模電課程設計(直流穩(wěn)壓電源)

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1、題目名稱：直流穩(wěn)壓電源姓名：吳金光班級：電氣132學號：201333495207日期：2015-7-9模擬電子技術課程設計任務書適用專業(yè)：電子信息工程專業(yè)設計周期：一周一、設計題目：直流穩(wěn)壓電源二、設計目的及要求1.1設計目的1、通過集成直流穩(wěn)壓電源的設計，安裝和調試，學會選擇變壓器、整流二極管、濾波電路、集成穩(wěn)壓器及相關元器件設計直流穩(wěn)壓電源；2、仿真并焊接直流穩(wěn)壓電源。3、掌握直流穩(wěn)壓電路的調試及主要技術指標的測試方法。1.2設計要求1、要求設計制作一個直流穩(wěn)壓電源，可將220V/50HZ交流電源輸出±12V(±5

2、V)直流電壓；2、仿真直流穩(wěn)壓電源；3、電網供給的交流電壓U1為220V，50HZ。變壓器輸出電壓U2為18V～20V，50HZ。4、穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調，且輸出電流可擴展。5、安裝調試后焊接并書寫課程設計報告書。6、答辯驗收。三、設計原理及方案比較四、設計報告總結（要求自己獨立完成，不允許抄襲）。1、對所測結果（如：變壓器的輸出，濾波輸出，穩(wěn)壓輸出進行測量）進行全面分析，總結穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓的條件條件。2、分析討論測試中出現(xiàn)的故障及其排除方法。3、體會與收獲。一、方案論證與比較1.1方案提出方案一：三端穩(wěn)壓電源方案二

3、：線性穩(wěn)壓穩(wěn)流電源方案三：半橋式直流穩(wěn)壓電源1.2設計方案的論證和選擇方案一中三端穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件少。器件體積小，性能高，操作簡單，電路簡單，使用方便。內部電路具有過壓保護、過流保護、過熱保護功能，這使它的性能很穩(wěn)定，并且能防止過載，能夠實現(xiàn)1A以上的輸出電流。器件具有良好的溫度系數(shù)，因此產品的應用范圍很廣泛。三端穩(wěn)壓芯片的內部含有限流保護、過熱保護和過壓保護電路，采用了噪聲低、溫度漂移小的基準電壓源，工作穩(wěn)定可靠。解決了與單點調節(jié)相關的分散問題，而且成本低廉。方案二中線性

4、穩(wěn)壓電源是比較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓直流電源的特點是：輸出電壓比輸入電壓低；反應速度快，輸出紋波較?。还ぷ鳟a生的噪聲低；效率較低（現(xiàn)在經常看的LDO就是為了解決效率問題而出現(xiàn)的）；發(fā)熱量大（尤其是大功率電源），間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲。方案三中半橋式直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)點是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠，缺點是相對于線性電源來說波紋較大。二、系統(tǒng)的功能及設計框圖2.1系統(tǒng)的全部功能、要求及技術指標交流電經整流濾波電路轉換為直流電，再經濾波電路濾去整流輸出電壓中的紋波，最終輸出平穩(wěn)的直流電。且輸出直流電壓可調，輸出電流可

5、擴展，輸出紋波電壓與穩(wěn)壓系數(shù)均小于一定值。1、電網供給的交流電壓U1為220V，50HZ；2、變壓器輸出電壓U2為18V～20V，50HZ；3、穩(wěn)壓電源輸出直流電壓可調，最大負載電流100mA左右；4、輸出紋波電壓小于5mv，穩(wěn)壓系數(shù)<=0.01；5、驅動負載可調（如：120Ω

6、或電流調整率）、紋波電壓（紋波系數(shù)）及溫度系數(shù)。2.2確定設計框圖（系統(tǒng)包含的單元電路及結構）和總體設計方案穩(wěn)壓模塊濾波模塊整流模塊三端穩(wěn)壓電源圖1三端穩(wěn)壓電源系統(tǒng)框圖總設計方案：220V的電壓經變壓器變壓后變成電壓值較小的交流，再經橋式整流電路和濾波電路形成直流，穩(wěn)壓部分采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。比例運算電路的輸入電壓為穩(wěn)定電壓，且比例系數(shù)可調，集成運放輸出端加晶體管，并保持射極輸出形式，就構成了具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。2.3單元電路的分析與設計：1、電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網220V交流電壓變換成符合需要的

7、交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。2、整流電路：利用單向導電元件，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電，單相橋式整流電路如圖2。由圖可見，U2正半周時D1、D4導通，D3、D2截止，在負載電阻RL上形成上正下負的脈動電壓；而在U2負半周時，D2、D3導通，D1、D4截止，在RL上仍形成上正下負的脈動電壓。如果忽略二極管內阻，有Uo≈U2。橋式整流電路波形如圖3（b）所示。正負半周均有電流流過負載，而且電路方向是一致的，因而輸出電壓的直流成分提高，脈動成分降低。單相橋式整流電路主要參數(shù)：輸

8、出直流電壓O(AV)U,脈動系數(shù)S，二極管正向平均電流ID(AV),二極管最大反向峰值電壓URM。橋式整流電路解決了單相整流電路存在的缺點，用一次級線圈的變壓器，達到了全波整流的目的。圖2單相橋式整流電路3、濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。設u2波形如圖3（b）所示，未接電容