可调直流稳压电源

直流稳压电源 摘要：本设计的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。其中，整流电路采用了桥式整流电路；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；稳压电路采用三端式稳压器W7812构成的。并且，我们通过 外接电路进行性能扩展以满足实际所需输出电压与输出电流。 关键字： 整流 滤波 三端式稳压器W7812 性能扩展 一、 引言 电源是所有用电设备的心脏，电子设备一般都需要直流电源供 电。而直流电除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稳压电源。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。当集成稳 压器本身的输出电压或输出电流不能满足要求时，可通过外接电路 来进行性能扩展。 1.1基本要求 稳压电源：在输入法电压 220V、50HZ、电压变化范围+15%-20% 条 件下： 输出电压可调范围为+12+15V； 最大输出电流为 150mA；（输入电压 220V，变化范围+15%- 20%，满载） 电压调整率0.2%； 负载调整率1% （最低输入电压下，满载） 效率40%； 具有过流及短路保护功能； 1.2 发挥部分： 排除短路故障后，自动恢复为正常状态； 过热保护。 二、系统设计 2.1 方案选择 1.直流电源的基本组成 (1)变压器：将 220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 (2)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。 (3)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。 (4)稳压电路：使输出的电压保持稳定。 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。 3 .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 D1D 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： ，考虑2)(9.0UAVo 到在二极管上需要降压，由此可以得 U2=1.1*UO/0.9IO18 即可 即变压器副边电压的有效值为 15V 计算匝数比为 220/1512 2.2 器件选择的一般原则 1.选择整流器 流过二极管的的平均电流: ID=1/2 IL=75mA 在此实验设计中 IL 的大小 为 0.15A 反向电压的最大值：Urm= U2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路 IDF 应大 于流过二极管的平均电流 ID 即 75mA，二极管的反向峰值电压 Urm 应大于电路中实际承受最大反向电压的一倍。 实验中我们采用的是 3N259 封装好的单相桥式电路。 2.滤波模块 滤波电路: 交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交 流分量，为使设备上用纯净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动 电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波 电路、电感电容滤波电路以及 型滤波电路。在此电路中，由于电 容滤波电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。 滤波电容一般选几十至几千微法的电解电容， 由于 2)53( TCRl ，Rl=100,T=1/50,求得 C=500F。 滤波电路 滤波后的电压 变压器副边电流有效值： I2=（1.52）IL 3、稳压电路 A根据实验要求，选用三端固定式输出集成稳压器 MC78012CT 和 LM79012CT B为防止自激震荡，在输入端接一个 0.10.33uF 的电容 C1 C为消除高频噪声和改善输出地瞬态特性输出端要接一个 1uF 以上的电容 C2 三、实验设计 3.1 变压器的选择 根据实验要求，输出 1215V,150mA 的直流稳压电源， 负载电阻： RL 100 变压器副边电压： 变压器的副边电压为有效值为 18V 变压器的变压比：n1：n2 =220/18=12 变压器的副边电压图像 实验过程中通过确定通过稳压管的电压控制在 1215V 之间，来调 节变压器的副边电压，确定匝数比为 12:1 3.2 整流模块 1.整流二极管的选择 流过负载的电流： IL0.15A 流过二极管的电流： ID=1/2IL=75mA 二极管所能承受的极间反向电压： Urm= U2= *18=25.46V2 所以选择二极管时 ID=0.15A,Urm=25.46V 2.整流电路图： 3.仿真结果： 4.整流电路电压： 3.3.滤波电容模块 1.滤波电容的选择 时间常数： =RLC0=5*T/2=0.05s 取 RL=100，则 C0=500uF 电容所能承受的最大电压：Urm= U2*2= *18*1.1=28.00V2 （市电电压变化范围在+15%-20%） 2.仿真电路： 3.仿真结果： 4.其他 防自激震荡电容： C1=330nF 消高频噪声电容： C2=1uF 3.4 稳压电路模块 流过 LM7812CT 的最大电流为 0.1A 要求输出的最大电流为 150mA 四、实验电路图： 4.1 根据原件的选择，连接电路图：如下所示 4.4 .2 仿真结果： 1.最大输出电流： 2.最大输出电压： 3.最小输出电流： 4.最小输出电压： 五、实验总结 本次实验，我们充分理解并掌握了直流稳压电源设计的过程方 法，特别是在实验过程中我们相互帮助学习，提高了自我学习的能 力，也提高的团队协作的能力，在试验中，我们自己学会去解决问 题，发现问题，相信对以后的学习会有很大帮助。另外，通过本实 验，我们