正负V直流稳压电源的模拟电路.docVIP

目 录 第一章　设计原理分析 1.1单相桥式电路工作原理……………………………………………………1 1.2 电容滤波电路工作原理 …………………………………………………2 1.3 稳压管电路工作原理 ……………………………………………………2 第二章　试验设计 2.1 试验设计电路图……………………………………………………………4 2.2实验设计设备及器件………………………………………………………4 2.3 实验设计测量及数据记录…………………………………………………4 2.4误差分析及电路改进………………………………………………………5 第三章　课程设计心得体会 ………………………………………………………6 参考文献 …………………………………………………………………………7 设计原理分析 直流稳压电源是电子设备中最基本、最常用的仪器之一。它作为能源，可保证电子设备的正常运行。直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路三部分组成，如图1 图1 直流稳压电源结构框图 单向桥式电路工作原理 图2 单向桥式整流电路及电容滤波电路 图3 整流堆管脚图及内部结构 1）整流电路的作用 电路中用了四个二极管，接成电桥形式，利用二极管的单向导电性，将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压 2）主要参数计算 a．直流电压Uo b．直流电源Io c．波动系数 3）选管原则 根据二极管的电流ID和二极管所承受的最大反向峰值电压URM进行选择，即 1.2电容滤波工作原理 1）电容滤波电路作用 利用电容元件储能的特性，将整流后输出的电压的能量储存起来，然后缓慢的释放给负载。尽可能地将单向脉动电压中的脉动成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。 2）主要参数计算 a. 耐压电流 b．放电时间常数范围 c．输入输出关系 d．波动系数 3）电容滤波电路的特点 （1）电容滤波电路适用于小电流负载。 （2）电容滤波电路的外特性比较软。 （3）采用电容滤波时，整流二极管中将流过较大的冲击电流。必须选用较大容量的整流二极管。 （4）电容滤波后，输出直流电压提高了，同时输出电压的脉动成分也降低了，而且输出直流电压与放电时间常数有关RLC→∞，Uo=1.4U2，S=0。 4）选电容原则 电容放电的时间常数 τ =RLC 愈大，放电过程愈慢，则输出电压愈高，同时脉动成分也愈少，即滤波效果愈好。故应该选择一个 稳压电路工作原理 图4 直流稳压电路 直流稳压电路作用 使输出的直流电压，在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。本次课程设计中，稳压电路选择用三段集成稳压器W7815和W7915以及电容组成 三端集成稳压器介绍 随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路W7800、W7900系列三端式集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行调整。W7800系列5V、6V、9V、12V、15V、18V 、24V （2）以W7812为例说明电路组成 图由W7815构成的串联型稳压电源图7 是用三端式稳压器W7812构成的单电源电压输出串联型稳压电源的实验电路图。滤波电容C1、C2一般选取几百～几千微法。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器C3（数值为0.33μF ），以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容C4(0.1μF)用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应UF电容两个 （5）三端集成稳压器 W7815，W7915各一块 （6）数字万用表 （7）470欧姆滑动变阻器 （8）连接导线若干 2.3实验设计测量及数据记录 1）实验设计测量步骤 （1）观察桥式整流后波形，按图2连接电路，交流电源选择17.5V输出，整流电路正常工作，在滤波电容C1前断开，数字万用表选用交流电压档，测量Ui大小 （2）然后将线路接通至滤波电容C1，断开稳压块，观察滤波后波形V2，示波器选择交流耦合，选择合适的Ｙ轴增益水平，观察并测量纹波电压峰峰值Vpp1，用万用表直流电压档测量U2有效值。 （3）接通稳压块，用数字万用表测量空载时输出电压V0大小，接入负载，用示波器观察阻负载上的波形V3，并和V2比较波形在示波器Y方向的位置高低，再换到交流耦合档，选择5mv/Div或合适的Y轴增益水平，观察并测量纹波电压峰峰值Vpp2。用数字万用表测量负载输出电压有效值V0l。 2）数据记录 表1 极性 电源电压Ui 整流输出V2 整流+滤波输出V2 V2/Ui V2/Ui 正 17.50V 15.72V 23.6