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1、双端直流稳压电源一、选题的目的和意义现在科技在进步，社会在向前发展，只有掌握先 进的技术，并有一定的动手能力和设计能力才能在激烈 的社会大潮中站得住脚；所以我们选题直流稳压电源目 的，一方面加深对直流稳压电源了解；另一方面巩固所 学的知识，提高自己的动手制作能力和设计能力。同时 为我们以后学习有关专业知识打下基础和积累经验。并 且对我们以后的工作也有所帮助。二、方案的可行性论证：现在所使用的大多数电子设备中，几乎都必须用到 直流稳压电源来使其正常工作，而最常用的是能将交流 电网电压转换为稳定直流电压的直流电源，可见直流稳 压电源在电子设备中起着主导作用，为设备能够稳定工 作提供保证。220V
2、50Hz的单向交流电源经电源变压器降压后， 再经过整流滤波可获得低电压小功率直流电源。然而， 由于电网电压可以有10%变化。另外，负载变化引起 直流电源内阻上压降变化，均导致整流滤波后输出直流 电压发生变化。为此，必须将整流、滤波后的直流电压 由稳压电路稳定后再提供给负载，使负载上直流电源电 压受上述因素的影响程度达到最小。直流电压电源系统 一般由四部分组成，它们分别是电源变压器、整流电路、 滤波电路、稳压电路；其系统结构如图1所示。三、拟选方案的工作原理：(-)直流稳压电源的基本组成：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，基本电路如图3. 5. 1所示，各部分的 电路
3、如下：1、电源变压器电源变压器的作用是将电网220V的交流电压K变 换成整流滤波电路所需要的交流电压V2o变压器副边 与原边的功率比：P2/P1二 n(3-5-1)式中，n为变压器的效率。一般小型变压器的效率 如表3. 5. 1所示：副边功率p2/VA VC2 In IH In VCEI In K JB.集成稳压电路固定式三端稳 压器是构成集成稳 压电路的核心部 分，该芯片有三个 引脚，即不稳定电 压输入端(接Vi),稳定电压输出端（接负载）及公共接地端。固定式三端稳压器的常见产品如图3.5.3所示，其 中，CW78X X系列稳压器输出固定的正电压，如7805 输出为+5V ; CW79 X
4、X系列稳压器输出固定的负电压，如 7905输出为-5V,输入端接电容Ci可以进一步滤除纹 波，输出端接电容C。能改善负载的瞬态影响，使电路 稳定工作。Ci, Co最好采用漏电流小的徂电容，如果 采用电解电容，则电容量要比图中数值增加10倍。集成稳压电路具有体积小、外围元件少、性能稳定 可靠、使用调整方便和价廉等优点。因此，考虑到上述 优点，我这里所采用的稳压电路是集成稳压电路。四. 方案设计依据为保证稳压电源的正常工作，必须在设计时让其工 作在额定范围内，以下是稳压电源的性能指标及测试方 法：最大输出电流指稳压电源正常工k 作时能输出的最大220V 3 Vi 电流，用&X表自岫玉器 示，一般情
5、况卜的图352稳曲袖旨枷侧路 工作电流 IoIo max是 损坏稳压器。 输出电压 指稳压电源的输出电压，用Vo表示。 采用如图3.5.2所示的测试电路，可以同时测量Vo与 Io max。测试过程是：输出端接负载电阻R1,输入端接 220V的交流电压，数字电压表的测量值即为Vo,再使 R1涿渐减小，直到Vo的值下降5%,此时流经负载R1 的电流即为Io max（记下lomax后迅速增大R1,以减 小稳压电源的功耗）。 纹波电压 指叠加在输出电压Vo上的交流分量， 一般为mV级，可将其放大后，用示波器观测其峰-峰值AVop-p,也可以用交流电压表测量其有效值 Vo,由于 纹波电压不是正弦波，所以
6、用有效值衡量存在一定误 差。 稳压系数 指在负载电流I。，环境温度T不变的情 况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化， 即稳压系数Sv=Wo/VoWHVi常数丁=常数(3-5-6)Sv的测量电路如图3.5.2所示，测试过程是：先调节 自耦变压器使输入电压增加10%,即Vi = 240V,测量此时 对应的输出电压Vol；再调节自耦变压器使输入减少 10%,即Vi = 198V,测量这时的输入电压Vo2,然后再测出 Vi=220V时对应的输出电压Vo,则稳压系数eWo/Vo220 V(A - VolAVz/Vz242-198 Vo(3-5-7)五、设计计算书集成稳压电源设计的主要内容是根据
7、性能指标，选 择合适的电源变压器，集成稳压器整流二极管及滤波电 容，集成稳压电源性能指标要求：V” = 12V, Vr,2=-12V对称输出，gx= 400mA,1、集成稳压器，确定电路形式：固定式三端集成稳压器CW7812和cw7912组成稳 压电源电路如图2所示，其中7812特性参数匕=19V,Vol = (ll. 4-12. 5)V, SVI=18mV, S 广 12mV,静态工作电流IDi =4. 3mA,纹波抑制比 S 如二71dB,VZ1 -乙=2V ,J=2. 2o7912 特性参数 V/2=-19V, Vo2=-(11.4-12. 5)V,SV2 = 18mV, 5/2=12m
8、V,静态工作电流 ID2=4. 3mA,纹波抑制比 S加2=71dB, V/2-K2=-2V,最大输出电流 Iomax2=2. 2Ao2、电源变压器稳压器压差为匕-4=3“ 故输入电压=3+12 = 15V,稳 压器的输入电流即为整流滤波电路的负载电流二 /“max+ /q = 4 0 0+8=4 0 8 in A O由此可确定变压器的副边电V 15压有效值= = = 12.5 ；同理可求得V/2 =-15 ,2 1.2 1.22/2=408mA, U2b =-12.5 o根据上边求得数据，可求的整流 滤波电路的等效负载：价业陨=12.5 + |-期=308Ii + Ii2 0.408 + 0
9、.408变 压 器 副 边 输 出 功 率P2 U2a | +(/n + Ii2) = 25V x 0.816/714 = 20.4W由表3. 5. 1可得变压器的效率n =0. 7,则原边输入功率：6 2 旦= 29.1W即变压器平均容量为P=! (a + %) = 24.75W 为留有余 地，选功率为30W的电源变压器。3、桥式整流二极管二极管的最大反向电压应满：7722ID +/2) = 0.408A；因此， 整流二极管D,-D4可选IN4001,其保护作用的二极管 D5、D6同样可选IN4001.4、滤波电容由式3-5-5可知：(3 5)1(3 5)x 20x10-3C =%F =98
10、0 1634uFR l30.6取 C=1000uF,电容器耐压：UCM V2(/2J + |t72/,|)=35. 4V 故电容器参数为C:1000uF/50V六、设计结果分析如图2所示，图中二极管D5、D6用于保护稳压器。 在输入端接负载情况下，如果其中一路稳压器输入端 峪之断开，则+12V通过负载作用于CW79XX的3输出端， 使该稳压器输出端对地承受反压而损坏。有了 D6限幅， 反压仅为0.7V左右，因而该稳压器得到保护。输入端电容C3、C4用来减小输入电压中的波纹。 输出端电容C5、C6用来改善瞬态负载响应特性。当输出端接的负载发生变化时，电压经负反溃电 路，传给稳压器，通过稳压器的稳
11、压，使输出电压又达 到稳定。七、进一步发展展望随着电子技术的飞速发展和能源的逐渐减少，许多电子 产品在生产技术上越来越趋向于高性能、低功耗、高性 价比。电源作为电子产品中的主体自然也不例外；在电 源中的变压器是耗能最大的元器件，有大部分的能量都 在变压器以中热的形式浪费掉了。那么，我们可以想象， 将来会有一种新的变压器，可以在耗能很少的情况下， 把交流转化直流。这样在全世界每一秒钟就可以节省上 万度电，也许会更多。参考文献1. 童诗白.模拟电子技术基础.第二版.北京：高等教育出版 社,19882. 谢嘉奎主编.电子线路.第三版.北京:高等教育出版社,19883. 胡宴如.模拟电子技术.北京:高等教育出版社,20004. 康华光.电子技术基础（模拟部分）.第四版.北京:高等教育出版 社,19995. 徐以荣.电力电子技术基础.南京:东南大学出版社,19996. 陈大钦主编.模拟电子技术基础（第二版）.北京:高等教育出版 社,20007. 高文焕，陈润生编.电子线路基础.南京:东南大学出版社.1994
