集成直流稳压电源设计-实验报告.doc

电 子 电 工 教 学 基 地 综合设计实验报告 实验课程：模电实验 实验名称：集成直流稳压电源的设计 姓名： 李光磊 学号： 一、设计题目 集成直流稳压电源的设计 二、设计目的及要求 设计目的 （1）掌握集成稳压电源的实验方法。 （2）掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源。 （3）掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。 （4）进一步培养工艺素质和提高基本技能。 设计要求 （1）设计一个双路直流稳压电源。 （2）输出电压Vo=±12V，+5V最大输出电流Iomax=1A （3）输出纹波电压ΔVop-p≤5mV, 稳压系数Sv≤5×10-3。 三、总电路框图及总原理图。 图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 图2-2 实验电路图 四、设计思想及基本原理分析 本实验基本设计思想是根据设计要求，从后向前依次设计电路。小功率稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分电路组成。变压器将220V电压转换为所需低电压，整流桥可将正负交流电转换为只有正向，而滤波电路通过利用电容充放电的功能使电压趋向于平滑。最后再由三端稳压器，使输出电压稳定为所需值。 设计过程根据要求选择三端稳压器。确定电源变压器副边电压V2的值根据稳压器的输入电压和桥式整流滤波电路的电压关系，设计、计算出变压器付边的电压值。可根据技术要求和电网变化情况，设计、计算其电容量和耐压值，然后查有关手册选定电容的标称值和耐压值以及电容型号。 根据桥式整流和电网变化情况，计算或估算出二极管的最高反向电压VRMIomax，再查有关手册确定所选用的二极管型号。电源变压器的选择根据付边电压和输出电流选择变压器 五、单元电路分析，元件介绍和元件参数计算。 三端集成稳压器稳压 1）电路分析： 输出正电压电路 输出负电压电路 稳压原理： 将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。 W78XX是一个串联型直流稳压电源，并且自己内部电路中带有过流保护和过热保护。三端稳压器基本应用如上图，电路中电容作用是抵消长线电感效应，消除自激振荡；作用是消除高频噪声，改善负载的瞬态响应。正常工作时，输入、输出的电压差至少要大于2V，对于输入电压的要求要视具体型号而定。固定式三端集成稳压器有正稳压（W78XX）和负稳压（W79XX）两个系列，型号后两位数字表示输出电压值。 由于集成式稳压芯片具有较完善的短路和限流保护、过热保护和调整管安全工作区保护电路，因而工作是比较稳定的，电路也相对比较简单。为了使电路正常工作，要求输入电压应比输出电压自少高出2.5V~3V。电容C1可防止自击振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰，一般取0.1~1uF。输出端电容C2可以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消除自击振荡的作用。 C2为了达到较好的效果还可以取更大的值，但是在稳压管输出端断开时，C2会通过稳压器放电，易造成稳压器损坏作用，为此，可接一个二极管起保护作用，如下图。 2）元件介绍： 三端集成稳压器 L78、79系列集成稳压器是一种有广泛用途的三端集成稳压器。W78系列三端集成稳压电路具有固定输出正电压，L79系列三端集成稳压电路具有固定输出负电压。这两个系列稳压器都具有较完善的短路和限流保护、过热保护和调整管安全工作区保护电路，因而他的工作是比较可靠的。字母后面的数字表示输出电压，电压等级5V、6V、8V、12V、15V、18V24V 。的线性直流稳压电源，选择L7812、L7912。 实物示意图以及管脚接法 3)参数计算： Ui≈ [U0,max+(Ui-U0) min]/0.9 (Ui-U0) min=3，U0,max=12， Ui≈16.7V 散热器 Ui,max=1.1×1.1×U2=18.36 ΔUmax=Ui-U0=13,36 Pmax= ΔUmaxI=13.36W 滤波电路 1）电路分析： 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(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。在加入电容滤波电路后，由于电容是储能元件，利用其充放电特性，使输出波形平滑，减少脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波效果更好，可选用大容量的电容为滤波电容。应为电容放电的时间常数越大，放电过程越慢，脉动成分越少，同时使得电压更