集成直流稳压电源方案课程方案

个人资料整理 仅限学习使用琼州学院本科生课程设计《集成直流稳压电源的设计》课程设计设计题目： 集成直流稳压电源的设计专 业：电子信息科学与技术班 级：0000000000000学生姓名：000000000学 号：000000000000000指导教师：000000000002018年6月15日集成直流稳压源的设计000000个人资料整理 仅限学习使用<琼州学院电子信息工程学院，海南三亚572022）摘要：直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将 220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压为12V。关键词： 直流稳压源；变压器；二极管设计任务要求设计一个直流稳压源，其输出电压 Uo=12V，最大输出电流，输出电压变化量 ，稳压系数 。分析电路工作原理，设计电路图，计算并正确选择电路中的参数。电路设计与参数计算直流稳压电源是一种将 220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图 1。Ui电源整流滤波稳压Uo变压器电路电路电路～UUUU0t0t00tt图1直流稳压源的设计方框图其中：①电源变压器：是降压变压器，它将电网 220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。②整流电路：利用单向导电元件，把 50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。个人资料整理 仅限学习使用整流电路常采用二极管单相全波整流电路和桥式整流滤波电路，全波整流电路全电路如图2所示。图2整流电路图3为桥式整流电路。在

的正半周内，二极管

、 导通，

、 截止；

的负半周内，

、 导通，

、 截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻

，且方向是一致的。图3桥式整流电路在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半。③滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将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。选择电容滤波电路后，直流输出电压： =(1.1～1.2> ，个人资料整理 仅限学习使用④稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。稳压电路可选集成三端稳压器电路，如图 4。图4稳压电路1>、整流电路参数输出电压平均值：U0(AV)12U2sintd(wt)22U20.9U220输出电流平均值：I0(AV)U0(AV)0.9U2RLRL平均整流电流：ID(AV)I0(AV)U0(AV)U222RL0.45RL最大反向电压：URM2U210%波动）：IF0.451.1U2整流二极管的选择<考虑电网RLUR1.12U22>、滤波电路参数二极管导通角θ： T/2个人资料整理 仅限学习使用滤波电容的选择：RLC(3~5)T,U0(AV)1.2U22一般选择几十至几千微法的电解电容，耐压值应大于1.12U21.56U2。3）、实际计算<1）要使W7812正常工作，必须保证输入与输出之间维持大于2V的压降，因此W7812输入端直流电压必须保证在14V以上。W7812输入端的电流是许对变压器副边输出电压U2整流、滤波后得到的。假设整流电路内阻为0，负载电流为(t>，W7812输入端有最大电压U=1.414Uef，Uef是U2(t>的有效值。由于滤波电容0不可能无限大，所以U<1.414Uef,根据经验可知U=1.2Uef，得Uef=14.4V，考虑到整流桥经过两个二极管约有1.4V的压降，得变压器可取15V。<2）变压器选择：变压器选择双15V变压，考虑到电流不需要太大，最大电流为2A，实际选择变压器输出功率为 30W，可以很好地满足要求。<3）整流桥：考虑到电路中会出现冲击电流，整流桥的额定电流时工作电流的2~3倍。选取RS301<100V,3A）即可，实际购买过程中选择了 2W10也符合设计要求。<4）滤波电路：考虑到对纹波电压要求比较高，所以选择了 2200uF、耐压值为25V的电解电容。<5）去耦电容：去耦电容的选择是由 W7812和W7912芯片要求的，查手册可）知分别为0.1uF和0.33uF，用来滤除高频分量，防止产生自激。<6）为了防止负载产生冲击电流，故在输出端加入

220uF、耐压值为

25V

的电解电容。<7）W7912支路的原件参数与 W7812支路相同。<8）为防止电源输出端短路，需安装保险管；为防止

W7812和

W7912因过热而烧坏，需加装散热片。至此，所有元件的参数都已确定。3电路仿真与分析<1）采用EDA仿真软件Multisim10 对压控电压源型二阶低通滤波器电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。下图为在仿真软件 Multisim10 仿真的电路图5。个人资料整理 仅限学习使用图5 集成直流稳压电源设计仿真电路图<2）通过在仿真软件测出的数据，如下图 6,图7，图8所示。可以看到输入的正弦信号经过整流、滤波、稳压后最终得到我们所需要的直流电压图6 万用表测出的输入电压 图7 万用表测出的输出电压个人资料整理 仅限学习使用图8滤波器仿真波形电路安装与调试通过焊接好后的电路板放到实验箱上进行调试，发现实际弄好的电路板调试的结果与仿真的存在一定的误差。设计总结本次课程设计不仅仅是了解了有关集成直流稳压电源设计的知识，更重要的是能将书本上的理论和所学的知识与实际的动手操作相结合。不但提高了大家的动手能力，更激起了大家对本专业学习的兴趣。参考文献：张剑平．模拟电子技术教程[M]．清华大学出版社，2018，03.谢自美主编.电子线路设计·实验·测试[M].华中科技大学出版社,2018,09.个人资料整理 仅