电子线路设计性实验~直流稳压电源的设计

                                  

实验目的：

          ★学习变压器，整流二极管，滤波电容及集成稳压器设计直流稳压电源

       ★掌握基本稳压电路的工作原理

       ★掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法

       ★掌握集成稳压器的特点和使用方法

基本原理：

       ★直流稳压电源由电源变换电路，整流电路，滤波电路，稳压电路和负载五部分组成。整流电路主要是利用二极管单向导电性原理，讲交流电压变化为单向脉动电压。

          ★滤波电路是利用电容和电感的充放电储能原理，将波动变化大的脉动电压滤波成较平滑的电压。

          ★稳压电路是直流稳压电源的核心。

 

  

1设计任务

1.  设计一个双路直流稳压电源。

2.  输出电压 Uo = ±12V ，

    最大输出电流 Iomax = 1A 。

3.  输出纹波电压 ΔUop-p ≤ 5mV ,

    稳压系数 S_U≤ 5×10-3 。

4.  选作：加输出限流保护电路。

2 电路设计与参数计算

整体电路

1）整流电路参数

输出电压平均值：

输出电流平均值：

平均整流电流：

最大反向电压：

整流二极管的选择（考虑电网%波动）：

2）滤波电路参数

二极管导通角θ：

 

滤波电容的选择：

一般选择几十至几千微法的电解电容，耐压值应大于。

3）实际计算过程

（1）要使W7812正常工作，必须保证输入与输出之间维持大于2V的压降，因此W7812输入端直流电压必须保证在14V以上。W7812输入端的电流是许对变压器副边输出电压U₂(t)整流、滤波后得到的。假设整流电路内阻为0，负载电流为0，W7812输入端有最大电压U=1.414U_ef，U_ef是U₂(t)的有效值。由于滤波电容不可能无限大，所以U<1.414 U_ef,根据经验可知U=1.2 U_ef，得U_ef=14.4V，考虑到整流桥经过两个二极管约有1.4V的压降，得变压器可取15V。

（2）变压器选择：变压器选择双15V变压，考虑到电流不需要太大，最大电流为2A，实际选择变压器输出功率为30W，可以很好地满足要求。

（3）整流桥：考虑到电路中会出现冲击电流，整流桥的额定电流时工作电流的2~3倍。选取RS301（100V,3A）即可，实际购买过程中选择了2W10也符合设计要求。

（4）滤波电路：考虑到对纹波电压要求比较高，所以选择了2200uF、耐压值为25V的电解电容。

（5）去耦电容：去耦电容的选择是由W7812和W7912芯片要求的，查手册可）知分别为0.1uF和0.33uF，用来滤除高频分量，防止产生自激。

（6）为了防止负载产生冲击电流，故在输出端加入220uF、耐压值为25V的电解电容。

（7）W7912支路的原件参数与W7812支路相同。

（8）为防止电源输出端短路，需安装保险管；为防止W7812和W7912因过热而烧坏，需加装散热片。

至此，所有元件的参数都已确定。

3 电路仿真与分析

（1）采用EDA仿真软件Multisim10对双路直流稳压电源电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。下图为在仿真软件Multisim10 仿真的电路图。

直流稳压电源电路

滤波电路输出

(2) 通过仿真中的波特图仪器测试出波形和使用万用表测出的输出电压的大小

                  

从上图可以看到输入的正弦信号经过整流、滤波、稳压后最终得到我们所需要的直流电压

4 电路安装与调试

    拿到PCB板后，就可以进行焊接、装配与调 试工作。

 ? 1、元器件检查与整形 ? 检查PCB是否有断线、短路、破损等情况； 检查元件型号、数量是否与清单一致； ? 对主要元器件（如电源线、变压器、整流二 极管等）进行参数测定。 ? 使用工具对相关元件按照相关技术规范进行 整形。（严禁粗暴整形）

? 2、焊接 ? 焊接要按照从低到高的顺序，依次进行。 焊点要有光滑整齐的外观，足够的机械强度 以及可靠的电气连接。 ? 3、装配 ? 注意： ? （1）变压器副边中心抽头要接到地线上。 ? （2）220V电源线与变压器原边接线要有热 缩管保护，防止触电短路。

4、调试 （1）检查电源插头是否短路。 （2）各输出对地是否短路 若上述两步均可通过，即可进行通电检查。 逐级测量各点参数是否符合设计要求。 ? 5、常见问题处理 ? （1）变压器副边无输出 ? 断电后检查副边线圈电阻，若电阻为无穷大， 更换新的变压器。 ?

? （2）整流电路输出电压不达标 ? 整流二极管方向是否正确； ? （3）滤波电容发热 ?整流二极管方向是否正确； ? （4）电源指示灯不亮 ? 限流电阻是否正确焊接；发光二级管极性 是否安装正确。 ? （5）稳压输出电压不正常 ? 是否正确安装稳压器；电压调整电路是否 焊接正常。

5 设计总结

本次课程设计不仅仅是了解了有关集成直流稳压电源的知识，更重要的是能将书本上的理论和所学的知识与实际的动手操作相结合。不但提高了大家的动手能力，更激起了大家对本专业学习的兴趣。

 

第二篇：稳压源制作报告

电子技术研讨课

产品制作报告

稳压源制作

 院系   工学院机械系

              班级   11—材料

              姓名    赵广治

                学号    1101180002

绪论：

在工农业生产和科学实验中，主要采用交流电，但是在某些场合，例如电解、电镀、蓄电池的充电、直流电动机等，都需要直流电源供电。此外，在电子线路和自动控制装置中还需要用电压非常稳定的直流电源。为了得到直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用各种半导体直流电源。因此，学会制作简单的稳压源是工科学子必不可少的必须技能，只有如此，才能更好的学以致用，懂的理论与实际的联系。

制作要求：

1.恒定稳压源：输入AC220V,输出DC5V;

2.最大输出电流：Imax=1A;

3.脉动系数：0.67。

制作方案：简单的并联型晶体管稳压电源

    其调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，带载能力很好，动态特性也好，电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但是效率低，尤其是在小电流时调整管承受较大的电流，损耗过大。

一、实验目的：

1.熟悉线性集成稳压电路的工作原理和特点。

2.掌握三端固定及三端可调输出电压集成稳压器的使用。

3.学习测量集成稳压电源技术指标的方法。

4.结合直流稳压电源的制作，调试，练习和掌握电路板的焊接。

二、实验器材：

万用板一个，1N4007晶体管四个，（220伏至8伏）交流变压器一个，电解电容2200μF一个，电解电容100μF一个，电容0.1F两个，LM7805三端稳压器一个。电烙铁一个，松香若干，锡丝若干,导线若干等。

三、实验原理：

电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用电池和直流发动机外，大多数是采用交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图1所示。电网供给的交流电压U1（220V，50Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压Ui，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的电流电压UI，但是这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变化而变动。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。

1.电路设计过程

 

 

图1

2.变压器变压

220V交流电端子 连一个降变压器 把电压值降到8V左右

3.单项桥式全波整流电路

根据图，输出的平均电压值

            即 ：

4.电容滤波

本设计我们使用电容滤波，滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。

C 越大， RL越大，τ越大，放电越慢，曲线越平滑，脉动越小。

5.直流稳压

因为我们要输出5V的电压，所以选用Lm7805三端稳压器件

6.总电路

五、实验后总结

整理实验器材，按照正确的方法收放器材，并整理试验台，做好实验记录。从实验中掌握和学习一些必要的分析和解决一些基本稳压源制作过程中出现的问题。通过小组总结，集体讨论和请教老师的方法，确保真实的掌握该实验的实验原理和制作过程。通过这两次简单的电子电路制作实验，我从中学到了许多无法从课本中学到的知识，而且好学会了一些独立分析问题解决问题的方法，这一点是至关重要，当然，团队协作更是成功完成实验的法宝。在实验中，遇到不少问题，如电子电路的正确连接，及焊接，器材正负极的判断，及其数据的量取。对于新接触的器材，如何从一窍不通到基本掌握，这个过程中，我们付出了很多，当然，收获颇丰。动手是把理论变成实际的唯一方法，所以我动手，我收获了成功。虽然这只是一次简简单单的实验，但它给了我们把理论变成实际的桥梁，所以我倍加珍惜。很快这一门课就要结业了，珍贵的总是短暂得，所以我要学会珍惜剩下实验动手机会，好好的学一些电子电路基本知识。