简易直流稳压电源设计

烟台工程职业技术学院 机电系 系 机电一体化 专业 10 级 毕业设计 论文 毕业设计 论文 题题 目目 直流稳压电源设计直流稳压电源设计 姓名姓名 孙文晓孙文晓 学号学号 填上填上 指导教师 签名 指导教师 签名 赵冰赵冰 二 一二年十月二十八日 烟台工程职业技术学院毕业设计 论文 诚 信 承 诺 书 本人慎重承诺 我所撰写的设计 论文 直流稳压电源设计 是在老师的 指导下自主完成 没有剽窃或抄袭他人的论文或成果 如有剽窃 抄 袭 本人愿意为由此引起的后果承担相应责任 毕业论文 设计 的研究成果归属学校所有 学生 签名 年 月 日 目录目录 摘要 引言 设计题目及要求 一 直流稳压电源的基本原理 一 电源变压器 T 二 整流滤波电路 三 稳压电路 二 设计方案的选择与论证 三 电源变压器的选择 四 整流电路 五 稳压电路 一 固定电压输出稳压器 二 可调式三端集成稳压器 六 直流稳压电源的参数设计方法 心得体会参考文 1 摘摘 要要 本文介绍了直流稳压电源的工作原理 它是一种简易直流稳压电源 主要是 采用一些简单的电子元件即可 它是采用由电源变压器 整流电路 滤波电路和 稳压电路四个核心部分组成 整流电路是采用桥式全波整流 1N4001 整流管 滤波电路是以电容 lOOO F 35v 滤波 稳压电路是采用集成稳压器 CW7812 型 号 变压电路用变压器将交流电路变成所需的电压 整流电路用二极管对交流 进行整流 滤波电路由电容器将脉动电流变成直流 稳压电路是把直流输出电压 稳定化 本设计也可以用其它的方案实现 关键词 直流稳压电源 降压变压器 桥式整流电路 极性电容 电容滤波 电路 三端集成稳压器 2 引言 直流稳压电源具有体积小 重量轻 效率高 对电网电压及频率的变化适应 性强 输出电压保持时间长 有利于计算机信息保护等优点 广泛应用于以电子 计算机为主导的各种终端设备 通信设备 是当今电子信息产业飞速发展不可缺 少的一种电源 电子设备中都需要稳定的直流电源 功率较小的直流电源大多数都是将 50HZ 的交流电经过电源变压器 整流 滤波和稳压这四个基本部分后获得 整 流电路用来将交流电压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 稳压电路的作用是将当输 入交流电源电压的波动 负载和温度的变化时 维持输出直流电压的稳定 由于集成稳压器具有体积小 重量轻 使用方便和上作可靠等优点 应用越 来越广泛 国产的稳压器种类很多 主要分为两人类 稳压器中的调整元件工作 在线性放大状态的称为线性稳压器 调整元件工作在开关状态的称为开关稳压器 在电子仪器仪表中 经常要求有稳定的直流电源 所以在整流滤波后面 通常需 要接直流稳压电路 一切电子设备都离不开电源 没有电源或电源出了故障 整个电路就要停止 工作 所以说电源是电子设备的核心 电子设备不但需要电源 还需要考虑电源 的性能 因为电源的性能在很大的程度上决定了现代电子设备的性能 电源是现 代电子技术的重要基础之一 直流稳压电源是电源的基础技术 是最基本的稳压 电路 3 设计题目 简易直流稳压电源设计题目 简易直流稳压电源 总总 则则 使用三端集成稳压器设计一个直流稳压电源 电源应具有一定 实际使用价值 撰写要求 撰写要求 1 画出所设计的直流稳压电源的系统框图 分析各组成部分 的 功能 2 各个功能模块的设计 计算元件参数并给出参数选择的依据 并按工程 实际确定元件参数的标称值 具体参数要求 变压器的额定电压 额定电流 额定容量 电压比 整流 器件型号 电阻的阻值和功率 电容的电容量和耐压值以及类型 稳压 IC 型 号等 3 技术参数和设计要求 额定输出功率 5W 输入 交流 220V 输出电压 6V 4 对所设计电源指标进行评价并做总结 需要说明的问题 5 正文字数 5000 字符左右 4 一 直流稳压电源的基本原理一 直流稳压电源的基本原理 直流稳压电源一般由电源变压器 T 整流 滤波电路及稳压电路所组成 基本框图如下 各部分的作用 稳压电源工作流程图 一 电源变压器 T 电源变压器 T 的作用是将电网 220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要 的交流电压 UI 变压器副边与原边的功率比为 P2 Pl 式中 是变压器 的效率 二 整流滤波电路 整流滤波电路 整流电路将交流电压 UI变换成脉动的直流电压 再经滤波 电路滤除较大的纹波成分 输出纹波较小的直流电压 U1 常用的整流滤波电路 有全波整流滤波 桥式整流滤波等 各滤波电容 C 满足 RC 3 5 T 2 式中 T 为输入交流信号周期 R 为整流 U2 RL D2 D1 U1U2 U0 D1 D2 D3 D4 U2 U3 RL 5 滤波电路的等效负载电阻 三 稳压电路 稳压电路 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 U1 会随着变化 因此 为了维持输出电压 U1 稳定不变 还 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 直流稳压电路的类型 1 稳压二极管稳压电路 这种稳压电路中利用硅稳压二极管的稳压特性 实现直流工作电压的稳压 输出 这种直流稳压电路的稳压特性一半 往往只用于稳定局部的直流电压 在整机电源电路中一般不用 2 串联调整管稳压电路 这种稳压电路利用了三极管集电极与发射极之间阻抗随基极电流大小变化 而变化的特性 进行直流输出电压的自动调整 实现直流输出电压的稳定 在 这种稳压电路中的三极管 调整管 一直处于导通状态 3 开关型稳压电路 这是一种高性能的直流稳压电路 稳压原理比较复杂 在这种电路中的三 极管 开关管 处于导通 截止两种状态的转换中 即工作在开关状态 所以 开关型稳压电路由此得名 4 三端集成稳压电路 U1U3U2 C RL 6 这是一种集成电路的稳压电路 其功能是稳定直流输出电压 这种集成电 路只有三根引脚 使用很方便 在许多场合都有着广泛应用 二 设计方案的选择与论证二 设计方案的选择与论证 小功率稳压电源由电源变压器 整流电路 滤波电路和稳压电路四个部 分组成 如图 1 所示 a 稳压电源的组成框图 b 整流与稳压过程 方案 由固定式三端稳压器 7812 组成 由固定式三端稳压器 7812 输出脚 V0 输入脚 Vi和接地脚 GND 组成 它 的稳压值为 12V 它属丁 CW78 系列的稳压器 输入端接电容可以进一步滤波 输出端接电容可以改善负载的瞬间影响 此电路比较稳定 三 电源变压器的选择三 电源变压器的选择 电源变压器有很多种 有降压变压器 有升压变压器 在这次的设计中我 用的是降压变压器 它的作用是将来自电网的 220V 交流电压 U1变为整流电路 7 所需要的交流电压 U2 其中 P2是变压器副边的功率 P1是变压器原边 1 2 P P 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 P2 VA IOmax 故整流二极管选 1N4001 所以 滤波电容 C 3 5 R 1OOO 2016uF 电容的耐压要 25V 故滤波电容 C 取容量为 lOOO F 耐压 11 为 25V 的电解电容 心得体会心得体会 在老师的细心地指导下 及在同学的帮助下 使我顺利的完成本次课程设 计 通过本次设计 掌握了直流稳压电源的电子电路的设计与制作 掌握了 CW7812 芯片的原理与作用 使我学会了如何去检查电路中的错误 在制作电路时 深深体会到连接电路时一定要仔细 一定要确保每条线路 接触性良好 为保证接出的电路不出现错误 在接线时不能只看着电路原理图 去接 应该先把电路图中的每个元件的原理和用途搞清楚 明白每个元件的各 个管脚与它哪里相对应 最主要的是搞清楚元件与元件之问的联系 它们在一 起有怎样的作用 它们接在一起可以实现那些功能 它们之间有什么相互的影 响 好几个元件在一起又能有怎样的功能 弄明白了这些过后 就可以接电路 在接电路的过程中要仔细并且得有耐心 在检查错误时要更耐心 当出现错误 时 首先检查线接对了没有 如果没有错误就看是不是元件存在问题 遇见错 误要一步一步的来 不要这里弄一下那里弄一下 这样是不行的 其实 现在 做电路出现错误是一件好事 因为每出现一个错误都将给你带来一点新的知识 这样不光掌握了一些新的东西更重要的是学会了怎么去检查电路中出现的错误 在实验测试时 应保持冷静 要有条理 遇问题时要联系书本知识积极思 考 同时记录好实验数据 这样才能在实验后进行数据分析和总结 4 通过 本次课程设计 提高了我们对模拟电路的兴趣 使我初步知道了芯片 7812 的 功能 对稳压电路有了全面的了解 通过这次课程设计 加强了我接线路的能 力和检查线路错误的能力 同时大大加强了我的动手能力 在以后 我一定会努力做得更好 12 参考资料参考资料 1 电工电子技术 田玉主编 北京 电子工业出版社 2010 2 交直流传动控制系统 钱平主编 北京 高等教育出版社 2009 3 章忠伞 电子技术实验与课拌设计 北京 中幽电力出版社 1999 4 郭培源 电子电路及电子器件 北京 高等教育出版社 2000 5 百度百科 直流稳压电源 烟台工程职业技术学院 毕业 设计 成绩评定评分表 评价基元评价基元评价内涵评价内涵满分满分实评分实评分 能按时完成毕业设计 论文 各阶段所要求的工作 10 能综合运用所学知识分析与解决问题的能力 独立 工作能力和实际动手能力 14 工作态度认真 端正 虚心 严谨 严格遵守纪律 6 平时成绩 30 小计小计 30 能按任务书要求出成果 3 论文结构完整 合理 条理清晰 对实验方案的论 述正确 5 能运用本学科常规研究方法及相关研究手段 如计 算机 实验仪器设备等 进行实验 实践并加工处 理 整合信息 实验数据可靠 实验结果正确 5 设计用语 格式 图纸 图表 数据 量和单位符 合国家标准 各种资料引用规范 4 视角新颖 主题突出 论据充分 论证有力 分析 透彻 计算和结论正确 5 论文中所表述的基本概念清楚 基础知识和专业知 识的掌握牢固扎实 6 文字表达通顺无误 字数符合要求2 评阅成绩 30 小计30 答辩时基本概念清楚 基础知识和专业知识的掌握 牢固扎实 10 答辩过程中的自述简明无误 语言流畅 10 能正确回答问题 特别是本课题范围内的基本理论和 基本技能问题 20 课题范围以外的提问仅作参考 不计分 答辩成绩 40 小计小计 40 总成绩合计总成