模拟电子技术 课程设计(大作业)报告(电子)-2

课程设计（大作业）报告

课程名称：模拟电子技术

设计题目：直流稳压电源

院系：信息技术学院

班级：物联网工程1班

设计者：

学号：

指导教师：

设计时间：2015.01.19~2015.01.23

昆明学院

昆明学院课程设计（大作业）任务书

直流稳压电源

一、设计任务与要求

设计任务

使用晶体管或集成稳压电路设计一个5V电压的直流稳压电源设计要求

稳压电源输出电压5V，输出电流≥500mA,要求给出输入电压范围、最大输出电流、最大输出功率等参数。

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。

设计并制作一个连续可调直流稳压电源，主要技术指标要求：

容量：5W

输入电压：交流220V

输出电压：直流±5V

输出电流：1A

二、方案设计

1.设计思路

根据题目要求设计一个直流稳压电路实现直流稳压。设计分为整流电路，滤波电路和稳压电路。整流电路采用了4只整流二极管按桥式全波整流电路的形式连接并封装为一体构成，将交流转换为直流信号；根据大容量电容具有低频滤波作用，小容量电容具有高频滤波作用，加入容量大小不同的电容使其在电路中起到一个滤波的效果；采用LM7805输出+5V直流电压的稳压电源电路三端稳压器，调整电路，使电路达到预期的稳压效果。

2.系统设计方案

直流稳压电源是一种将220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4个环节才能完成。

3.比较和选择设计的系统方案

（1）整流电路方案选择

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，变压器的利用率低。

方案二

单项全波整流电路；

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V=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。整流器件所承受的方向电压高。

方案三：桥式整流电路

桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，

此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。

方案选定：鉴于以上分析，本设计采用方案三；

（2）滤波电路方案选择

整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分，为了获得平滑的直流电压，应在整流电路的后面加接滤波电路，以滤去交流成分。

方案一：电感滤波电路

电感L起着阻止负载电流变化使之趋于平直的作用。一般滤波电感电路只适用于低电压、大电流的场合。

方案二：II型LC滤波电路

由于电容对交流的容抗很小，而电感L对电流阻抗很大，因此，负载RL上的纹波电压很小。但由于电阻要消耗功率，所以，此时电源的损耗功率较大，电源功率降低。

方案三：电容滤波电路

整流电路接入滤波电容后，不仅使输入电压变得平滑、纹波显著减少，同时输出电压的平均值也增大了。

方案选定：鉴于以上分析，本设计采用方案三。

（3）稳压电路方案选择：

稳压是输入电压变化和负载电流变化两种情况下输出电压均基本不变，输出电压的变化越小，电路的稳压性能越好。

基本调整管稳压电路：

串联型稳压电路由调整管、取样电路、基准电压和比较放大电路等部分组成。三端可调输出集成稳压器

3.系统框图

三、电路原理分析

设计原理

电子设备一般都需要直流电源供电。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转变为直流电的直流稳压电源。

1.集成稳压电源电路是由电源变压器，整流滤波电路和三端稳压器组成。

2.电源变压器是将电网220v的交流电压变为所需的电压值送入整流电路；3．整流电路是交流电路电压改成脉动的直流电压；

4.滤波电路把脉动的直流电压的纹波加以滤掉，得到平滑的直流电压。

5.三端稳压器的作用是当电网电压波动，负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定；

1.电路的工作原理

经过初步的学习，根据设计与制作的要求，直流电源一般包括四个组成部分，既电源变压器、整流电路、滤波器和稳压电路。

整流电路用来将交流电变换为单向脉动的直流电压；

滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；

稳压电路的作用是当输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。

2.电路的工作原理仿真图

3.各单元电路设计、参数计算和器件选择（含元件型号、主要参数、数量）(1)整流单元电路设计

桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；

(2)滤波单元电路设计

一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。

电容的选择

（1）大电容,负载越重，吸收电流的能力越强，这个大电容的容量就要越大； （2）小电容，凭经验，一般104即可。

稳压三极管7805：

7805的输入电压范围：7805系列的稳压集成块的极限输入电压是36V ，最多输入电压为3-4V 以上。

7V 的电压要想输出5V,则需要使用低压差的稳压集成块，也可以使用三只普通的整流二极管降压，也能得到5V 的较为稳定的电压，二极管的允许电流大于所需电流。