直流稳压电源的制作与调试要点.docx
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直流稳压电源的制作与调试要点
中国矿业大学徐海学院
电子技术选修课
姓名：
学号：
专业：
电子科学与技术
题目：
直流稳压电源的制作与调试
设计地点：
电工电子实验室
设计日期：
2013年5月28日至2013年6月03日
成绩：
指导教师：
年月
电子技术选修课任务书
学生姓名专业年级学号
设计日期：
2013年5月28日至2013年6月03日
设计题目：
直流稳压电源的制作与调试
设计内容和要求：
1.设计内容
▪输入交流电（220V/50Hz）；
▪输出4路直流电（+5V、+12V、-12V及+1.25V~+14V可调）。
▪各路直流输出电流≥0.5A
▪纹波电压＜50mV
▪具有输出电压指示（发光二极管）
2.设计要求
▪用Multisim仿真整体电路原理图；
▪用Altiumdesigner设计整体电路图；
▪用Altiumdesigner设计PCB板图
指导教师签字：
年月日
摘要：
直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成，变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
过程如下：
220v经电源变压器降为约+12v的交流电，先经过整流桥和电容C1和C2进行滤波后，经过稳压芯片得到在+1.25v~+14v可调的一个相对稳定的直流电压，然后把整流后的电压接到7812稳压芯片、7912稳压芯片、7805稳压芯片上，分别得到+12v、+5v、-12v的电压。
关键词：
变压器，整流桥，滤波，稳压
1直流稳压电源组成…………………………………………………5
1.1直流稳压电源组成…………………………………………………5
2整流电路……………………………………………………………6
2.1单相半波整流………………………………………………………6
2.2单相全波整流电路…………………………………………………7
2.3单相桥式整流电路…………………………………………………8
3滤波电路…………………………………………………………10
3.1电容滤波电路工作原理…………………………………………10
3.2电路波形…………………………………………………………11
3.3参数计算…………………………………………………………11
4稳压电路……………………………………………………………11
4.1稳压电源…………………………………………………………11
4.2稳压电路…………………………………………………………14
5焊接过程中遇到的问题及解决方案………………………………15
6实践小结……………………………………………………………15
7参考文献…………………………………………………………16
8附录………………………………………………………………17
1直流稳压电源组成
1.1直流稳压电源组成
图1.1直流稳压电源组成
变压器：
交流降压；整流：
交流变脉动直流；滤波：
滤除脉动；稳压：
进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力。
2整流电路
2.1单相半波整流
2.1.1工作原理
图2.1.1半波整流工作原理图
u2>0时：
二极管导通，忽略二极管正向压降，uo=u2；u2<0时：
二极管截止，uo=0。
（为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
）
2.1.2电路波形
图2.1.2半波整流电压波形
2.1.3参数计算
图2.1.1工作原理图图2.1.3
（1）输出电压波形
输出电压平均值
输出电流平均值Io=Uo/RL=0.45U2/RL
图2.1.3
（2）二极管上输出电压波形
二极管上的平均电流：
承受的最高反向电压：
2.2单相全波整流电路
2.2.1工作原理
图2.2.1全波整流工作原理图
变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2，当u2正半周时：
D1导通，D2截止；当u2负半周时：
D2导通，D1截止。
2.2.2电路波形
图2.2.2电压波形图
2.2.3参数计算
图2.2.3
（1）输出电压波形
输出电压平均值
输出电流平均值Io=Uo/RL=0.9U2/RL
图2.2.3
（2）二极管上输出电压波形
二极管上的平均电流：
二极管承受的最高反向电压：
2.3单相桥式整流电路
2.3.1电路组成
由四个二级管组成桥路
图2.3.1桥式整流电路组成图
2.3.2工作原理
图2.3.2桥式整流电路工作原理图（正半周）图2.3.3工作波形图（正半周）
u正半周，Va>Vb，二极管D1、D3导通，D2、D4截止。
图2.3.2桥式整流电路工作原理图（负半周）图2.3.3工作波形图（负半周）
u负半周，Va2.3.4参数计算
脉动系数：
最大反向电压：
平均整流电流：
图2.3.1桥式整流电路组成图
3滤波电路
3.1电容滤波电路工作原理
图3.1电容滤波工作原理图（
未接入）图3.1电容滤波工作原理图（
接入）
u2二极管截止，C→RL放电。
u2>uC时：
二极管D1、D3导通，一方面向RL提供电流，另一方面向c充电。
3.2电路波形
图3.2滤波电路输出波形（
未接入）
图3.2滤波电路输出波形（
接入）
3.3参数计算
输出电压平均值
流过二极管瞬时电流
4稳压电路
4.1稳压电源
4.1.1晶体管串联型稳压电源
4.1.1.1电路原理图
图4.1.1.1晶体管串联型稳压电源原理图
4.1.1.2电路框图
图4.1.1.2晶体管串联型稳压电源电路框图
4.1.1.3电源组成
1.调整电路2.取样电路3.基准电压电路4.比较放大电路5.过载保护电路
4.1.1.4工作原理
如图4.1.1.1，
4.1.2固定输出稳压电源
4.1.2.1电路原理图
图4.1.2.1固定输出稳压电源原理图
4.1.2.2电路组成
1变压电路2整流电路3滤波电路4稳压电路
4.1.2.3电路波形
图4.1.2.3
（1）变压器波形图4.1.2.3
（2）滤波波形
图4.1.2.3（3）稳压波形
4.1.3可调输出稳压电源
4.1.3.1电路原理图
图4.1.3.1可调稳压电源原理图
4.1.3.2工作原理
由市电输入的交流电压变化波动很大，经过过压吸收滤波电路将高频脉冲等干扰电压滤去后，送入直流开关稳压电源、交流取样电路和控制执行电路。
4.1.3.3参数计算
输出电压
输出电压
输出电压变化量
输入调整因数
电压调整率
稳压系数
输出电阻
温度系数
4.2稳压电路
4.2.1电路原图
输入与输出之间的电压不得低于3V！
4.2.2元器件作用
：
用来抵消输入端接线较长时的电感效应，防止产生自激振荡。
即用以改善波形。
：
为了瞬时增减负载电流时，不致引起输出电压有较大的波动。
即用来改善负载的瞬态响应。
5焊接过程中遇到的问题及解决方案
（1）焊接要按元器件从低到高的顺序，依次进行。
以保证焊接板的干净、整齐、美观。
（2）问题：
电源指示灯不亮
解决方案：
发光二级管极性是否正确，限流电阻是否焊接正确。
（3）问题：
变压器副边无输出
解决方案：
断电后检查副边线圈电阻，若电阻为无穷大，更换新的变压器。
（4）问题：
整流电路输出电压不达标
解决方案：
整流二极管方向是否正确。
（5）问题：
滤波电容发热
解决方案：
电容极性及整流二极管方向是否正确。
（6）问题：
稳压输出电压不正常
解决方案：
是否正确安装稳压器；电压调整电路是否焊接正常。
6实践小结
本设计采用变压、整流、滤波、稳压的流程思路将220v交流电压变为+5V、+12V、-12V及+1.25V~+14V可调的电压，而其中主要以三端固定稳压器CW7805、CW7812、CW7912构成的稳压电路设计作为设计的重点核心内容。
三端固定稳压器的使用系统具有功能强、性能可靠、成本低、方便易学等特点。
为满足设计需要，使用电容滤波电路的过滤，输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。
我们还运用Multisim软件仿真了变压、整流、滤波、稳压的输出波形，了解了直流稳压电源的内部结构及工作原理，使我们对直流稳压电源有了更深的了解。
通过本次直流稳压电源的设计我的体会有如下三点：
一.做事情不能知难而退，要勇敢面对困难。
看题目是没有多少思路，认真跟随老师的分析脚步，慢慢的自己就会有一些思路。
二·做事情不能急躁，要有耐心的做。
分析电路图的每个元件功能和作用，每个部分的作用。
认真分析电路。
本来就是一个很繁琐的过程，需要足够的耐心。
三·做事情不能粗心，要细心的做事情。
Multisim仿真电路，每一个元件都不能出错，它的大小也是不能错。
应为在这个过程中有许多的细节都要注意，一个数据输错了，图形就不能真正确表述出来。
参考文献
【1】曹国清.数字电路与逻辑设计.徐州：
中国矿业大学，1998
【2】谢自美.电子线路设计﹒实验﹒测试.武汉：
华中科技大学，2000
【3】康华光.电子技术基础（模拟部分）.武汉：
华中科技大学，2006
【4】陈大钦.电子技术基础实验.北京：
华中理工大学电子学教研室，2007
附录
▪附录1：
Multisim仿真电路原理图
▪附录2：
Altiumdesigner设计的整体电路图
▪附录3：
Altiumdesigner设计PCB板图
▪附录4：
元器件清单
固定输出稳压电源元器件清单
晶体管串联型稳压电源元件清单
稳压电源实物照片
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