半导体直流稳压电源.

1、长春工业大学半导体直流稳压电源题目半导体直流稳压电源课程：模拟电子技术课程设计学院：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：指导教师：刘艳平时间2014年6月20日 2014年6月27日 半导体直流稳压电源的设计和测试一、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、掌握直流稳压电路的调试及主要指标的测试方法。二、设计要求和技术指标1、设计要求1）、设计一个能输出5V-12V连续可调的直流稳压电源，或士 12V的 直流稳压电源；2） 、根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数，要求绘出原理图，并用Protel 99SE/DXP画出印制板图；3

2、）、在万能板或面包板上制作一台直流稳压电源；4 ）、测量直流稳压电源的稳压系数；5 ）、测量直流稳压电源的内阻;6）、拟定测试方案和设计步骤；7）、写出设计性报告。2、技术指标要求电源输出电压为5V-12V连续可调或输出士 12V的电压，输入电压为交流220V,最大输出电流为500mA稳压系数Sr=(3-5)T/2，贝S C1=5T/2RL,式中T为市 电交流电源的周期，T=20ms RL为C1右边的等效电阻，应取最小值， 由于 lmax=500mA 因此 Rn二V/1 max=33，所以 6 = 1515uf。可见，C1容量较大，应选电解电容，受规格的限制，实际容量应 选为2200卩F,电压

3、应选为25V。C1的最后取值还需根据纹波电压的要求调整并确定。5、整流二极管D1-D4整流二极管的参数应满足最大整流电流If1.5Imax=0.75A ,最大反向电压VR=43V.特别应指出的是，电容滤波使电路被接通的一瞬间，整流管的实 际电流远大于Imax，如果If较小，很可能在电路被接通时就已经损 坏，因此，一般取If5Imax=2.5A ,查手册可选定整流二极管 D-D4, 最终选择桥堆2W066、负载电阻RL1, FL:由式 Ic(AV)=UO/RL=0.9U2/RL可得 RL=0.9U2/IoRLmin=0.9U2/lomax=27 R=200 时，P=0.707W根据市场的实际情况

4、可选负载电阻为 200欧，功率为1W7、D7, D8的选择参数计算根据课题技术指标要求，稳压源输出电压为+/-12V，输出电流最大为500mA查找常用二极管的主要参数表，可选 2CW6型二极管，它的Uz为11.5-12.5V , Iz为5mA I zm为19mA满足要求。七、工作原理1、整流电路单相桥式整流电路原理图见图1,整流电路波形图见图2,设变压 器副边电压|u =QUSinwt|，U2为其有效值。当U2为正半周时，电流由 A点流出，经D1, RL，D3流入B点，因而负载电阻RL上的电压等于变压器副边电压，即 U0=U2 D2和D4 管承受的反向电压为-U2。当U2为负半周时，电流又B点

5、流出，经 D2, RL, D4流入A点，负责电阻RL上的电压等于-U2,即卩Uo=-U2, D1、D3承受的反向电压为U2这样，由于D1、D3和D2、D4两对二极管交替导通，致使负载负 载电阻RL上的U2的整个周期都有电流通过，而且方向不变，输出电 压 Uo=V2u 2 Sinwt|2、滤波电路当变压器副边电压U2处于正半这些后并且数值大于电容两端电压Uc时，二极管D1、D3导通，电流一路流经负载电阻 RL，另一路 电容C充电，因为在理想情况下，变压器副边无损耗，二极管导通 电压为零，所以电容两端电压 Uc和U2相等，当U2上升到峰值后开 始下降，电容通过负载电阻RL放电，其电压Uc也开始下降

6、，趋势与 Uc基本相同，但是由于电容按指数规律放电，所以当U2下降到一定数值后，Uc的小将速度小于U2下降速度，使Uc大于U2从而导致D1、D3反向偏置而边为截止，此后，电容C继续通过RL放电，Uc按指数规律缓慢下降。当U2负半周副值变化到恰好大于 Uc时，D2、D4因加正向电压变 为导通状态，U2再次U2 Uc上升到U2的峰值后又开始下降，下降 到一定数值时D2、D4变为截止，C对RL放电，Uc按指数规律下降； 放电到一定数值时D1、D3变为导通，重复上述过程。八、稳压电源的性能指标及测试方法。1、稳压系数在负载电流、环境、温度不变的情况下，输入电压的相对变化引 起输出电压的相对变化。测量稳

7、压系数，在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V 增大和减小10%的输出V。并将其中最大一个代入公式计算Sr。Ud7BLICTACl5iOduT-PQLCL=；E 2Ddur-POL* 1叫亍E)1哉 E13134B42C33031?*丄叮UnETE200uf-POLXX,C2 isoour-POLF pl jbI11 uaLM79-1.2CTaU1LM79-12CTUfllOOGPTLCllOOnfLE4B43CJ 220i3wF-FCL33inFCElOOnF11.25 V-10.1S3VI F n | |1 1 |QK|存SS J穴设盍IrUfliODTE-BjJW A 41i3C

8、lDI10.863 V-9.796 Vd. l一丄 bhiBOT占 p*lUDn*诃4吕船114007医 | I V oj dB亠严吒删U2 udaucTi i*r?&i2cr当信号源为242V时（即220*1.1 ）利用Sr公式可得0.0054当信号源为198V时（即220*0.9 ）利用Sr公式可得0.192、稳压电源内阻：输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值。测量内阻，在输入交流为220V,分别测得负载电阻为0及最大值的Hvo,和ro二 dVo/dlLC333JilFCE33dn.F 232.69 mAF jd JLl_gJrTin01LH7B12CTXH41loo

9、n?C4lOOnFU2LM7S12CTD31B4007G-P丄一-9Ohi_由上图和下图对上上组电压电流关系利用内阻公式可得ro1二0.049 门 同理可得ro2=2.4门a IP- aJ Ji 11 615 V-11.903 V151 241 mAP7 v | : ig |1U4B4S1N400TCPnusnsucTJI二ZOnFCLoslwjjijct&3-斛IbTAOOT&PH3Z100nK-IQQnT邇道_日-9.361 V-9.361 V时基通道A刻度 p 0 ms/Div刻度|5 MivX恆置|oY位置|0而 Add B/A A/BACj 0j DC-T11年1T2 *l|T2-T

10、1时间通道禹720.036 ms7797 V720.03B ms7797 V0,000 s0.000 V0 .000 V通道日刻度F皿位叠 0ac o dc -1 a相反 保存IGND 鮭发沿页匀 C 水平|oP-内，I无.自动7日外I十、总结本次可设计采用 W7812及 W7912系列元件，实现了对电路输出正、 负双向电压的要求，采用单相桥式整流电路，具有输出电压高、变压 器利用率高，脉动小等优点。因此得到相当广泛的应用，他的主要缺 点是所需二极管的数量多，由于实际上二极管的正向电阻不为零， 必 然使得整流电阻较大，当然损耗也较大，电路采用二极管，起保护作 用，使电路的稳定性、安全性提高。由于实际条件及时间的限制，部分元件的选择未做到优化，在书写实验报告的过程中，排版不够合理，逻辑性不好。在本次课程设计中，通过我们自己的学习与实践，在老师的指导 下我们学到了许多设计理论及相关知识，培养了我们的动手能力及创 造能力，加强了同组队员间的协同合作精神， 同时也认识到自身存在 的缺点与不足，并体会到了创作及设计过程中的艰难。参考资料1、 郭永贞电子技术实验与课程设计指导南京 东南大学出版社 20042、 陈光明、施金鸿、桂金莲电子技术课程设计与综合实训北京北京航空航天大学出版社20073、 华成英、童诗白 模拟电子技术基础