串联型二路输出直流稳压正电源电路模电课报告Word文件下载.docx

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串联型二路输出直流稳压正电源电路

内容及要求

①一路输出直流电压12V；

另一路输出5－12V连续可调直流稳压电源；

②输出电流IOm=200mA；

③　稳压系数Sr≤0.05。

进度安排

第1周：

查阅资料，到机房学习仿真软件，确定方案，完成原理图设计及仿真；

第2周：

领元器件、仪器设备，制作、焊接、调试电路，完成系统的设计；

第3周：

检查设计结果、撰写课设报告。

学生姓名：

指导时间：

周一、周三、周四下午

指导地点：

E楼311室

任务下达

2013年2月25日

任务完成

2013年3月15日

考核方式

1.评阅

　2.答辩□3.实际操作

　4.其它□

指导教师

系（部）主任

摘要

随着电力电子技术的迅速发展，直流电源应用非常广泛，其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。

这次课设完成了一个串联型二路输出直流稳压正电源，把交流电源经过变压器得到一个约12V的电压，经过桥堆整流以及电容的滤波之后，再通过LM7812一端输出固定电压，另一端接上可调电阻输出可调电压。

LM7812是一种三端稳压器，可在一端输出固定的电压12V，由于实验中有一路需要输出固定电压12V所以选择此稳压器。

另一端通过可调电阻来实现5~12V的可调。

关键词：

可调两路直流稳压电源

目录

前言1

第一章设计方案2

方案设计2

第二章电路设计3

2.1实验电路原理3

2.2电路设计图3

2.3实验仿真图4

第三章单元电路分析与设计6

3.1单元电路分析6

3.2元件参数计算7

第四章安装调试与结论分析8

4.1安装与调试8

4.2实验结果8

附录10

参考文献10

前言

电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千，但是和西方的发达国家还是有一定的差距；

以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等等方面技术领先；

因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也存在很大的差距。

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。

提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。

直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

常见的直流稳压电源，大都采用串联式反馈式稳压原理，通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。

由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄，使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。

第一章设计方案

方案设计

本电路由四部分组成：

变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。

（1）变压电路：

本电路使用的降压电路是单相交流变压器，选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。

（2）整流电路：

整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。

但是这种直流电的幅值变化很大。

它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。

常见的整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路等。

我们选取桥式整流电路实现设计中的整流功能。

半波整流：

U0=

=

U2=0.45U2

桥式整流：

然而单相桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求式一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小、见笑了输出电压的脉动等优点，因此在次设计中我选用单相桥式整流电路

（3）滤波电路：

经整流后的电压仍具有较大的交流分量，不能直接输出变为直流电源，必须通过滤波电路将交流分量滤掉。

尽量保留其输出中的直流分量，才能获得比较平滑的直流分量，使之波形变得平滑，接近理想的的直流电源。

（4）稳压电路：

因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。

稳压内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。

其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。

第二章电路设计

2.1实验电路原理

本实验电路采用输出电压可调且内部有过载保护功能的三端集成稳压器（LM7812），一端输出固定12V，另一端设计输出电压5~12V连续可调。

该电路所用器件较少且组装方便。

2.2电路设计图

图2.1实验电路图

2.3实验仿真图

（a）图中波形为可调时的最小电压。

图2.2输出5V电压

（b）图中波形为可调时的最大电压。

图2.3输出12V电压

（c）固定端输出电压。

图2.4固定端输出12V电压

第三章单元电路分析与设计

3.1单元电路分析

（a）变压电路

变压电路由电源变压器组成，变压器电路原理图及其波形变换如图所示，变压器的功能是交流电压变换部分，作用将电网电压变为所需的交流电压，即将直流电源和交流电网隔离。

图3.1变压器原理图

（b）整流电路

（1）电路图：

:

图3.2整流电路原理图

（2）工作原理：

在V2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，通过D1、D3给RL提供电流，方向由上向下；

在V2的负半周期，D2、D4D导通，D1、D3截止，通过D2、D4给RL提供电流，方向由上向下。

（c）滤波电路

电容滤波原理：

电容是一个能储存电荷的元件。

有了电荷，两极板之间就有电压UC=Q/C。

在电容量不变时，要改变两端电压就必须改变两端电荷，而电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。

时间常数越大，电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就“滤除”了交流分量。

（d）三端稳压器：

三端可调集成稳压器克服了固定三端稳压器输出电压不可调的缺点，继承了三端固定式集成稳压器的诸多优点。

在实验中，我们要产生一固定电压12V，故选择型号为型号LM7812KC的三端稳压器。

关于三个管脚功能，正方从左至右一次为输入、接地、输出。

图3.3三端稳压器

3.2元件参数计算

电容C1为滤波电容，滤波电容越大，放电过程越慢，输出电压越平滑，平均值越高。

但在实际上，电容的容量越大，不但体积越大，而且会使整流二极管流过的冲击电流更大。

因此选择470uF的较为合适。

电容C2用于抵消长线传输而引起的电感，其容量可选择在1uF以下，故选择C20.1uF;

电容C3改善负载的瞬态响应，其容量可选1uF及以下。

但若C3大，则会在稳压器输入端断开时，C3通过稳压器放电，所以选择C3=0.1uF。

同理可选择C4=1uF。

实验要求输出的电流Iom=200mA，所以固定端的电阻R3=12/0.2=60Ω,稳压器的输出端和公共端电流恒定不变I=0.2A，当电阻未接入时5V=I*R1,当电阻全接入时，12V=（R1+R2）*I。

由此可得电阻R1=24Ω，R2阻值范围0-34Ω。

第四章安装调试与结论分析

4.1安装与调试

1．根据实验电路图标清各元件位置。

2.准备好元件清单，并且检查各元件的好坏。

3.辨别三端稳压器的引脚，正确安装三端稳压器。

4.焊接时要对各模块电路进行单个测试。

5.测试电路前要进行安全检查。

6.保证元件接地。

7.调节电位器，测量电压变化范围。

图4.1实物图

4.2实验结果

当输入一端输入220V，50Hz交流电压时，用万用表测得固定端的输出电压等于12.06V，可调端的电压范围为3.96V~10.14V。

误差分析：

在测试电路过程中可能带来误差的因素有：

1.测量时接触点之间的微小电阻造成。

2.万用表内阻造成误差。

3.电阻及仪器本身的准确度会造成系统误差。

4.元件本身参数不准确。

本次完成的电路实现了两路直流电压的输出，但是由于部分元件参数与理论有偏差，用近似元件代替的，所以可调的范围与理论计算值有一定的误差。

如果更换三端稳压器的值可以实现更大的可调范围，，一些元件采用电位器代替的话可以实现更精确的调节，便于被应用。

附录

元件名称

型号及数量

桥堆

3N2471个

电容

2个0.1uF1个1uF1个470uF

电阻

1个24Ω1个60Ω

电位器

1个34Ω

三端稳压器

LM7812KC1个

变压器

1个

开关

单刀1个

电路板

1块

参考文献

[1]陶希平.模拟电子技术基础[M].北京:

化学工业出版社.2001

[2]华容茂.盛过军.电工电子技术实习与课程设计[M].电子工业出版社.2000

[3]贾达,数字电子技术基础[M].北京:

[4]周敏,唐永强.电子技术[M].北京:

高等教育出版社.2000

[5]周雪.电子技术基础[M].北京:

电子工业出版社.2004