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

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学号：************

指导教师：***

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

u u u3

（a） (b) (c) (d) (e)

（图2，各个电路部分输出电压波形）

其中，（a）为输入的220V电压波形；

（b）为电压器降压后的波形；

（c）整流后的电压波形；

（d）滤波后的电压波形；

（e）最后输出的直流稳压电源波形。

我们知道，直流电源的输入为220v的市电，因而需要电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压经过整流电路从交流电压转换为直流电压，为较小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，是输出电压平滑。最后通过稳压电路，使输出直流电压基本不受电网电压波动的影响，不受负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。如果设计正确的话，它的波形应该如上图所示。

为了达到课题要求，可以选择以下方法：

（1）硅稳压管并联式稳压电路。这种电路结构简单，但输出电压固定，负载力小。

（2）串联反馈式线性稳压电源。这种电路的输出电源的稳定性、负载能力和可调节性都较好。

（3）三端集成稳压器。这种电路实质是第（2）种电路的集成化和优化。

另外，为了能输出四路直流电压，必须使用三端稳压器，所以选择第三种方法。

四、各个部分的设计，有关参数计算和元器件的确定

1、稳压部分的设计

①输出+15V和-15V的电源的稳压部分的设计如下：

（图3，输出+15V和—15V电源稳压部分的设计图）

②输出+12V和-12V的电源的稳压部分的设计如下：

（图4，输出+12V和—12V电源稳压部分的设计）因为我选用两个稳压支路并联的方式，所以其稳压部分是分为两部分的（如上所示）。

由于输入电压u

1

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，需加一级稳压电路。稳压电

路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。

集成稳压器的类型很多，在小功率稳压电源中，普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式，此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。根据本课题的要求，要求输出四路电压，必须使用三端稳压器，并且是固定式的稳压器。W7815，W7915，W7812，W7912四种型号的稳压器满足课题要求。三端是指稳压电路只有输入、输出和接地三个接地端子。型号中最后两位数字表示输出电

压的稳定值。

从模拟电子技术手册可以查到四种三端稳压器的性能指标，如下面表格所示：

由上面的参数表格可以知道，四个稳压器满足题目有四路输出电源，电压调整率，负载调整率，波纹抑制比的要求。故选择以上元件完全满足要求。要使W7812和W7912，W7915和W7815正常工作，必须保证输入与输出之间维持大于2V的压降，因此W7812和W7912输入端直流电压必须保证在14V以上，W7815和W7915输入端直流电压必须保证在17V以上。因为有四路直流输出电源大要求，我打算用两个电路并联的形式，为了照顾两个电路都需要满足要求，综合四个稳压器的所需电压和计算方便的需要，选择稳压器的输入端直流电压为20V左右。

图中各器件的作用：

①R1，R2，R3，R4的作用是均分来自前一部分的电压。

②C3，C4，C9，C10的作用是抵消电感效应，防止自激震荡。

③LM7815CT，LM7915CT，LM7812CT，LM7912CT的作用是稳压，输出怒低

电压。

④C5，C6，C11，C12的作用是消除输出电压的高频噪声。

有模拟电子技术的知识我们知道，在基本应用的三端稳压器电路中，要有电容用以抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激震荡，根据书中所说，该电容较小，一般小于1uf，和书中一致，我选择0.33uf的电容。还要有电容消除输出