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1、课程设计名称： 电力电子技术 题 目： 直流稳压电源电路设计 专 业：班 级：姓 名：学 号：课 程 设 计 任 务 书一、 设计题目 直流稳压电源电路设计二、设计任务 1）了解整流电路的工作原理。 2）掌握电力电子器件电路的设计方法。 3）通过课程设计培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。 4）通过设计使学生具有一定的计算能力、制图能力以及查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。三、设计计划 1）复习课本，收集查阅资料，选定设计方案； 2）主电路、保护电路选择与计算； 3）控制电路选择与计算；四、设计要求用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（12V）；输
2、出可调直流电压，范围1.55V；输出电流IOm1500mA；（要有电流扩展功能）稳压系数Sr0.05；具有过流保护功能。指导教师： 时 间：摘 要电子设备中需要直流电源，它们可以采用干电池供电（例如大多数半导体收机）或其他直流能源供电（例如太阳能电池等）。但是相对地说，这些电源每“瓦时”所需的费用较高。因此，在有交流网的地方，一般采用将交流电变为直流电的稳压电源。直流稳压电源是先把交流电变成脉动的交流电，再通过滤波电路、稳压电路，使输出的直流电压维持稳定。直流稳压电源一般包括以下几部分：（1）电源变压器将电网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
3、为单向脉动的直流电压；（3）滤波电路将脉动的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。关键字：直流电源；整流；变压；滤波；稳压 目录引言11主回路设计22电源变压器的设计32.1 源变压器的原理32.2 选择电源变压器43单相桥式整流电路53.1 单相桥式整流电路原理53.2 选择整流二极管64稳压电路的设计 74.1稳压电路的原理74.2 稳压电路参数的计算85滤波电路设计106总原理图及元器件清单 116.1 总原理图116.2 元件清单 127安装与调试148性能测试与分析158.1 12V直流稳压电源的性能测试158.2 可调式直流稳压电源的性能测试158.3 电
4、流扩展直流稳压电源的性能测试168.4 稳压系数的测试168.5 产生误差的原因179结论1810本设计的体会19参考文献20直流稳压电源电路设计引言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。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。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源,直流稳压电源在电源技术中
5、占有十分重要的地位。61 主回路设计220V电网电压U1电源变压器U2整流电路U3滤波电路 Ui稳压电路 Uo负载RL稳压电源主要由电源变压器、整流电路、滤波电路、压电路等四部分组成。如图1-1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图1-2所示。图1-1 稳压电源的组成框图 图1-2 整流与稳压过程波形图电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直
6、流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。2 电源变压器的设计2.1 电源变压器的原理电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压，通常根据变压器副边输出的功率来选购（或自绕）变压器。变压器副边与原边的功率比为 (2-1)式中，为变压器的效率。一般小型变压器的效率如表2-1所示。 图2-1 LM317引脚图图2-2 TIP41C三极管的管脚图图2-3 电源变压器原理图2.2 选择电源变压器表2-1 小型变压器的效率功率0时，电流由+流出，经VD1、RL、VD2流入-，即VD1、VD2导通，VD3、VD4截止；当u2 0
7、时，电流由-流出，经VD3、RL、VD4流入+，即VD3、VD4导通， VD1、VD2截止。电路的输出波形如图3-2所示。图3-2 单相桥式整流电路输出波形3.2 选择整流二极管(1)在12V直流稳压电源电路设计中整流二极管D选1N4007即可，其极限参数为V，=1A，满足。(2)在可调式直流稳压电源电路及电流扩展直流稳压电源电路中整流二极管D选1N4007，其极限参数为V，=1A。满足，=的条件。4 稳压电路的设计4.1 稳压电路的原理在桥式整流电路中，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，即 (4-1)电路中的每只二极管承受的最大反向电压为
8、(U2是变压器副边电压有效值)。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： =(1.11.2) (4-2)直流输出电流： (4-3)(I2是变压器副边电流的有效值)稳压电路可选集成三端稳压器电路。12V直流稳压电源电路总体原理电路图如图4-1所示，可调式直流稳压电源电路总体原理电路图如图4-2所示，电流扩展直流稳压电源电路总体原理电路图如图4-3所示：图 4-1 12V直流稳压电源图 4-2 可调式直流稳压电源图4-3 电流可扩展直流稳压电源电路4.2 稳压电路参数的计算(1)在12V直流稳压电源电路实验中的稳压电路，采用固定式三端稳压器，主要使用了集成块78系列及79系列。78系列输出为正电压，输出电流可达1A，如7812的输出电流为5mA1A，它的输出电压为12V。和78系列对应的有79系列，它输出为负电压，如7912表示输出电压为12V和输出电流为5mA1A。故称之为三端式稳压器。这类集成稳压器的外形图及典型应用电路图如图4-4所示。(2)在可调式直流稳压电源电路因为要求输出电压可调，所以选可调式三端稳压器LM317，其特性参数 (4-4) (4-5)最小输入、输出压差 (4-6)最大
