毕业设计70半导体直流稳压电源设计Word格式文档下载.docx

1、4、原理分析.85、参数选择及数据处理.116、电路原理图与PCB图.157、主要原器件.168、调试和测试.179、心得体会.1910、参考文献.202、设计任务 半导体直流稳压电源的设计和测式一、 设计目的 1、 学习直流稳压电源的设计方法；2、 研究直流稳压电源的设计方案3、 掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。二、 设计要求和技术指标 技术指标：要求电源输出电压为+1V+6V，输入电压为交流220V，最大输出电流为IL=100mA，稳压系数S r3%，电网电压波动正负10%。 设计要求（1） 设计一个能输出+1V+6V的直流稳压电源；（2） 要求绘出原理图，并用Protel画出印

2、制板图；（3） 根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数，（4） 在万能板或面包板上制作一台直流稳压电源；（5） 测量直流稳压电源的稳压系数；（6） 测量直流稳压电源的内阻；（7） 拟定测试方案和设计步骤；（8） 写出设计性报告。三、 设计提示 设计电路框图如图所示，稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选7812和7912稳压器。测量稳压系数，在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Vo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=VoVi/ViVo.测量内阻，在输入交流为220V，

3、分别测得负载电流为0及最大值时的Vo，Ro=Vo/IL. 实验仪器与参考书提示（1） 自耦变压器一台（2） 数字万用表（3） 数字电压表（4） 变压器、面包板或万能板（5） 智能电工实验台参考书目：电工学电子工业出版社； 晶体管直流稳压电源辽宁科技出版社。 四、 设计报告要求 选定设计方案； 拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值； 列出测试数据表格。五、 设计总结 总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点，对设计方案进行比较。 总结直流稳压电源主要参数的测试方法。方案选择及论证与原理分析一、方案选择及论证任务书要求输入220伏的交流电，输出为12伏的稳压直流电，则首先应该进行

4、降压处理，然后要对降压后的交流电进行整流，再其次是对含有交流成分的脉动直流电进行滤波处理，最后对直流点进行最后的稳压处理。（一）降压的过程，直接选用实物降压器进行降压，并且要根据电路中所需的合适电压适当选择降压器，具体情况根据实际需求而定。（二）然后是整流过程，自然而然选择了优点突出的桥式整流电路，它由4只二极管构成，连接方法这里不在举出，在以后的原理图中将给出它的连接方法 。（三）对于滤波过程，我们用电容滤波电路来实现，它的方法是在桥式整流电路输出端并联一个较大的电容C来构成一个电容滤波电路。（四）最后的稳压器选择，我们选择了集成电路，又根据任务书中的提示，选择了三端可调输出集成稳压器，它主

5、要由7812芯片和一个电解电容和两个可调变阻和一个电容构成，具体不再介绍，后面的原理图将会给出三端可调输出集成电路的构成图。原理分析1直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。各部分的作用：（1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=，式中是变压器的效率。（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。各滤波电容C满足RL-C（3

6、5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。（3）三端集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有78系列，它们的输出电压从1.25V37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。其典型电路如图，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo1.25（1R2/R1）式中R1一般取120240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。2稳压电流的性能指标及测试方法 稳压电源的技术指标分为两种：一

7、种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。测试电路如图3。图3稳压电源性能指标测试电路（1） 纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。（2）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。（3） 电压调整率：输入电压相对变化为10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电

8、压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。（4） 输出电阻及电流调整率输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率：输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。参数选择及数据处理1、根据三端可调试输出集成稳压器的特点：当输入电压为240伏范围内变化是，电路均能正常工作，并且输出端与调整端之间的电压等于基准电压1.25伏，而整流电路的输出端电压平均值U=0.9U2，即0.9U2在240伏间取，所以可取的输出电压为12伏的降压器。2、

9、对于滤波电路电容的选取： 可由纹波电压VOP-P和稳压系数SV来确定。已知，Vo=9V,Vi=12V,Vop-p=5mA,SV=310-3 .则由式由式得滤波电容，电容C的耐压应大于。故取2 只2200F/25V的电容相并联。3、稳压器内部设计满足：选可调式三端稳压器LM317，其特性参数Vo=1.2V37V,Iomax=1.5A,最小输入、输出压差（ViVo）max=40V。组成的稳压电源电路，由式得Vo=1.25（1+RP1/R1）,取R1=240，则RP1min=336,RP1max=1.49k,故取RP1为4.7K的精密线绕可调电位器。4、其它元器件的作用：V用于防止短路时C2通过调整

10、端放电而损坏稳压器；C2用于减少输出纹波电压。R2用于调节输出电压的大小。二、静态调试当连好电路板的线路时，先不要急着通电，而因该从以下几个方面进行检测：A、对照原理图，用万用表一一检查线路的各个接口是否接通，是否有短路、断路或漏接的现象，如果有，因该及时改好电路连线。B、对照原理图，检查各元件是否接正确。 动态调试1、稳压电源的性能指标的测试接通220V的电源，用数字万用表对所设计的电路实物进行测试，得到电源输出电压为39V. 2）、内阻的测量在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的VO，即用开路短路法可测得电源内阻。测得数据如下：Imin=0.17A， Vmin=3.12VI

11、max=0.52A， Vmax=9.25V根据以上数据可得电源内阻为：r=VmaxImax =9.25V/0.52A = 17.783）、稳压系数的测量稳压系数是指在负载电流I0、环境温度T不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即稳压系数 SV=（VO/VO）/（VI/VI） IO=常数，T=常数 断开工频电源，按图1改接实验电路，取负载电阻RL18。1） 初测接通工频220V电源，测量U2值；测量滤波电路输出电压UI（稳压器输入电压）， 集成稳压器输出电压U0，它们的数值应与理论值大致符合，否则说明电路出了故障。设法查找故障并加以排除。电路经初测进入正常工作状态后，才能进行各项指标的测试。 1）、输出电压的测量2）各项性能指标测试 输出电压U0和最大输出电流Iomax的测量 。在输出端接负载电阻RL18，由于输出电压U09.25V，因此流过RL的电流Imax=0.51A。这时U0应基本保持不变，若变化较大则说明集成块性能不良. 图1稳压系数S 的测量测试过程是：先调节自耦变压器使输入电压增加 10%，即Vi=242V，测量此时对应的输出电压Vmax；再调节自耦变压器使输入电压减少 10%，即Vi=198V，测量此时对应的输出电压Vmin，然后再测出Vi=220V时对应的输出电压VO，则稳压系数SV=（VO/VO）/（Vi