直流稳压电源课程设计报告(1)

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1、模拟电路课程设计报告设计课题：直流稳压电源的设计班级：电子1101学号：11312223姓名：刘广强指导老师：董姣姣完成日期：2012年6月1913目录一、设计任务及要求……………………3二、总体设计思路………………………31．直流稳压电源设计思路………………………………32．直流稳压电源原理……………………………………33、滤波电路——电容滤波电路…………………………54、稳压电路………………………………………………75、设计的电路原理图……………………………………8三、．设计方法简介……………………8四、软件仿真结果及分析………………10五、课程设计报告总结………………1

2、2六、参考文献…………………………1313一、设计任务及要求1、设计一个连续可调的直流稳压电源，主要技术指标要求：①输出直流电压：U0=9→12v；②纹波电压：Up-p<5mV；③稳压系数：SV≤5%（最大的波动不能超过5%）2、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。3、自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。二、总体设计思路1．直流稳压电源设计思路（1）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

3、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。（4）滤波后的直流电压，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电压输出，供给电压表。2．直流稳压电源原理1、直流稳压电源直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。直流稳压电源方框图13图2直流稳压电源的方框图其中：（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压

4、变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变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，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电（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稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。2、整流电路（1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3所示。图3单相桥式整流电路13（2）工作原理设变压器副边电压u2=√2U2sinωt，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、D

5、4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。如图4图4单相桥式整流电路简易画法及波形图在桥式整流电路中，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)。3、滤波电路——电容滤波电路采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C，则构成了电容滤波电路，如图5所示电路，由于滤波电容与负载并联，也称为

6、并联滤波电路。13图5单相桥式整流电容滤波电路从图4可以看出，当u2为正半周时,电源u2通过导通的二极管VD1、VD3向负载RL供电，并同时向电容C充电（将电能存储在电容里，如t1～t2），输出电压uo＝uc≈u2；uo达峰值后u2减小，当uo≥u2时，VD1、VD3提前截止，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，电源u2又通过导通的VD2、VD4向负载RL供电，同时再给电容C充电（如t3～t4），如此周而复始。电路进入稳态工作后，负载上得到如图中实线所示的近似锯

7、齿的电压波形，与整流输出的脉动直流（虚线）相比，滤波后输出的电压平滑多了。显然，放电时间常数RLC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。（1）输出电压的估算显然，电容滤波电路的输出电压与电容的放电时间常数τ=RLC有关，τ应远大于u2的周期T，分析及实验表明，当τ=RLC≥（3～5）T/2时，滤波电路的输出电压可按下式估算，即UO≈1.2U2（2）整流二极管导通时间缩短了，存在瞬间的浪涌电流，要求二极管允许通过更大的电流，管子参数应满足IFM＞2I