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模拟电路课程设计报告 题目： 直流稳压电源 专业年级：电子科学与技术2011级 姓 名：程义 学 号：2011221105200231 直流稳压电源的设计 一、课题阐述 直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电(=220V,=50Hz)( 为有效值)变为所需要的低压交流电。而整流电路则把低压交流电转变为交流分量较小的直流电。再经滤波电路和稳压电路再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用由分立元件构成的直流稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V、50HZ的市电，变为稳定的直流电，并实现电压在10V～14V范围内连续可调。 二、设计任务与设计指标 设计一个直流稳压电源，要求： （1）输入电压为220V，50Hz市电，输出为直流稳定电压； （2）采用分立元件方式； （3）技术要求： A、额定输出电压：=12V且在10V～14V范围内连续可调。 B、额定输出电流１.５Ａ； C、满载纹波峰峰值小于6０ｍV； D、稳压系数Sv≤5×10-3； （4）主要测量内容： 最大输出电流，纹波峰峰值，稳压系数，电压调整率。 三、设计方案的论证和电路工作原理 1.总体设计思路 （1）电网供电电压，要获得低压输出，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。（2）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）。 （3）脉动大的直流电须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成滤掉，保留其直流成。 （4）的直流电压，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 图1流稳压电源方框图 其中： （1）电源变压器：是降压变压器，它将市电220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变压比由变压器的副边电压确定。 （2）整流电路：利用单向导电元件整流二极管，把50Hz的正弦交流电转变为脉动的直流电。 （3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 （4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压更加稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 A.整流电路 （1）电路形式： 整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。 图2 单相桥式整流电路 （2）工作原理： 设变压器副边电压，，U2为有效值。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。 图4 单相桥式整流电路的波形图 在单相桥式整流电路中，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。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(U2是变压器副边电压有效值)。 f、参数计算 1.整流电压平均值 Uo Uo=2*0.45U=0.9U 2、 整流电流平均值 Io 3、 流过每管电流平均值 ID: 4、 每管承受的最高反向电压 UDRM: B.电容滤波电路 在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个较大的电解电容C，则构成了电容滤波电路，如图5所示电路: 图5单相桥式整流电容滤波电路 可以看出，当u2为正半周时, 二极管VD1、VD3导通，电源就可以对负载RL供电，对电容C充电（电能就存储在电容里，如t1～t2），输出电压uo＝uc ≈ u2；uo达峰值后u2减小，当uo≥u2时，VD1、VD3截止，电容C通过RL放电，输出电压缓慢下降（如t2～t3），由于放电时间常数较大，电容放电速度很慢，当uC下降不多时u2已开始下一个上升周期，当u2＞uo时，VD2、VD4导通，电源u2又向负载RL供电，同时再给电容C充电（如t3～t4），依次循环。电路进入稳态工作后，负载上得到如图5中实线所示的近似锯齿的电压波形，比整流输出的脉动直流电压平滑多了。 显然，放电时间常数越大、输出电压越平滑。若负载开路（RL=∞），电容无放电回路，输出电压将保持为u2的峰值不变。 C．稳压电路 （3）稳压电路 这里采用的是稳压管稳压电路 滤波电路的作用 整流滤波电路输出电压会随着电网电压的波动而波动，随着负载电阻的变化而变化。为了获得更稳定的直流电压，必须采用稳压措施。 电路图 稳压原理 UO = UZ IR = IO + IZ 设UI一