实验室指导教师李积芳 完成日期 新疆工程学院教务处

新疆工程学院 电气与信息工程系电子实训任务书

新疆工程学院电子实训成绩表 (注意:旷课一票否决)目录

摘要 第一章引言 (3) 1.1硬件电路设计要求电路设计 (4) 1.11元件选取电源变压器 (6) 1.12整流二极管的选择滤波电容的C的确定 (6) 第二章网站导航概述 总结 (8) 致谢 参考文献 (9)

内容摘要 直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的直流电,并实现±5V电压稳定输出。 关键词:±5V,变压器,整流,滤波,稳压器

引言 关于稳压电源的分类,首先就应该清楚电源的输出是什么,是输出直流电还是输出交流电。第二个层次的分类可以根据调整管的工作状态来分类。第三个层次的分类就是根据稳压电路与负载的连接方式来分类。再往下面细分由于各种不同的电路特性相差太大,就不好一概而论,应该根据每一个具体类别的特性进行分类区分了。当然这里所谈的分类只是根据直流稳压电源的特点给出一个大致的分类思路,图1是根据上面的思路划分的稳压电源种类。 图1 稳压电源分类 根据调整管的工作状态,我们常把直流稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源[1]。线性稳压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;反应速度

直流稳压电源设计实验报告

电气工程系电子信息工程技术专业 题目:直流稳压电源设计 学生姓名:刘现华班号:电信一班学号: 100222101013 指导教师:

一、设计题目 题目:直流稳压电源设计 二、设计任务: 设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。 指标:1、输入电压: 2、输出电压:3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压; 3、输出电流:最大电流为1A; 4、保护电路:过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计: 一电路原理方框图: 图1.1 四、原理说明: (1)选用集成稳压器构成的稳压电路, 选用可调三端稳压器LM317,其特性参数V o=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差(Vi-V o)max=40V。符合本任务的基本要求。

(2)选电源变压器 集成稳压电源的输出电压V o即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax,输入电压根据公式 V omax+(Vi-V o)min≤Vi≤V omin+(Vi-V o)max可求出其范围为12V≤Vi ≤43V。故副边电压取V2=12V,副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W,由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地,选取功率为20W的变压器。 图1.2 (3)选整流二极管及波电容 整流二极管D选IN4001,其极限参数为VRM≥50V,IF=1A,满足要求。滤波电容C可由纹波电压△V op-p和稳压系数来确定。由式Vi=△V op-pVi /V oSv得△Vi =2.2V,由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi 得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V,故取2只2200μF/25V的电容相并联。 (4)电阻RP1的取值 由式V o=(1+Rp1/R1)1.25,取R1=240Ω,则RP1=336Ω时输出电压为3V,RP1=1.49Ω时输出电压为9V ,故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V,当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大,使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V

直流稳压电源课程设计报告(1)

模拟电路课程设计报告设计课题:直流稳压电源的设计班级:电子1101 学号: 姓名:刘广强 指导老师:董姣姣 完成日期:2012年6月19

目录 一、设计任务及要求 (3) 二、总体设计思路 (3) 1.直流稳压电源设计思路 (3) 2.直流稳压电源原理 (3) 3、滤波电路——电容滤波电路 (5) 4、稳压电路 (7) 5、设计的电路原理图 (8) 三、.设计方法简介 (8) 四、软件仿真结果及分析 (10) 五、课程设计报告总结 (12) 六、参考文献 (13)

一、设计任务及要求 1、设计一个连续可调的直流稳压电源,主要技术指标要求: ①输出直流电压:U0=9→12v; ②纹波电压:Up-p<5mV; ③稳压系数:S V≤5% (最大的波动不能超过5%) 2、设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。 4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图,并仿真和调试,并测试其主要性能参数。 二、总体设计思路 1.直流稳压电源设计思路 (1)电网供电电压交流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网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电,但其幅度变化大(即脉动大)。 (3)脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。 (4)滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给电压表。 2.直流稳压电源原理 1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图

直流稳压电源电路设计

模拟电子技术课程设计报告 题目名称:直流稳压电源电路设计姓名: 学号: 班级: 指导教师: 成绩:

目录 1课程设计任务和要求 2 2方案设计 2 3单元电路设计与参数计算 4 4总原理图及元器件清单9 5安装与调试 11 6性能测试与分析12 7结论与心得14 8参考文献 14

课程设计题目: 直流稳压电源电路设计 一、课程设计任务和要求: 1)用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源(±12V)。 2)输出可调直流电压,范围:1.5∽15V; 3)输出电流:IOm≥1500mA;(要有电流扩展功能) 4)稳压系数Sr≤0.05;具有过流保护功能。 二、方案设计: 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成,如下图1所示,其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。 图1稳压电源的组成框图 图二整流与稳压过程波形图 电网供电电压交流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网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。

方案一、单相半波整流电路 半波单相整流电路简单,电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示,使用元件少,它只对交流电的一半波形整流,其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高,且输出波形脉动大,其值为:S= =≈1.57,直流成分小,= ≈0.45,变压器利用率低。 图3 单相半波整流电路 图 4 单相半波整流电路电压输出波形图 方案二、单相全波整流电路 使用的整流器件是半波电路的两倍,整流电压脉动较小,是半波的一半,无滤波电路时的输出电压=0.9,变压器的利用率比半波电路的高,整流器件所承受的反向电压要求较高。 方案三、单相桥式整流电路 单相桥式整流电路使用的整流器件较多,但其实现了全波整流电路,它将的负半周也利用起来,所以在变压器副边电压有效值相同的情况下,输出电压的平均值是半波整流电路的两倍,且如果负载也相同的情况下,输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍,且其与半波整流电路相比,在相同的变压器副边电压下,对二极管的参数要求一样,还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。所以综合三种方案的优缺点决定用方案三。

可调直流稳压电源课程设计报告

可调的直流稳压电源电路设计 目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、实验设备及元器件 (2) 四、设计步骤 (3) 1.电路图设计方法 (3) 2、设计的电路图 (3) 五、总体设计思路 (4) 1.直流稳压电源设计思路 (4) 2.直流稳压电源原理 (4) 1、直流稳压电源 (4) 2、整流电路 (5) 3、滤波电路——电容滤波电路 (6) 4、稳压电路 (8) 5、设计的电路原理图 (9) 3.设计方法简介 (9) 六、课程设计报告总结 (11)

一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计任务及要求 1、设计一个连续可调的直流稳压电源,主要技术指标要求: ①输入(AC):U=220V,f=50HZ; ②输出直流电压:U0=9→12v; ③输出电流:I0<=1A; ④纹波电压:Up-p<30mV; 2、设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。 4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图,并仿真和调试,并测试其主要性能参数。 三、实验设备及元器件 1、装有multisim电路仿真软件的PC 2、三端可调的稳压器LM317一片 3、电压表、滑动变阻器、二极管、变压器

四、设计步骤 1.电路图设计方法 (1)确定目标:设计整个系统是由那些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出直流稳压电源方框图。 (2)系统分析:根据系统功能,选择各模块所用电路形式。 (3)参数选择:根据系统指标的要求,确定各模块电路中元件的参数。 (4)总电路图:连接各模块电路。 (5)将各模块电路连起来,整机调试,并测量该系统的各项指标。 (6)采用三端集成稳压器电路,用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输 出电压调整范围较宽,设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调,因要求电 路具有很强的带负载能力,需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少,成本低且组装方便、可靠性高。 2、设计的电路图 图1 可调的直流稳压电源

稳压电源设计报告1

全国大学生电子设计大赛 稳 压 电 源 设 计 报 告

稳压电源 摘要: 本稳压电源,由变压器次级绕组接入,通过桥式整流和电容滤波,经过 LM7812、LM7912稳压,形成典型的双电源稳压电路,输出±12V 100mA电流。桥式整流后的电压,经过LM2576降压后,输出+5V电压,给后一级的LDO稳压电路供电,AS1117在满载(800mA)时,压差仅1.2V。用+5V供电,可以保证其工作在线性状态,3.3V输出稳定。 关键字: LM7812、LM7912、LM2576、AS1117 Abstract: The regulated power supply, the transformer secondary windings access, through the bridge rectifier and capacitor filter, through the LM7812, LM7912 voltage regulator, the formation of double power supply circuit, the output current of the 100mA + 12V. After the bridge rectifier voltage, through the LM2576 step-down, output +5V voltage, LDO voltage regulator circuit power level to, AS1117 at full load (800mA), pressure difference is only 1.2V. With +5V power supply, can ensure that the work in the linear state, the 3.3V output stability. Keywords: LM7812、LM7912、LM2576、AS1117

5V直流稳压电源

电子科技大学 《模拟电路基础》应用设计报告 设计题目: 5V直流稳压电源 学生姓名:李秘学号:2014070905021 教师姓名:张雅丽日期: 2015/12/22 一、设计任务 设计一个直流稳压电源,要求满足以下条件 1.输出电压:5V 2.最大输出电流:0.5A 3.电压调整率:≤4% 4.电流调整率:≤4% 5.纹波系数:≤5% 二、电路原理 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图1。

其中: (1)电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。 (2)整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流 电。(3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。 (4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。 整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2所示。在u2的正半周内,二极管D1、D3导通,D2、D4截止;u2的负半周内,D2、D4导通,D1、D3截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。电路的输出波形如图3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,即电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(U2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:Uo1=(1.1~1.2)U2,直流输出电流I2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。总体原理电路见图4。 图4 稳压电路原理图

直流稳压电源课程设计报告.

直流稳压电源课程设计报告 设计任务及要求 1.设计任务 设计一直流稳压电源,满足: (1)当输入电压在220V交流时,输出直流电压为6-9V; (2)输出纹波电压不于5mv (3),稳压系数<=0.01; (4)具有短路保护功能; (5)最大输出电流为:Imax=0.8A 2.要求通过设计学会; (1)如何选择变压器、整流二极管、滤波电容及调整三极管或集成稳压块;(2)合理选择电路结构,并完成全电路元器件参数设计、绘制电路图;(3)短路保护实现方法 (4)掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法 (5)撰写设计报告。 3.设计注意: (1)电源变压器、整流二极管、滤波电容、调整三极管或集成稳压块等元件只做选择性设计; (2)完成全电路元器件参数设计、绘制出整体电路图; (3)撰写设计报告要符合下列格式并按时上交,逾期将延与下届。 一、书写要求 二、上交时间要求 上交书面及电子稿发至邮箱:

撰写设计报告格式:(仅供参考,不要全部抄龚) 见附录一 集成直流稳压电源的设计与制作 姓名 1 绪言 随着半导体工艺的发展,稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小,外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点,因此在各种电子设备中应用十分普遍,基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多,应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说,通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中,又以三端式稳压器应用最为广泛。 2 设计要求

1.初始条件: (1)集成稳压器选用LM317与LM337或其他芯片,性能参数和引脚排列请查阅集成稳压器手册。 (2)电源变压器为双15V/25W。 (3)其参考电路之一如图1所示 图1 ±1.25V-±15V连续可调直流稳压器参考电路原理图 2.主要性能指标:(1)输出电压Vo:±1.25 - ±12V连续可调。 (2)最大输出电流Iomax=800mA (3)纹波电压ΔVop-p≤5mV (4)稳压系数Sv≥3X10-3 3.设计要求:(1)依据已知设计条件确定电路形式。 (2)计算电源变压器的效率和功率。 (3)选择整流二极管及计算滤波电容 (4)安装调试与测量电路性能,画出实际电路原理图。 (5)按规定的格式,写出课程设计报告。 3 总体设计思路 在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路,集成稳压器选用LM317与LM337,电源变压器选用双15V/25W。 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U I会随着变化。因此,为了维持输出电压U I稳定不变,还需加一级稳压电路。

直流稳压电源课设报告

《电子电路设计与制作》课程设计 设计题目:直流稳压电源设计 系部:电子信息工程学院 专业班级:自动化B112 姓名:张凯伦 学号:201103024220 指导教师:冉小英 2013/6/30

《直流稳压电源》课程设计报告 摘要: 直流稳压电源广泛应用于各种电子产品,不同的电路对电源的要求是不同的。电子设备中的电源一般由交流电网提供。变直流稳压电源由交流变压器电路,整流电路,滤波电路,集成稳压电路四部分组成。在本设计中,可以实现将220v的交流电压经过整流,滤波,稳压最终可实现输出+12V,-12V,+15V,-15V四路电压的直流稳压电源。本设计的主要内容是围绕着如何设计和实现各个部分而展开的。首先介绍了稳压电源的设计方法,然后介绍了各单元电路设计仿真。 关键词:直流稳压;交流电流;整流;滤波;稳压 一、概述 直流稳压电源是电子系统中不可缺少的设备之一,也是模拟电路理论知识的基本内容之一。完成一个直流稳压电源的设计,并进行安装调试,既可以达到对模拟电路理论知识的较全面的运用,也能掌握模拟电路的实际安装调试技术,具有很好的实用价值。 二、设计任务、技术指标和要求 完成一个直流稳压电源的理论设计,并用EWB进行模拟仿真测试,符合技术 指标要求后再进行安装调试。其技术指标要求为: (1)共有4路直流输出电源:±15V/1A、±12V/100mA; (2)电压调整率:S≤0.2%(输入电压~220V,变化±10%,满载); (3)负载调整率≤1%(输入电压~220V,空载到满载); (4)纹波抑制比≥35dB(输入电压~220V,满载)。 三、方案的选择 通过我们模拟电子技术理论课的学习我们知道,单相交流电要经过电源变压器、整流电路、滤波电路还有稳压电路才能转换成稳定输出的直流电压。它的总体功能方框图和各个电路部分输出电压的波形如下1图和图2所示: (图1,直流稳压电源总体功能框图) 《直流稳压电源》课程设计报告 2

基于单片机的可调直流稳压电源设计

2013/12/1 广东交通职业技术学院

内容摘要 本文介绍了一种基于单片机的直流稳压电源设计方案,该系统由初步整流稳压部分、单片机控制部分、DAC、稳压部分和显示部分组成。该稳压电源可步进调节、实时显示,弥补了传统稳压电源的不足,其核心技术是通过单片机控制数模转换来改变其后稳压模块的输出。利用单片机控制数模转换芯片DAC0832输出电压作为稳压电路的参考电压;单片机通过键控改变DAC0832的输出电压,作为参考电压发生改变,稳压电路调整管的压降也会相应地发生变化,从而改变输出电压。

目录 1. 引言··4 2. 设计任务及要求··4 2.1设计目的··4 2.2设计内容··4 3.电源设计方案及论证··5 3.1设计方案分析··5 3.2 D/A数字模拟转换模块··6 3.3稳压模块··6 3.4 按键控制模块··7 3.5显示模块··7 3.6 电源模块··7 4.电源系统硬件介绍··7 4.1 单片机模块··7 4.1.1单片机介绍··7 4.1.2 单片机外围电路介绍··9 4.2 D/A模块··10 4.2.1 DAC0832工作原理··10 4.2.2 DAC0832及其外围电路··11

4.2.3 D/A 转换的计算··12 4.3 LED数码管显示模块··14 4.3.1数码管结构··14 4.3.2数码管工作原理··14 4.3.3数码管连接电路图··15 4.4直流电源··15 4.4.1整流滤波、初步稳压··15 5. 电源硬件电路仿真图··16 6. 电源硬件电路原理图··17 7. 硬件电路PCB图··17 8.硬件电路实物图··19 设计心得 参考文献 附录 1 引言 随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功

直流稳压电源设计实验报告

实训报告 题目名称:直流稳压电源电路 系部:电气与信息工程系专业班级:机制14-3 学生姓名:郭欣欣 学号:2013211171 指导教师:刘岩 完成日期:2018年1月17日

摘要 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词: 半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压

目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2) 4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 5.1集成稳压器件LM317 (3) 5.2 LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 6.1电路参数计算 (4) 6.2元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 2.1稳压系数的测量 (6) 2.2输出电阻的测量 (6) 2.3纹波电压的测量 (7) 2.4测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)

数控直流稳压电源的设计终审稿)

数控直流稳压电源的设 计 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

数控直流稳压电源的设计 一、 设计任务和要求 设计一个数控直流稳压电源。 1. 基本要求: 1) 利用实验室提供的低压交流电源,设计整流、滤波、稳压电路; 2) 至少能输出4个档:3V 、5V 、9V 、12V ,用数码管显示; 3) 输出电流要能达到1A 以上,且纹波≤5mV 。 2. 发挥部分: 1) 输出增加了一个7V 的档,进而变为5个档;手动开关控制档的转换。 2) 用ADC0809(模/数转换器)将输出的电压模拟量转换为数字量并输出给译码显示电路 以显示正确数字。 二 方案论证 1.可调稳压控制部分 方案一:直接由开关控制档位 5 个单刀单掷开关 手动控制开关,使输出电压分别为 此方法电路简 单, 控制方便. 方案二;由多路模拟开关在脉冲CP 的作用下来控制开关 CP 脉冲

由脉冲控制多路模拟开关,脉冲由信号源直接给定.此方法比依赖与信号源的CP,且不容易控制. 综合的看上述两种方案,方案一电路简单,控制方便;方案二对CP 的依赖性比较大,在实际应用方面不够灵活.因此对可调稳压器的控制部分应采用方案一. 2.显示电路 方案一:模拟量经模数转换电路输入后,输出转换成数字量,再利用一片共阴极七段显示器显示,结构框图如下: → → → 此方案的优点是比较直观,易懂,而且容易调试,也能满足题目中所给的要求,但是当输出电压为 12v 时, 显示器显示以乱码"└┘"代替,不利于读数。 方案二:以方案一为基础,在经过模数转换输出后,加入一些简单的逻辑门,再利用两片共阴极七段显示器显示,结构框图如下: ↗ → ↘ 的要求。 上述两个方案经实践证明均可行,但方案一不能很好的显示两位十进制数,故选择方案二。 二、 设计方案

直流稳压电源设计实验报告

直流稳压电源设计实验报 告 Prepared on 22 November 2020

实训报告 题目名称:直流稳压电源电路 系部:电气与信息工程系 专业班级:机制 14-3 学生姓名:郭欣欣 学号: 指导教师:刘岩 完成日期: 2018年1月17日 摘要 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来 越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳 压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词:半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压 目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2)

4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 集成稳压器件LM317 (3) LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 电路参数计算 (4) 元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 稳压系数的测量 (6) 输出电阻的测量 (6) 纹波电压的测量 (7) 测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)

直流稳压电源设计实验报告

直流稳压电源设计实验 报告 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

实训报告 题目名称:直流稳压电源电路 系部:电气与信息工程系 专业班级:机制 14-3 学生姓名:郭欣欣 学号: 指导教师:刘岩 完成日期: 2018年1月17日 摘要 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。

关键词:半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压 目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2) 4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 集成稳压器件LM317 (3) LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 电路参数计算 (4) 元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 稳压系数的测量 (6) 输出电阻的测量 (6) 纹波电压的测量 (7) 测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)

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