直流稳压电源设计实验报告(模电).doc

直流稳压电源的设计实验报告 一、实验目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法 二、实验任务 利用7812、7912设计一个输出±12V、1A的直流稳压电源； 三、实验要求 1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。 四、实验原理 1.直流电源的基本组成 变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。 滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D1～D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图，可以得出输出电压平均值： ，由此可以得即可 即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流: ID=1/2 IL 在此实验设计中IL的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=U2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路IDF应大于流过二极管的平均电流ID即0.5A，二极管的反向峰值电压Urm应大于电路中实际承受最大反向电压的一倍。 实验中我们采用的是1B4B42封装好的单相桥式电路。 4.2 滤波模块 3.3滤波电路 交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交流分量，为使设备上用纯净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路以及P型滤波电路。在此电路中，由于电容滤波电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。 滤波电容一般选几十至几千微法的电解电容， 由于 ，故选4200uF/25V的电解电容。 图3-4 滤波电路 图3-5 滤波后的电压 输出直流电压UL与U2的关系： UL= (1.1～1.2)U2 变压器副边电流有效值： I2=（1.5~2）IL 4、稳压电路 A．根据实验要求，选用三端固定式输出集成稳压器MC78012CT和LM79012CT B．为防止自激震荡，在输入端接一个0.1~0.33uF的电容C1 C．为消除高频噪声和改善输出地瞬态特性输出端要接一个1uF以上的电容C2 五、实验设计 1.变压器的选择 根据实验要求，输出±12V,1A的直流稳压电源， 负载电阻： RL≥12Ω 变压器副边电压： 变压器的副边电压为有效值为15V 变压器的变压比：n1：n2=220/15=15 变压器的副边电压图像 实验过程中通过确定通过稳压管的电压控制在15—17V之间，来调节变压器的副边电压，确定匝数比为15:1 电路图： 仿真波形： 整流模块 3.整流二极管的选择 流过负载的电流： IL≤1A 流过二极管的电流： ID=1/2IL=0.5A 二极管所能承受的极间反向电压： Urm=U2*2=*15*2=42.4V 所以选择二极管时ID=0.5A,Urm=42.4V 设计过程中我们选用的是1B4B42 2.滤波电容的选择 时间常数： τ=RLC0=5*T/2=0.05s 取RL=12Ω，则 C0=4.2mF 电容所能承受的最大电压：Urm=U2*2=*15*1.1=23.3V （考虑到电网电压波动10%） 仿真电路： 仿真结果： 4.其他 防自激震荡电容： C1=330nF 消高频噪声电容： C2=1uF 稳压电路 由于LM7812输出的最大电流为1.5A 要求输出的最大电流为1A 在输出电阻的两端并联为1A的整流二极管1N4001 六、.实验电路图： 根据原件的选择，连接电路图：如下所示 七、实验总结 本次实验，我们充分理解并掌握了直流稳压电源设计的过程方法，特别是在实验过程中我们相互帮助学习，提高了自我学习