模拟电子课程设计(+-12V稳压电源设计)

北京交通大学

电子课程设计报告

设计题目：±12V对称稳压电源

专业班级：电气1009

设计学生：石景阳

学号：10292015

指导老师：蒲孝文

2012年6月21日

一、设计题目

题目：±12V 对称稳压电源 二、设计任务 设计任务和技术指标：

设计一个直流稳压线性电源，输入220V ，50Hz 的正弦交流信号，输出±12V 对称稳压直流电。输出最大电流为1A ，输出纹波电压小于5mV,

稳压系数小于

，输出内阻小于0.1Ω.并加输出保护电路。 三、原理电路和程序设计 电路原理方框图

1．直流稳压电源的基本原理

下面将就直流稳压电源各部分的作用作简单陈述。

① 电源变压器T 的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui 。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。根据电路的需求，我们选择了±15V 10W 的变压器。

② 整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui 变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。我们选用了桥式整流滤波电路。

③三端集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。其中固定式稳压器有7800和7900系列。7800输出正电压，7900输出负电压，根据本设计要求，我们选用7812和7912。

2．稳压电流的性能指标及测试方法

稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、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（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。

①测量稳压电源输出的稳压值及稳压范围

首先使调压器的输出为0V，通过示波器或万用表观测稳压电路的输出，然后调节调压器的输出，使输入到变压器的交流电压逐渐增加，当稳压电路输出的直流电压值不再随着调压器输出电压的增加而改变时，此时电路输出的直流电压值即为稳压电源的稳压值。使稳压器输出在稳压值上的输入电压范围为稳压电路的稳压范围。

②测量稳压电源的稳压系数SU

稳压系数定义为：当负载保持不变时，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。稳压系数反映电网电压波动时对稳压电路的影响，越小越好。调节调压器的输出，使输入到变压器的交流电压分别为220V+10%和220V-10% ，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SU。

③测量稳压电路的输出电阻Ro

输出电阻Ro 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量与输出电流变化量之比。输出电阻反映稳压电路受负载变化的影响，越小越好。可用输出换算法测量输出电阻Ro 。

④测量稳压电源的纹波电压和纹波因数

纹波电压是指在额定负载条件下，稳压电源输出直流电压中所含的交流分量。在交流电压为220V ，负载电流最大（额定输出电流）的条件下，用示波器分别测量稳压电源的输入纹波电压和输出纹波电压，纹波因数是负载上交流分量与直流分量之比。

四、电路图和各部分波形图

1. 变压电路

图1.变压电路

图2.变压电路输出波形

= × 100%

U o-

U o ~γ

2.整流电路

图3.整流电路

图4.整流电路输出波形3.滤波电路

图5.滤波电路

图6.滤波电路输出波形

4.稳压输出电路（即完整电路）

图7.稳压输出电路（即完整电路）

）

图8.稳压输出波形

五、参数的确定及元件选择 1．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u 2变换成脉动的直流电压u 3。滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为：

21)2.1~1.1(U U = 在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 22U U RM = 流过每只二极管的平均电流为：

R

U I I R D 2

45.02==

其中：R 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RC 应满足：

2

)5~3(T

RC >

2．滤波电路

T

滤波电容的选择：RC = （3～5）

2

一般选几十至几千微法的电解电容，耐压> 1.1

2U

2

3．稳压电路

常用稳压电路：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（电源效率可提高）。实验时采用三端集成稳压器。

三端集成稳压器：

W78XX系列——输出稳定正电压

W79XX系列——输出稳定负电压

XX两位数字代表输出电压值，所以实验中取7812和7912两稳压器。

在它的基本应用电路中需注意

②端集成稳压器输入、输出电压差为2~3V。

②C2、C3和C6、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<（1µF）

③C4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。

六、设备清单：

图9

七仿真和实验数据

仿真数据

1、稳压系数S

2、纹波电压

3、输出电阻O R