直流稳压电源实验报告

直流稳压电源的设计试验报告电子系统设计专题试验一24赵恒伟2120502099一、电源稳定问题的提出:直流的稳压电源。该作用由以下图说明：Ui〔不稳定〕Ui〔不稳定〕Uo〔稳定〕50Hz的沟通电经过整流、滤波和稳压后获得。整流电路用来将沟通电变换为单向脉动的直流电直流电压；稳压电路的作用是当输入沟通电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定.220v过整流，滤波，稳压最终可实现输出电压+5V要内容是围围着如何设计和实现各个局部而开放的。二、试验原理框图概述通过我们模拟电子技术理论课的学习我们知道，单相沟通电要经过电源它的总体功能方框图和各个电路局部输出电压的波形如下1图和图2所示：～220V～220V电源变压器50Hzu1u2整流电路u3滤波电路u4直流电压稳压电路 u01，直流稳压电源总体功能框图〕0tu0tu1 u2 u3 u0tu0t0 t 0 t 0 t 01/13

〔a〕 (b) (c) (d) (e)〔2，各个电路局部输出电压波形〕〔a〕220V为电压器降压后的波形；整流后的电压波形；滤波后的电压波形；最终输出的直流稳压电源波形。后，再对沟通电压进展处理。变压器副边电压经过整流电路从沟通电压转换为直流电压，为较小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，是输出电压平滑。最终通过稳压电路，使输出直流电压根本不受电网电压波动的影响，不受负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。假设设计正确的话，它的波形应当如上图所示。三、直流稳压电源各局部组成及原理分析整流电路方案选择整流电路的作用是将沟通降压电路输出的电压较低的沟通电转换成单向脉倍压整流电路用于其它沟通信号的整流，例如用于发光二极管电平指示器电路中，对音频信号进展整流。方案一：半波整流电路2/131 2 I I有效值电流：I

2m 01.57I2 2

0 2m 2 2 02 0 二极管电流：IDI ID2 0 反相电压：UDRM 半波整说是以“牺牲“一半沟通为代价而换取整流效果的，电流利用率很低〕方案二：桥式整流电路桥式整流电路抑制了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承今日，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。S，S越小越好。3/13性能指标U性能指标UISIUO(AV) O(AV) D(AV)Rmax2半波整流2RL1.572RL22U2桥式整流0.672RL2RL22U2方案选定：鉴于以上分析比照，本设计承受方案二。滤波电路方案平滑的直流电压，应在整流电路的后面加接滤波电路，以滤去沟通成分。方案一：电感滤波电路于低电压、大电流的场合。方案二：∏型LC滤波电路LRL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。4/13方案三：电容滤波电路u2ucD1D3管导C充电。当RL放电，uC按指数规律缓慢下降。的峰值后又开头下降；下降到肯定数D3变为导通，重复上述过程。电容充电时间常数为 RC，由于二D极管的RD

很小，所以充电时间常数小，充电速度快；电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。愈大，如右上图所示.整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著削减，同时输出电压的平均值也增大了。方案选定:鉴于以上分析，本设计承受方案三。5/13稳压电路方案一：稳压二极管稳压电源引起较小的电压变化。由电路图：V=VO Z

=VVI

VIRI RVIVO的增IZ增加，IR增VRVO减小。方案二：线性集成稳压电路：780079007800+5V～+24V-5V～-24V0.1A、0.5A1.5A。W7800等档级。最终两位数表示输出电压值。输出为小电流，代号“L”。例如，78L××，0.1A。输出为中电流，代号“M，78M××，0.5A输出为大电流，代号“S，78S××，2A。2～3V〔2～3V，但不宜过大。固定输出三端集成稳压器的外形 固定输出三端集成稳压器根本应用电路三端集成稳压器内部构造：6/13典型应用电路：端: 输入端端: 公共端端: 输出端7/13C1小滤波电容，也可抵消输入长接线的电感效应，防止自激。C3输出滤波电容。应满足：UIUo2.5~3V方案三：开关型稳压电路功耗小，效率高，稳压范围宽，目前使用较普遍，但它的制作技术难度大、修理麻烦和造价本钱较高。这里不选用。综上选择方案二线性集成稳压电路+5V1.5A的LM7805。四、电路绘制、参数计算、原件选择D1 D31N4007 1N4007D5UD1 D31N4007 1N4007D5U11N400LM7805J1T1C11VinDNGVout3J22C2C3C41CON2220/??D21N4007D41N4007UF/V0.1UF20.1UFR1??UF/??V??21CON2参数计算选择：+5V，600mAP=3W电压的计算：Uo=5V，集成稳压器两端电压差：U U -U2.5~3V，应选择U 3V，D5 in o D5集成稳压器输入电压：Uin

U UD5

3V5V8V，10%10%等最坏状况下：UU

8V 9.87Vinmax

10%10% 0.90.9由于U

inmax

2故变压器输出电压u2

9.87V8.22V1.28/13整流二极管承受最大电压：U DRM电流的计算：ｉｎ ０１Ｉ＝Ｉ＝０.3Ａ

u11.36V222Ｄ０２ｉｎＩ＝〔３５〕Ｉ＝9AＤ ＤＯII D (0.570.96)AF 1.57输入滤波电容的计算：RC1

(0.050.1)sUR in(10.2817.32)16F IFC(31256250)F1稳压管前后小滤波电容C1、C2：〔0.01μF~0.33μF〕C1C20.1F输出滤波电容：<100mA<100mA500mA1A1.5A3A5A47μF100μF220μF470μF1000μF2200μF由于输出600mA，故C4100F泄放电阻：给稳压器的漏电流供给泻放回路，防止空载电压高于正常输出电压。UR o ，Is一般在微安数量级。IsK依据试验室原件实际状况列出电子器件清单：元器件标号元器件名称型号参数数量T1变压器自制1D1D2D3D4整流二极管1N40074C1电解电容3300uF1C2C3独石电容0.1uF29/13C4电解电容100uF1U1集成三端稳压器LM78051R1电阻500K1负载滑动变阻器100欧姆万用表2单相调压器0-250V1五、试验过程在面包板上搭建电路9欧姆，如图接入万用表，测量输出电阻：U=4.921V，I=0.604A=604mA输出电阻：RUo IR4.921o 0.604

8.15测量该稳压电路稳压系数：模拟电网电压〔V〕负载〔欧姆〕输出电压〔V〕输出电流〔A〕1988.54.9180.5972428.54.9200.600稳压系数

V/VO

,带入可得：VI 2.032103利用示波器测量10/13

/VIO0I T0输出纹波电压：17-28mV。5V80欧姆，输出电流0.062A；0.604A9欧姆，输出电压4.921V综合电压和电流要求，要求负载为小电阻。稳压系数 2.032103