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1、 .wd.摘要：为了更好的加强对于模电理论知识的理解和学习，通过设计和制作直流稳压电源来到达目的。本次实践通过制作晶体管稳压电源和用稳压电路设计的稳压电源来加强对稳压源知识点的认识和理解。包括三极管的应用如8050、8550、9013等三极管的工作原理以及每种晶体管的类型。在稳压电路稳压电源的制作过程当中，不仅要求准确把握各个环节的电路的工作原理也要求能够正确的应用每个电路。还有对各类稳压芯片的应用，如：可输出稳定电压的78、79系列，还要了解LM317可调直流稳压电路。另外，通过制作直流稳压电源能够在今后的实验和比赛当中应用。设计要求我们制作能够输出+5V、-5V，+12V、-12V以及可调
2、的1.25V14V的可调电压。关键：直流稳压电路、三极管、8050、8550、9013、78、79系列、LM317、可调直流稳压电源目 录1. 晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成51.2工作原理61.3主要技术指标62. 直流稳压电源72.1直流稳压电源的组成72.1.1整流电路组成及原理72.1.2滤波电路组成及原理112.1.3稳压电路组成及原理142.1.4综述162.2原件选型及型号参数162.3电路板设计172.4电路安装与调试203.参数的测定214.出现的问题及解决方法5.收获及总结26.参考文献2367.附录 附录1、晶体管直流稳压电源元器件清单4附录2、稳定及可调稳压电源
3、元气件清单5附录3、作品实物图片6附录4、测量参数图片71. 晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成 1电路 图1-1晶体管稳压电路 2框图图1-2框图1.2工作原理图1-3稳压过程（1） 电路各局部作用通过变压器的降压作用的到一个交流的低电压，然后通过桥式整流电路将交流的信号转换为单向脉动电压，在通过滤波电路来的到稳定的直流，其中通过晶体管来进展稳压。最后有一个过载保护电路。最后有一个分压电路输出电压。（2） 稳压原理 我们结合图1-1来分析，当由于外界原因导致电压升高时，输出电压升高，此时由于电阻R7的分压作用，导致VB3升高，继而使得VC3减小，又因为VC3的等于VB2，使得VCE1增大
4、，由于电路整体是一个串联型电路，所以使得Vo减小。同理，当输出电压减小时，导致VB3减小，进而使得VC3增大，接着使得VCE1减小，继而使得VO增大。从而到达了稳压效果。1.3主要技术指标1输入电压：AC: 220V2输出直流稳压：DC：3V、4.5V、6V三档。3输出直流电流：额定值150mA，最大值 300mA。4具有过载，短路保护，故障消除后自动恢复。 2. 直流稳压电源2.1直流稳压电源的组成图2-1直流稳压电源组成2.1.1整流电路组成及原理整流电路的任务：交流电压转变为单向脉动的电压图2-2。技术指标：衡量整流工作性能的参数输出电压平均值VOAV：反映整流电路将交流电压转换为直流电
5、压的能力。脉动系数S：反映整流输出电压中交流成分的大小，用来衡量整 流电路输出平滑程度。 S= VOr / VOAV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类：1、 半波整流图2-3图2-3半波整流1工作原理：u2 0 时:二极管导通，忽略二极管正向压降，uo=u2u20时:二极管截止, uo=0注：分析时，把二极管当作理想元件，即正向导通电阻为零，反向电阻穷无穷大。2输出电压平均值Uo,输出电流平均值Io )图2-4图2-4波形图（3） 二极管上的平均电流及承受的最高反向电压(图2-5 图2-5承受最高电压二极管上的平均电流：ID = IO承受的最高反向电压:Umax=U22. 全波整流图2-6
6、图2-6全波整流1工作原理变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压U2当U2正半周时： D1导通，D2截止。当U2负半周时： D2导通，D1截止。（2） 输出电压平均值Uo,输出电流平均值Io )（3） 二极管上的平均电流及承受的最高反向电压图2-7图2-7反向电压二极管上的平均电流二极管承受的最高反向电压：3、 桥式整流(图2-8图2-8桥式整流（1) 工作原理u 负半周，VaVb ：二极管 2、4 导通；1、3 截止 。（2） 工作波形(图2-9图2-9工作波形（3） 指标计算图2-102-10指标计算2.1.2滤波电路组成原理1几中滤波电路图2-11图2-11几种滤波电路（a） 电容滤波
7、电路（b） 电感电容滤波电路倒L型（c） 型滤波电路（2） 滤波原理利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性电抗元件的储能作用, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保存其直流成份，到达平滑输出电压波形的目的。以单向桥式整流电容滤波为例进展分析，其电路如图2-12所示。图2-12桥式整流电容滤波电路A. RL未接入图2-13图2-13输出波形B. RL接入时图2-14图2-14输出波形整流输出电压电容电压时：二极管D1、D3导通，电容被充电。(3) 电容滤波的特点A.输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。RLC 愈大电容器放电愈慢纹波减小V o愈大B. 流过二极管瞬时
8、电流很大。RLC 越大Uo越高负载电流的平均值越大，整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大，故一般选管时，取2.1.3稳压电路组成及原理（1） 稳压电源质量指标（2） 固定输出稳压电源A.三端集成稳压器如图2-15随着半导体工艺的开展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为集成三端稳压器。常用的W7800 (W7900)系列三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。电路内部附有短路和过热保护环节。图2-15三端集成器B.输出电流超过 1. 5 A加散热器a.不需要外接元件b.内部有过
9、热保护c.内部有过流保护d.调整管设有安全工作区保护e.输出电压容差为4%性能特点7800系列，7900系列输出电压额定值有：5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。C.三端集成固定稳压电源的分类D.三端可调输出集成稳压器分类LM317稳压器示意图2.1.4综述一个完整的小功率直流稳压电路由四局部组成：电源变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路。变压器：用来将交流电网电压转换为所需要的电 压值。整流电路：将交流电压变成脉动的直流电压。由于 此脉动的直流电压含有较大的纹波。滤波电路：对较大的纹波加以滤除，从而得到平滑的直流电压。稳压电路：直流电压随着电网电压的波动、负载和
10、温度的的变化而变化，所以需要在整流滤波电路后加，用以维持输出直流电压稳定。2.2原件选型及型号参数（1） 变压器选择四路直流输出， -12V、+5V、+12V以及+1.25V+14V可调直流电压。各路直流输出电流不小于0.5A最大输出电压为14V，根据第一节计算公式，加滤波电容后，直流输出电压UO 1.2 U2，所以要选择双端输出变压器，并且变压器副边输出电压为(14+3)/1.4=12.14V。结合输出电流要求，选择I/P 220V50Hz,O/P 12V*2 600mA的变压器作为电源变压电路。（2) 整流电路选择由理论可知，全波整流和桥式整流的效率均为UO=0.9U2 , 全波整流的二极
11、管最大反向耐压值为2.82U2，管子导通电流为0.5IO=250mA。查手册可知，常用整流二极管1N4007最大反向耐压为1000V，最大正向平均整流电流为1A，可以满足本设计要求。因此，采用1N4007组成单相全波整流电路作为直流电源的整流电路。（3） 滤波电路选择 由于输出最大电压为14V，电流最小为0.5A，所以，RL=28。采取电路较为简单的电容滤波，为了获得较为平滑的负载电压，一般时间常数=RL*C35T/2.取RL*C=5* T/2，得C=1786F 。考虑电网电压波动10%，则电容所能承受的最高电压1.1*U2*1.414=18.67V，所以采用2200F，25V的电解电容作为滤
12、波电容。（4) 稳压电路选择 根据输出要求可知，有固定输出和可调输出两大块。由于集成稳压器具有稳定性高以及完善的内部保护措施，并且使用方便、价格低廉，所以决定采用7812,7912,7805作为固定稳压器，采用LM317作为可调稳压器，两者的纹波电压均可在50mV以下 ；输出电流方面，78系列可到达1.5A，317系列TO220封装也可到达1.5A，完全满足设计要求。故采用上述器件作为整个电源的稳压局部。2.3电路板设计1)按照第一局部所述原理，利用Altium Desginer 软件进展绘制。(图2-16注意：a.元器件管脚要正确连接，如7812,7912的管脚使用区别。b.原件标识直观明了
13、c.原理图层次清晰图2-16直流稳压电源原理图(2)建设元器件封装库根据所选原件型号，仔细查阅数据手册。根据手册中器件尺寸图，使用正确的器件封装。注意：遇到库中不存在的器件封装，如散热片，手动绘制封装时，需要仔细测量其尺寸。(3)PCB的绘制图2-17要求：布局合理，布线清晰。注意 ：a.散热片与电解电容距离要适中，防止电容受热老化b.使用覆铜作为地平面地线。图2-17线路板设计图图2-18视网膜图2.4电路的安装与调试（1） 元器件检查与整形 a.检查PCB是否有断线、短路、破损等情况；检查元件型号、数量是否与清单一致； b.对主要元器件如电源线、变压器、整流二极管等进展参数测定。 c.使用工具对相关元件按照相关技术标准进展整形。严禁粗暴整形（2） 焊接焊接要按照从低到高的顺序，依次进展。焊点要有光滑整齐的外观，足够的机械强度以及可靠的电气连接。（3） 装配注意：a.变压器副边中心抽头要接到地线上。b.220V电源线与变压器
