设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源

1、公安技术学院课程设计报告课程 模拟电子技术 题目 串联型二路输出直流稳压正电源电路 年级 2014级安防班 专业 安全防范工程 学号 201483020129 任课教师 2015 年 6 月 30一. 设计任务与设计方案设计制作一串联型可调两路输出直流稳压正电源电路1、设计任务与要求(1一路输出直流电压12V；另一路输出512V连续可调直流稳压电源。(2输出电流IOm=200mA；(3稳压系数Sr0.05；二、方案设计与论证直流稳压电源是电子设备能量的提供者，对直流电源要求是：输出电压的幅值稳定，平滑，变换频率高，负载能力强，温度稳定性好。（1） 整流电路： 交流电压转变成单向脉动直流电压a、

2、半波整流其原理是利用半导体的单向导电性组成的各种整流电路。U0=U2=0.45U2b、桥式整流其原理是四个二极管的合理连接 使交流电转换成直流电，并且是全波整流。而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，但直流大小是半波整流的两倍，输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此在次设计中选用单相桥式整流电路。（2）滤波电路：经整流后的电压仍具有较大的交流分量，不能直接输出变为直流电源，必须通过滤波电路将交流分量滤掉，尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平稳的直流分量，使之波形变得平滑，接近理想的的直流电源。因此可以利用电容两端电压不能突变或流经

3、电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联，或将电感与负载串联就能起来滤波作用。（3）稳压电路：由于滤波后的直流电压Ui受电网电压的波动和负载电流变化的影响，很难保证输出电流电压的稳定。所以必须在滤波电路和负载之间加上一个稳压电路，才能保证输出直流电压的进一步稳定。如图就是由桥堆和电容组成的整流当交流电电流流过桥堆时，负方向的电流改变方向，以正方向的形式从桥堆中流出，从而形成如图中的绿色部分的电流。当这种电流经过电容的滤波效果就形成了较为平滑的直流电流。二. 设计电路图设计的实验电路 三. 元件及其介绍（1）变压器：型号AIR_CORE_XFORMEP。变压器的最基本型式，包括两组绕有导线的线

4、圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电 (具有某一已知频率流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。 一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈;而跨于此线圈的电压称之为一次电压.。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的匝数比所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。在此次实验中我们采用降压变压器，目的是将220V交流电降到我们所需的的范围。（2）桥堆： 型号 3N247桥堆是一种电子元件，内部由多个二极管组成.主要作用是整流，调整电流方向。用桥堆整流是比较好的，首先是很方便，而且

5、它内部的四个管子一般是挑选配对的，所以其性能较接近，还有就是大功率的整流时，桥堆上都可以装散热块 简化，使工作时性能更稳定，当然使用场合不同也要选择不同的桥堆，不能只看耐压是否够，比如高频特性等。在实验中，我们的设计的是直流电源，所以我们需对降压产生的交流进行整流，故选择此桥堆。(3三端稳压器： 型号LM7812 三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳压器，其基本原理相同，均采用串联型稳压电路。因此在实验中，我们要产生一固定电压12V，故选择型号为型号LM7812KC的三端稳压器。下图为LM7812内部原理图：（4）电容

6、： 2个0.1uF 1个uF 1个470uF。其中470uF的电容是滤波电容，所以其值要较大。0.1uF和1uF的电容都是用于抵消长线传输而引起的电感，其容量一般在1uF以下。（5）电阻： 1个24 1个64。 电位器 34。根据设计要要求可计算出各个电阻的值。（6）开关： 单刀开关 1个四. 设计原理及参数计算一、电路工作原理当220 交流电经变压器产生低压交流电时，电流信号经过桥堆时产生单向脉动电压，然后再经过滤波电路的滤波输出交流成分较少的平滑的直流电压，最后经过LM7812的稳压作用输出固定的直流电压12V，所以可以借鉴这的电压，产生一组固定的电压12V，另一组可调式电压可由电阻与电位

7、器组成的电路得到范围为5-12的电压。二、元件参数的计算由模拟电路基础教程可知，W7812的输入有效值电压U3=19V，而经过电容的滤波效应，所以在经过桥堆之前的电压U2=U3/1.2=15.83V，由此可以算出变压器的匝数比N1:N2约为220/15.83/1.414约为10:1。电容C1的选择，因为C1为滤波电容，从理论上来讲，滤波电容越大，放电过程越慢，输出电压越平滑，平均值越高。但在实际上，电容的容量越大，不但体积越大，而却会使整流二极管流过的冲击电流更大。根据参考文献，可选择电容C1470uf。电容C2用于抵消长线传输而引起的电感，其容量可选择在1uF以下，故选择C20.1uF;电容

8、C3改善负载的瞬态响应，其容量可选1uF及以下。但若C3大，则会在稳压器输入端断开时，C3通过稳压器放电，所以选择C3=0.1uF。同理可选择C4=1uF。由于实验要求输出电流IOm=200mA，所亦可根据固定端的电压可确定R3=12/0.2=60，根据稳压器输出端与公共端电流恒定不变电流I=12/60=0.2A，设计要求的电压范围，当R2接入组织为0时，I*R1=5，可以算出R1的阻值，当R2输入最大阻值时，有（R1+R2）=12，以及根据仿真结果可以精确算出电阻R1=24，以及电位器R2阻值的组织范围为034。五. 实验仿真验证实验仿真电路图如下(1图示波形为开关闭合时输出电压（2）图示波

9、形为开关断开时调节滑动变阻器至最小时的电压（3）图示波形为开关断开时调节滑动变阻器至中间时的电压（4）图示波形为开关断开时调节滑动变阻器至最大时的电压六. 实验结果及分析实验焊接、调试及实验结果分析我们在领完元器件之后，按照已画好的电路图，把元器件在PPC板上进行排版，然后按照元器件从低到高进行焊接。为了减小连线的复杂度，我们合理调整了电路元件布局，使连线尽可能少，元件分布尽可能美观，完成一个完整的电路。焊锡使锡尽可能多一些，这样元件就更加牢固。由于实验元件限制，我们没有合适的变压器，导致电压达不到要求，但我们通过改变电阻参数的设置，最终解决了电压调节范围的问题。在接入输入信号时，用万用表测量

10、输出电压数值其结果如下：输入电压U=220Vf=50Hz固定端输出电压U1=12.0V可调多输出电压U2=3.16V13.2V在此次设计任务中我们的实验结果与理论结果保持一致，并且满足设计任务要求。我们所设计的串联型可调两路输出直流稳压电源准确度很高，有一定的实用价值，并且可以应用于我们生活中使用。此次的设计制作虽然满足设计要求，但是要想提高电路工作的稳定性和实用性还存在一些差距，这需要我们更加深入的学习研究才能达到。七 .实验结论及体会结论与心得一个学期结束了，在上了这么久的模拟电子技术基本教程，通过模电的课程设计，我发现了许多的问题。发现自己对模拟电路这门课还存在很多的不足之处，理论知识的

11、理解不是很深，对理论知识的的灵活运用还不够好。通过对该电路的设计、焊接、调试，使我对模电有了新的认识，发现模电越来越接近生活，我们可以对自己感兴趣的东西进行更多的尝试。通过课程设计使我有效的结合所学知识，把理论应用于实践。在调试过程中我发现我们没有充分的考虑提供的变压器，因而输入电压达不到要求，从而导致调试结果与理论值有一定差距。后来通过合理的改变电阻的分配才达到要求。这使我懂得要如何分析错误来源，使我更加快速而精准的找出错误所在的地方并正确改正，以达到课设要求。在这次课设中充分锻炼了自己的动手能力，熟练掌握了焊接技术。学会了如何查找资料是自己的设计达到合理的要求。虽然在在设计过程遇到一些困难，但是经过自己查阅的资料和老师细心的指导，是我们克服种种困难，终于在最后把这个串联二路输出直流稳压电源设计出来了。并且，通过此次课程设计任务使我加深了对直流稳压电源的进一步了解，增强了动手能力和对模电的兴趣。元件清单元件名称型号及数量桥堆3N247 1个电容0.1uF 2个1uF 1个470uF 1个电阻24 1个