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1、直流稳压电源的设计一、 设计目的1. 掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题解决问题的能力。2. 基本掌握用电子电路设计的一般方法，提高电子电路的设计和试验能力。3. 熟悉并学会选用电子元器件，提高自己的动手能力，为以后的学习工作打好基础。二、设计任务及要求1.设计一个稳压电源（1）输出电压为5v（2）最大输出电流为600ma2.设计出电路，并计算出电路所用元器件的参数，选择器件，画出电路的原理图。3通过试验对自己所设计的电路进行性能调试。三、 设计背景我们知道电子设备中需要直流稳压电源，他们可以采用电池供电或其他直流能源供电。然而，其储备的电量小、价格昂贵，且受外部负载的
2、输入电阻影响很大是其不可避免的缺点；更重要的是，若用干电池对外部供电，干电池的内阻会随着自身电量的减少、电池的老化而显著增加，最终不能为负载提供一个所需的稳定的直流电流。因此，为了满足给予一般设备的供电所需，并减少负载对整个电源供电的影响，在有交流电的地方，一般采用将交流电变为直流电的直流稳压电源。四、 设计思想 1.直流稳压电源是先把交流电变为脉动的直流电，再通过滤波电路、稳压电路，使输出直流电压维持稳定。直流稳压电源一般包括以下几个部分：（1）电源变压器将电网所供给的交流电压变换为符合整流电路需要的交流电压；（2）整流电路将变压器次级交流电压变换为单向脉动的直流电压；（3）滤波电路将脉动的
3、直流电压变换为平滑的直流电压；（4）稳压电路使直流输出电压稳定。2.直流稳压电源原理（1） 电源变压器：将电网220v电压利用变压器降压成符合要求的电压，电压器的选择根据副边电压确定。（2） 整流电路：利用单向的导电元件把50HZ的交流电变换成脉动的直流电。（3） 滤波电路：可以把整流电路输出的脉动电压中的交流部分滤除掉得到较平滑的直流电压（4） 稳压电路：使直流电压源输出的电压不随电网电压的浮动而改变，以及负载的变化而变化。整流电路：利用桥式电路进行整流，如下图：滤波电路：在桥式电路及其负载上并联一个电容可达到，滤波的目的电路图与电压波形如下图输出的电压波形图稳压电路（1） 根据电路的设计要
4、求，选择三端稳压器做稳压电路。由于输出的电压为5v，三端稳压器选择7805型的，该器件有稳压精度高、工作稳定、外围电路简单、体积小的优点。（2）三端稳压器的应用。综上所述，我们可以得到电流稳压电源的设计电路原理图，如下： 五、 参数计算由于三端稳压器至少要3V才能工作（U=3V），而电源的输出电压为5V( 一般取3V)即=5+3=8V因为=1.2 ，所以= /1.2=6.67V。而输入电压会产生10%的电网波动：=1.1 / 0.9 = 8.15 V(其中1.1为防止电解电容C1干枯的系数0.9为电网下降10%电压结果)= 1.1 (其中1.1为电压上升10%电压结果)=8.97V而根据电路特
5、性有= =12.68V（所以要求C1的方向击穿电压大于）。= - =7.68V同理所以桥式电路中D1D4的反向击穿电压大于 = 。将输出电流设计为600mA计算，由于R1及LM7805 GND端电流很小可以忽略不计，于是有：= =600mA，= 0.5 =300mA，=1.57 =471mA，= 1.57 =666mA。则变压器功率=5.5W = / （变压器效率取80%）=6.9W所以变压器匝数比为220/ =27下面计算电容器C1的大小:因为稳压器输入电阻= / =8/0.666=12 且 = 35T/2（T=1/f=0.02S f=50HZ且35中取5），所以C150.01/12FC14
6、160uF。而R1的值因为其中通过电流为uA级的设为100uA：R1=5V/100uA =50k。六、性能调试性能指标如下：（1） 稳压系数：（2） 输出电阻：（3） 温度系数：（4） 纹波系数：由于实验条件有限我们不做温度系数的测量。(1).输出电阻：把一个可变电流串联以后再并联到R两端，再用一电压表并立案到R1两端。在220V交流电输入情况下，滑动电位器分别测得三组输出电流电压值：（mA）74683（V）4.904.80得到=0.164。(2).纹波系数：利用示波器测得纹波的最大峰峰值=8.00mV,所以S = 5.7(3).稳压系数：把交流输入分别调到198V，220V，242V三种情况下操作: 交流输入(v)（V）200V7.454.81220V8.554.81240v9.624.79=1.92，=4.23，七、 心得体会通过本次试验，对于模拟电子电路设计有了一定的了解，能够自己动手设计一些比较简单的电子电路，锻炼了动手能力，真正的做到了学以致用，也为以后的研究工作积累了一些经验，对于电子元器件有了更进一步的了解。
