直流稳压电源设计Word文档格式.docx

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1.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±

12V）。

说明：

此用交流电源是220V50HZ.所以，要做成12V必须降压，常用的变压器是12V，欲达到更好效果可选用15V的电源。

我们这里用的是15V的交流输出电源。

设计要求上说明要12V的直流电，所以我们这里还要进行整流，将交流电变为直流电。

图1

图2

图3

经过降压并整流，接着还要进行滤波，一般使用大电容，我们这里取3300UF的。

因为是正负12V电源，所以必须使用两个。

后面介绍的元器件一般都使用两个。

图4

集成稳压块电路要稳压自然少不了稳压块，集成稳压块有很多的种类，因为我们要稳压到12V，市场上又能方便买到的，所以我们使用lm7812稳压块，负电源我们使用lm7912稳压块。

在安装稳压块之前，因输入可能较长，有可能会产生电感效应从而产生自激振荡，所以，一般在安装稳压块之前，先安装一个小于1uf电容，用来抵消输入线较长时的电感效应，防止电路产生自激振荡。

接着就可以安装稳压块了。

之后，还需安装一个电容，用于消除输出电压中的高频噪声，可取小于1uf的电容，也可取几微法甚至几十微法的电容，以便输出较大的脉冲电流。

但是若电容容量较大，一旦输入端断开，电容将从稳压器输出端向稳压器放电，易使稳压器损坏。

因此，可在稳压器的输入端和输出端之间跨接一个二极管，起保护作用。

一般我们还会在输出端在接一个220uf的电容。

为了更好的显示电源的输出，常在最后接一个发光二极管，但是发光二极管不能直接接到电源的正负极上，因为电压太大会烧坏发光二极管，必须串联一个电阻，电阻多大可视发光二极管的功率而定，一般的发光二极管我们串联一个1kohm的电阻即可。

电路图如图所示:

图5

2.输出可调直流电压，范围-1.5∽-15V。

上面我们做的直流电源是固定的12v，不能改变。

而很多的时候我们需要的是伏数不相同的电源。

这就要求我们的电源可调。

为了达到要求，我们必须设计一个可调的电源电路。

做可调电源的原理基本与不可调相同，我们要做的就是在安装芯片这里稍加修改即可。

电路如图所示：

图6

输出电压U＝（1+R2/R1）*1.25V

根据此公式可确定应选那种器件，其中R2的取值不宜太大，一般小于1kohm，我们这里取0.24Kohm。

为了达到大于15V的目的R1的取值应大于5.5ohm，根据市场上的卖出的器件，我们选择10Kohm可调电阻较符合要求。

另外，为了减小R2上的波纹电压，可在其上并联一个1uf的电容C5.但是，在输出开路时，C将向稳压器调整端放电，并使调整端发射结反偏，为了保护稳压器，可加二极管D，提供一个放电回路。

3.保护与扩流：

方案一：

在lm337上实现保护与扩流。

如图所示

图7

经过考虑觉得此种方法太过麻烦，电流扩展功能不太理想，计算太多，且需要应用较多的其他知识，不宜采取。

不过此方案只需焊接一个电路板，可以节约能源。

方案二：

在lm337上实现可调电源，在lm7812上实现电流扩展，在变压器的输入端加过流保护保修管实现电流保护。

电路图如图所示:

图8

设三端稳压器的输出电压为Uo1.图示电路的输出电压Uo=Uo1+Ud-Ube,在理想情况下，即Ud=Ube时，Uo=Uo1.可见，二极管用于消除Ube对输出电压的影响。

设三端稳压器的最大输出电流为Iomax,则晶体管的最大基极电流IBmax=Iomax-IR,因而负载的电流为的最大值为：

Ilmax=（1+B）（Iomax-IR）

此方案对于电流扩展，电压可调等功能实现的较理想，所需器材也不是很多，电路也较简单，焊接起来也比较方便，所以我选择方案二，但是此方案中要特别注意的是晶体管后面接的电阻要大功率的，否则会被烧掉，在试验中我选用的是功率为10W阻值为3.9欧姆的水泥电阻。

三、总原理图及元器件清单

1．总原理图

a直流正负电流源的设计图：

图9

b可调电源的设计图：

图10

C电流扩展设计图：

图11

2．元件清单

元件序号

型号

主要参数

数量

备注（单价）

元/件

输出15V变压器

15V

1

5

二极管

IN4007

12

0.1

稳压块

lm7812

2

1.2

lm7912

lm337

3

电容

220uf

0.47uf

10uf

3300uf

1.5

可调电阻

10k

0.6

大功率三极管

TIP41

大功率电阻

3.9ohm

0.2

普通电阻

120ohm

4

1k

6

0.05

发光二极管

LED灯

0.8

夹子

若干

导线

锡丝

万能板

中号

大号

2.8

四、安装与调试

安装：

准备好所有的元件后，先在万能板上做个大概的排位，布局好了以后，将元件一个一个焊好，注意不要有虚焊点。

接着用万用表的欧姆档逐个焊点测试看有无虚焊点，再检查因一次电路，在确定一切都正常后就可以进行通电了。

首先，从最后的输出端进行测试看看电压或电流符不符合要求，如符合要求说明电路成功。

如不符合，则需要检查看看是哪里出了问题。

最初看看有无电压，如果有就是数值不正确，最好从最后面查起。

如果连电压都没有，则应该从电压查起。

并逐步检查到稳压块附近。

调试：

1.直流电源：

测试不同位置的电压，看符不符合要求。

2.电压可调：

将万用表打在合适的量程，通电后，将电压的输出端接在万用表上，调节可调电阻，先将电位器调至最大后慢慢减小，看看电压的变化范围，读出电压，记录结果。

3.电流扩展：

通电后，将万用表旋至电流档，测量输出电流，读出电流大小。

记录数据。

五、性能测试与分析

（一）．测试步骤：

1．首先测试直流不可调电源：

将万用表拨至交流电压档，测变压器输出的电压值副边电压Uo1,Uo2；

将万用表拨至直流电压档，测稳压块的输入电压Ui和输出电压Uo。

2.测试直流可调电源的电压值：

将万用表拨至直流电压档，并将电位器拨至最小，记录最小电压值Umin让后拨至最大，记录最大电压值Umax。

3.测试扩展后的电流：

将万用表拨至测电流档，接通电源后在接上万用表，看看电流有多少，并记录数据I。

（二）．数据记录：

（1）原变电压U=220V副边电压：

Uo1=15V；

Uo2=15V

（2）集成块7812.7912输入电压分别为：

U1=20.8V；

U2=20.8V

集成块7812.7912输出电压分别为：

U3=12V；

U4=-11.9V

集成块7812.7912压差分别为：

U5=8.8V；

U6=8.9V

（3）可调电源的电压调节范围为：

1.4V-19V

（4）电流扩展电流1.6A

（5）稳压系数Sr<

=0.05.

（三）．数据处理：

集成块两端的电压差△U1=20.8-12=8.8V；

△U2=20.8-11.9=8.9V

（四）误差计算：

理论值、Uo1=15V，Uo2=15V，U3=12V，U4=12V；

测量值、Uo1=15V，Uo2=15V，U3=12V，U4=11.9V；

（五）相对误差分析：

W1%=（15-15）/15*100%=0%；

W2%=（15-15）/15*100%=0%

W3%=（12-12）/12*100%=0%；

W4%=（12-11.9）/12*100%=0.83%

（六）其他误差分析：

1．因实验的电路图画错导致无法得到正确的结果。

2．因人为操作不当而产生的误差。

3．因实验的仪器的老化而产生的误差。

4．因未注意而产生虚焊点而产生的误差。

5．测电流时，长时间会损坏元器件而得不到正确结果。

六、结论与心得

刚开始听老师说要自己设计课程设计心里还激动了一下，感觉应该很好玩，后来轮到自己要动手做的时候，才发现它比想象中要难许多！

真正实践的时候，才发现原来自己真的什么都不懂！

原先知道的东西只是一点皮毛而已，还自以为是，以为自己很懂，马克思说的没错，实践就是真理!

通过实践，让我们清楚的明白自己到底有什么不足，哪方面还有缺陷。

当我拿到课程设计题目的时，第一感觉就是还好，不算太难，刚好老师在讲这一章，应该不会难办，谁知道刚动手就入错了门，总觉得要在一块板子上实现功能，天天对着那本模电书看了又看，怎么样接起来才能实现功能呢？

经过很长一段时间终于设计出了电路图，很兴奋的去搞了下仿真，结果是电压达到了电流又没扩展，眼看就要交作业了，电路板还没焊，心里很急！

后来听说学姐也有做过这类的题目，赶紧联系，在一起讨论，后来才知道，刚开始我的想法就不对了，不一定要在一块板子上实现，可以焊两块板子，分别实现电压可调和电流扩展两功能，再分别引出夹子，与电源部分相连。

通过这次课程设计，我收获了不少，对我们专业是非常有信心，我们身边是不能离开电的，电是推动社会生产的动力。

在这里我还发现了团结的力量，我觉得这次课程设计不仅考验了我们发现问题、解决问题的能力，更加考验了我们团结合作的精神。

总之，通过这次课程设计，使我学到了好多东西，也非常感谢老师的良苦用心！

七、参考文献

1．童诗白华成英编《模拟电子技术基础》高等教育出版社

2．彭介华编《电子技术实验与课程设计》高等教育出版社

3.青木英彦（日）著周难生译《模拟电路设计与制作》科学出版社

物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表

专业：

电气技术教育班级：

10电气本学号：

100805032姓名：

袁玮

课题名称

直流稳压电源电路设计

设计任务与要求

①用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±

12V）

②输出直流电压可调，范围--1.5∽--15V；

（负电源）

③输出电流IOm≥1500mA；

（有电流扩展功能）；

稳压系数Sr≤0.05；

设计报告成绩

评分标准：

有合理的方案设计和论证、电路参数的计算、总原理图和清单。

（0-20分）

电路板制作、调试规范，有详细制作和调试过程。

（0-10分）

电路板测试合理，对性能指标测试数据完整，正确；

进行数据处理规范，进行了误差计算和误差分析。

（0-15分）

对课程设计进行了总结，有体会，并能提出设计的改进、建设性意见。

（0-5分）

设计报告成绩：

电子

作品成绩

电路正确，能完成设计要求提出的基本功能。

（0-30分）

电路板焊接工艺规范，焊点均匀，布局合理。

（其中直流电源部分占20%，功能部分80%）

电子作品成绩：

课程设计成绩

总成绩：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2012年1月8日