12V对称稳压电源设计【精品范本】.doc

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1、荆楚理工学院电子课程设计成果学院:电子信息工程学院 班级学生姓名：学号：设计地点（单位)： 112 设计题目： 1V对称稳压电源设计完成日期: 201年6月2日指导教师评语: _ _成绩(五级记分制):教师签名:1V对称稳压电源设计一、 设计任务与要求设计一个1V对称稳压电源，实现其基本功能。要求输入2V,0Hz的交流电，输出为1V的对称稳压直流电,完成实际电路制作,测试相关电路参数，进一步掌握其基本原理二、 方案设计与论证此设计要求设计一个双路输出12V稳压电源,该电源包含以下几个部分：变压器、整流桥、滤波电路、稳压电路、高频噪声静躁电路。以上各部分的作用如下:变压器:变压器是将220V 5

2、0H的交流电压变换成整流电路所需要的交流电压。整流桥:整流桥的作用是将交流电变成直流电，完成这一任务主要是靠整流二极管的单向导通作用。滤波电路:滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗原件组成。稳压电路：将输出电压保持在一个稳定的数值。高频噪声静躁电路：滤除电路中出现的高频噪声。方案一：1V对称稳压电源设计由输入、变压、整流、滤波、稳压、去噪声、输出几部分组成 .输入为20V 0的正弦交流电，我们采用W71和W12三端集成稳压器组成的正、负双向直流电可以满足输出电压为2V的要求。整流电路采用的是单相桥式整流电路.滤波电路可以采用四个1N00二极管来进行滤波。电源变压器要为后面的稳压电源

3、部分W7812和W7912提供电源,所以选用220 50Hz双2V的变压器。由于滤波电容C的容量比较大,本身就存在较大的等效电感，对于引入的各种高频干扰的抑制能力很差。为了解决这个问题,在电容C两端并联一只小容量的电容就可以有效的抑制高频干扰.方案二：晶体管串联型1V对称稳压电源电路主要元件包括：晶体三极管、限流电阻、稳压二极管、以及滤波电容。令限流电阻与稳压二极管串联，并联在电源与地之间，便可以在稳压二极管上得到稳定的电压。之后由NP型三极管射极输出、集极接电源输入,稳压二极管接基极。由于发射极与基极PN结间电压固定,因此电路的输出电压等于稳压二极管的电压与PN结电压之和。经过比较,我们选用

4、方案一，因为方案一成本低，制作简单，同时也能稳定输出我们所需的2电压。三、单元电路设计与参数计算1。变压器：电源变压器的作用是将电网220的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电,变压器副边与原边的功率之比为2/Pn,式中n 是变压器效率。根据电路要求,我们选择了12V30的变压器。整流电路:在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路,整流电路的作用是将交流电压U2变换成脉动的直流电压U。滤波电路一般由电容组成,其作用是把脉动直流电压U3中大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U1。U1与交流电2的有效值2的关系为：U1=(1。11.)U2在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为

5、：RM=U流过每只二极管的平均电流为：ID=IR/2=0。5U2/R其中，为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数R应该满足：C（5）T/2其中,=2m是5z交流电的周期。3.滤波电路:经过整流后的电路仍然含有较多的交流部分,所以我们要经过滤波电路的处理.滤波电路采用的是电容滤波电路,所选用的电容是耐压值为2V、容量为00uF的电解电容和耐高温、稳定性强的0.1u的独石电容。滤波电容的选择：=(3)一般选择几十至几千微法的电解电容,耐压1。U4。稳压电路：稳压管稳压电路，三端集成稳压器和电压可调式三端集成稳压器，开关式稳压电路(电源效率可调高)。本设计采用三端集成稳压器三

6、端集成稳压器：W78系列-输出正电压W79系列输出负电压表示输出电压值，本设计中采用7812和791稳压器在它的基本应用电路中要注意:三端集成稳压器输入、输出电压差为3。C、C7、用来实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激和抑制电路引入的高频干扰。取电容1。.C5是电解电容，用来减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰.四、总原理图和元件清单1.总原理图2。元件清单元件序号型号主要参数数量备注T变压器输入2V，输出1V2 30VA1D、D2、3、D41N4007最大平均整流电流1，最大反向耐压1000V4C、2、C铝电解电容2V/0F4C、4、C7、C8独石电容、1001u4U1L78输入电压

7、为14.8V到27，输出电压最大2V,电流11带散热片U2L7912输出-12，1。5A1带散热片万用电路板9C*15C1五、安装与调试按照电路图连接好电路后,用万用表进行测试。1静态调试：输入为220 5Hz,输出应该为V。2.动态调试:通电后,用万用表测试输出电压分别为+1.1V和12.7V。六、性能测试分析。在protes中进行分步仿真，并在实验室实际测量,观测输出波形.（1)变压部分:变压器接交流电,输出接示波器，观测波形。仿真时,这个部分没有误差，输入为2V5Hz,输出为12V，50z(如上图)。而实际电路中测量波形也相同(如下图)(2)。整流部分仿真时，这部分没有误差（如上图)。同

8、理，在实验室测量波形也相同，仅有少许干扰（如下图）。(3)滤波部分在protes中仿真时可以看出波形中已经很平滑（如上图），而在实验室测量实际电路时波形也很平稳（如下图）。(4)。稳压部分在仿真时,输出电压已经是直流了，很平稳（如上图）,实验室测试波形也如此（如下图)。2。测试性能指标稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标，包括输入电压、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,输出电阻,纹波电压及温度系数。本设计中,我们主要测试其稳压系数S、输出电阻R0和纹波电压。（1)。测量稳压系数S稳压系数定义为:当负载保持不变时，输出电

9、压相对变化量与输入电压相对变化量之比。稳压系数反映电网波动时对稳压电路的影响，越小越好。在proues中改变输入电压，使输入到变压器的交流电压分别为2210,测量稳压电源的输出电压,根据公式计算稳压电源的稳压系数S。在这里,我选用3的电阻作为负载。仿真实验数据如下：输入（)正电源输出(V)负电源输出()稳压系数13.111。4-11。9S1(正)182.00。107S1(负）-10911.12。0-12.0S2（正）=0。6332(负）-。33（).测量输出电阻0输出电阻0定义为:当稳压电路输入电压保持不变时,由于负载变化而引起的输出电压变化之比与输出电流变化之比输出电阻反映稳压电路受负载变化

10、的影响，越小越好。在仿真时我分别选用50和10电阻来作为负载。仿真数据如下负载（)正电源输出负电源输出输出电阻R0电压（V)电流()电压（V)电流()501.40.11.0.230（正)=。50R0(负)=。331010。50.111。500。1实际测量数据如下负载（)正电源输出负电源输出输出电阻0电压（V)电流()电压(V)电流(A）5。00。15-2。140.80(正）0.2R0（负）=11040。02。150。04(3)。纹波电压所谓纹波电压,是指在额定负载条件下,输出电压中所含交流分量的有效值或峰值。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低,降低的倍数反比于稳压系数测量纹波电压

11、可以先用示波器将整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来测量otues中仿真数据如下,我们采用0电阻作为负载.负载（)纹波电压10正电源输出(）负电源输出（V)0442（4).实测数据正电源输出负电源输出输出电压(V)12112。7加50负载时,最大输出电流(A）15-0.08七、结论与心得经过了两个星期的努力,终于完成了1V对称稳压电源的设计制作.刚开始时，选题就花了一整天。由于是第一次做课程设计,总是担心所选的课题太难,担心自己水平不足，做不出作品。然而，当我真正选好这个课题,并尝试去制作时，发现它并没有想象中的那么难。我们在大二时就已经学过了模电，在那本书上的第十章就有关于直流稳压电流源

12、制作的介绍,同时,我们在上模电实验课时,也做过直流稳压电源的实验。并且，我们这学期也在学习数电。其实，我刚开始的担心是多余的,有了我们之前学习模电、数电的基础,我完全可以独立完成12V对称稳压电源的设计与制作，它无非就是在我们之前学的基础上有了一些加深而已。在制作过程中,我先从仿真开始，这一过程也让我对proues这个软件有了更深一步的了解。仿真也花了我几天时间,但最后我通过查阅资料,也终于顺利的完成了仿真。我的仿真图给王老师看过后,王老师也确认没有问题,可以动手制作了。由于有了之前的仿真设计,我在实际焊接制作时，也没有犯错,所有的连线都是按仿真图里面来接的。焊接好后，经过测试，它的输出电压也在1V左右,表明我的设计成功完成了。两周的课程设计让我明白,只有熟练的掌握理论知识,多进行实践，才能更好的理解所学的知识。八、参考文献童诗白、华成英.模拟电子技术（第四版)。高等教育出版社。2006李雪梅、童强、何光普.模拟电子技术基础实验与综合设计。西安电子科技大学出版社.2015康华光。电子技术基础 数字部分(第六版).高等教育出版社。1杨欣、胡文锦、张延强。实例解读模拟电子技术.电子工业出版社.2013