模拟电子技术课程设计报告(直流稳压电源).docx

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1、模拟电子技术课程设计报告(直流稳压电源) 模拟电子技术课程设计报告设计题目：直流稳压电源设计 专业电气工程 班级 学号 学生姓名 指导教师 设计时间 XXX 教师评分 2XXX年月日 昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 目录 1.概述 (2) 1.1直流稳压电源设计目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 2.直流稳压电源设计的内容 (4) 2.1变压电路设计 (4) 2.2整流电路设计 (4) 2.3滤波电路设计 (8) 2.4稳压电路设计 (9) 2.5总电路设计 (10) 3.总结 (12) 3.1所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的12 3.3体会收获及建议 (12) 3.

2、4参考资料（书、论文、网络资料） (13) 4.教师评语 (13) 5.成绩 . 错误！未定义书签。 昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 1.概述 电源是各种电子、电器设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分，直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。 直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压控制电路所组成，具有体积小，重量轻，性能稳定可等优点，电压从零起连续可调，可串联或关联使用，直流输出纹波小，稳定度高，稳压稳

3、流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能，是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给，才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低，电子设备本身耗供电造成不稳定因家。解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。 直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。 1.1直流稳压电源设计目的 （1）、学习直流稳压电源的设计方法； （2）、研究直流稳压电源

4、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。 1.2课程设计的组成部分 1.2.1 设计原理 设计电路框图 设计电路框图如图1所示，包括变压器降压，整流滤波电路滤波，稳压电路进行稳压四个部分。图1为电压经过各个部分的波形，交流U1经过变压器降压后到较小的交流U2，经过整流滤波后变为纹波很小的直流U4，最后由稳压电路进行稳压输出。 直流稳压电源的组成 图1 1.2.2各部分电路的作用 交流变压器。一般的电子设备所需要的直流电压较之交流电网提供的200V 电压相差较大，为了得到输出电压的额定范围，就需要将电网电压转化到合适的数值。所以，电压变换部分的主要作用就是将电网电压变为所

5、需要的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。 整流电路。整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压。由于这种电压存在着很大的脉动部分（称为纹波），因此，一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波会严重影响到负载的性能指标。 滤波电路。滤波部分的作用是对整流部分输出的脉动直流进行平滑，使之成为含交变成分很小的直流电压。也就是说，滤波部分实际上使一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。 稳压电路。尽管经过整流滤波后的电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电

6、压的基本稳定。 1.2.3设计方案的的分析 由设计原理可知直流稳压电源应由几部分组成，而且各个部分相对独立，因此，在进行设计电路的时候我们采用各个部分分别设计，独立选择元器件，独立测试的方法，最后将这几部分进行组装和调试，最终达到设计完整直流稳压电源电目的。 2.直流稳压电源设计的内容 2.1变压电路设计 变压电路相对简单，仅有一个单相变压器，变压器将220V市电转化为电路 能承担的电压。理想变压器满足I 1/I 2 =U 2 /U 1 =N 2 /N 1 =1/n,因此 P 1=P 2 =U 1 I 2 =U 2 I 1 .变压器副边与原边的功率比为P 2 /P 1 =,式中是变压器的 效率

7、。根据电路需要选择适当的单相变压器。 图2 2.2整流电路设计 整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。有半波整流和全波整流，最常用的是单相桥式整流电路。本设计也采用了单相桥式整流电路，所谓桥式整流电路，就是用二极管组成一个整流电桥。 当输入电压处于交流电压正半周时，二极管D 1、负载电阻RL、D 3 构成一个 回路输出电压Uo=ui-UD 1-UD 3 。输入电压处于交流电压负半周时，二极管D 2 、 负载电阻RL、D 4构成一个回路，输出电压Uo=ui-UD 2 -UD 4 。 单项桥式整流电路 图3 设变压器的副边电压有效值为2U ,则其瞬时值2u =22U sin t 。当2u 为正

8、半周时，电流由A 点流出，经1D 、L R 、3D 流入B 点，因而 负载电阻 L R 上的电压等于变压器副边电压，即0u =2 u ， 2D 和4D 管 承受的反向电压为 -2u 。当2u 为副半周时，电流由B 点流出，经2D L R 4D 流入A 点，负载电阻L R 上的电压等于 -2u ，即0u =-2u ， 1D 3D 承受的反向电压为2 u 。由于 1D 3D 和2D 4D 两对 二极管交替导通，致使负载电阻L R 上在2 u 的整个周期内都有电流通过，而 且方向不变，输出电压0u =| 22U sin t |。 单项桥式整流电路的波形图 图4 通过上述分析，可以得到桥式整流电路的基

9、本特点如下： （1）桥式整流输出的是一个直流脉动电压。 （2）桥式整流电路的交流利用率为100%。 （3）电容输出桥式整流电路，二极管承担的最大反向电压为2倍的交流峰值电压（电容输出时电压叠加）。 （4）桥式整流电路二极管的负载电流仅为半波整流的一半。 （5）实际电路中，桥式整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的 要求。 仿真图如下： 图5 2.2.1.参数计算 负载电压平均值： 2 220 09.022 )(sin 21U U t td U U = =? 图6 2.3.1.电容滤波电路的特点 （1）二极管导通角 ，导通时间缩短了，流过二极管的瞬 时电流很大，故对二极管的要求提高了。 选管时一般取 I FM =（2-3） I F 加在截止二极管上电压的最大值接近 （2）工程上常用下面经验公式来确定滤波电容C 的值，即 （3）电容滤波电路的输出电压为 2 22U L R T C 2) 53( 通常情况下取 仿真图如下： 图7 2.4稳压电路设计 经整流和滤波后的输出电压，虽然脉动的交流成分很小，但是仍会因交流电 2 0)4.11.1(U U =22.1U U o =