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1、武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计说明书目 录摘 要I1 绪 论11.1 直流稳压电源概述12 总体设计32. 1 设计的目的和任务32.1.1 设计目的32.1.2 设计任务32. 2 设计原理及其方案图42.2.1 设计原理42.2.2 总体设计方案图53 单元电路的设计63.1电源变压器73.2整流电路的设计83.3 滤波电路的设计93.4 稳压电路的设计103.4.1 固定式三端稳压器113.4.2 可调式三端稳压器124电路安装与指标测试144.1 安装整流滤波电路144.2 安装稳压电路部分144.3 总装及指标测试144 课程设计心得体会15参考文献16附录 元件清单17附录
2、整体电路图18摘 要多路输出直流稳压电源，电路主要采用7805，7905，7812，7912，LM317三端稳压集成器实现功能，融入了整流桥的整流作用以及电容的滤波作用，共同实现多路直流稳压电源的输出。该电路可实现对交流220V电压的转化，转化为正负12V,正负5V,以及一组可调正电压。该电路板在以后的学习中将有很高的应用价值。关键字：三端稳压器，整流桥，滤波AbstractMy topic of curriculum design, multi-output DC power supply, the circuit mainly uses 7805,7905,7812,7912, LM317
3、 three-terminal regulator integrated devices to achieve functional integration into the rectifier bridge rectifier and capacitive filtering role of the role of common A multi-channel DC power supply output. The circuit can be realized on AC 220V voltage transformation into positive and negative 12V,
4、 plus or minus 5V, and a set of adjustable positive voltage. The circuit board in a future study will have a high application value.Keywords: bridge rectifier, capacitors, three-terminal regulatorI1 绪 论1.1 直流稳压电源概述当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路-电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作
5、。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。小功率稳压电源的组成可以用图1. 1表示，它是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。 图1-1 直流稳压电源结构图和稳压过程 电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压
6、变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动（一般有10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。 当负载要求功率较大、效率高时，常采用开关稳压电源。 在电子设备中，所需的直流电能比较小，一般在千瓦以下，但要求电压的稳定性较高。通常对直流电源的要求是：输出电压稳定、纹波小、负载能力强等。直流电源的性能指标主要有如下几个参数：直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源
7、的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。1、特性指标（1）输出电压范围符合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。该指标的上限是由最大输入电压和最小输入输出电压差所规定，而其下限由直流稳压电源内部的基准电压值决定。（2）最大输入输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。（3）最小输入输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入输出之间的电
8、压差值。（4）输出负载电流范围输出负载电流范围又称为输出电流范围，在这一电流范围内，直流稳压电源应能保证符合指标规范所给出的指标。2、质量指标（1）电压调整率SV电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的优劣的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表征当输入电压VI变化时直流稳压电源输出电压VO稳定的程度，通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。电压调整率公式见图221。（2）电流调整率SI电流调整率是反映直流稳压电源负载能力的一项主要自指标，又称为电流稳定系数。它表征当输入电压不变时，直流稳压电源对由于负载电流（输出电流）变化而引起的输出电压的波动的抑制能力，在规定的负载电流
9、变化的条件下，通常以单位输出电压下的输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。电流调整率公式见图222。（3）纹波抑制比SR纹波抑制比反映了直流稳压电源对输入端引入的市电电压的抑制能力，当直流稳压电源输入和输出条件保持不变时，纹波抑制比常以输入纹波电压峰峰值与输出纹波电压峰峰值之比表示，一般用分贝数表示，但是有时也可以用百分数表示，或直接用两者的比值表示。（4）温度稳定性K集成直流稳压电源的温度稳定性是以在所规定的直流稳压电源工作温度Ti最大变化范围内（TminTiTmax）直流稳压电源输出电压的相对变化的百分比值。温度稳定性公式见图223。3、极限指标（1）最大输入电压是保证直流
10、稳压电源安全工作的最大输入电压。（2）最大输出电流是保证稳压器安全工作所允许的最大输出电流。2 总体设计2. 1 设计的目的和任务2.1.1 设计目的 1、通过集成直流稳压电源的设计，安装和调试，学会选择变压器、整流二极管、滤波电容、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源；2、掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。2.1.2 设计任务 （1）设计任务根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。（2）设计要求 要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出：12V/1A，5V/1A，一组可调正电压 选择电路方案，完
11、成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真） 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。时间安排：1、 2010年1月18日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。2、 2010年1月18日 至2010年1月21日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。3、 2010年1月22日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。2. 2 设计原理及其方案图 2.2.1 设计原理 直流稳压电源主要由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。
12、如图8所示：1电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。2整流电路：将变压器次级交流电压u2变成单向的直流电压u3，它包含直流成份和许多谐波分量。3滤波电路：滤除脉动电压u3中的谐波分量，输出比较平滑的直流电压u4。该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。4稳压电路：它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标。图2-1 直流稳压电源 2.2.2 总体设计方案图 图2-1 直流稳压电源基本组成框图 图2-2 直流稳压电源基本应用电路第三章 单元电路的设计3.1电源变压器电源变压器的作
13、用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。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 效率0.60.70.80.85因此，当算出了副边功率后，就可以根据上表算出原边功率。设计要求的电源变压器为双1525。原边输入功率为。副边输出功率为因为所选电源变压器为双1525，由表中数据可知，则，所选25W符合要求。电源变压器的实际效率为3.2 整流电路的设计 桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个二极管接成电桥形式，使在电压V2的正负半周均有电流流过负载，在
14、负载形成单方向的全波脉动电压。为了保留全波整流电路效率高、脉动系数小的优点而克服其反向电压高的缺点，若使二极管承受的反向电压和半波电路一样，比全波整流电路减少一半，使二极管成本下降，可在此基础上多用几只二极管，如图3.1所示电路就基本解决了上述问题。 图3-1 桥式整流电路1）电路组成及工作原理 桥式整流电路由四只二极管组成的一个电桥，电桥的两组相对节点分别接变压器二次绕组和负载。这种电路有三种画法，如图所示。在工作时，D1、D2与D3、D4两两轮流导通。在u2正半周，二极管D1和D2正向导通，而D3、D4反向截止，形成负载电流i0，i0流通路径为：aD1RLD2ba，u0=u2；在u2的负半周，二极管D3和D4正向导通，而D1、D2反向截止，形成负载电流i0，i0流通路径为：bD3RLD4ab， u0=u2。 由此可见，不论哪两只二极管导通，负载电流的方向都始终保持不变。电路各处电压、电流波形如图3.2 所示。 图3-2 桥式整流电路的波形图2）输出电流电压U0
