可调直流稳压电源课程设计

电子技术课程设计)

—可调直流稳压电源

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目录

一、设计目的 (3)

二、设计任务及要求 (3)

三、实验设备及元器件 (3)

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四、设计步骤 (4)

1、电路图设计方法 (4)

2、设计的电路图 (5)

五、总体设计思路 (5)

1、直流稳压电源设计思路 (5)

2、直流稳压电源原理 (6)

（1）直流稳压电源 (6)

（2）整流电路 (6)

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（3）滤波电路——电容滤波电路 (7)

（4）稳压电路 (9)

3、设计的电路原理图 (10)

4、设计方法简介 (10)

六、课程设计报告总结 (12)

七、参考文献 (12)

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。

引言

直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路所组成。变压器把交流电压变为所需要的低压交流电，整流器把交流电变为直流电，经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1-25V可调。

关键词：直流，稳压，变压。

一、设计目的

1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。

2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。

3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。

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二、设计任务及要求

1、设计一个连续可调的直流稳压电源，主要技术指标要求：

①输入（AC）：U=220V，f=50HZ；

U：1v--25v；

②输出直流电压

2

I≤1A；

③输出电流：

2、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。

3、自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。

4、在仿真软件multisim上画出电路图，仿真和调试，并测试其主要性能参数。

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三、实验设备及元器件

1.装有multisim电路仿真软件的PC；

2.原件清单；

表1 元件清单

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四、设计步骤

1、电路图设计方法

（1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。

（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。

（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。

（4）总电路图：连接各模块电路。

（5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。

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（6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一个电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。

2、设计的电路图

图1 可调的直流稳压电源

五、总体设计思路

1、直流稳压电源设计思路

（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。]

（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。

（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给电压表。

2、直流稳压电源原理

（1）直流稳压电源

直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。

图2 直流稳压电源的方框图

其中：

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（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

（2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电

（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。

（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。

（2）整流电路

（1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3所示。

图3 单相桥式整流电路

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（2）工作原理

设变压器副边电压2u =22U sin t ,2U 为有效值。

在2U 的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；2U 的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻L R ，且方向是一致的。如图4

图4 单相桥式整流电路简易画法及波形图

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 2U 是变压器副边电压有效值。

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（3）滤波电路——电容滤波电路

采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。

在整流电路的输出端，即负载电阻L R 两端并联一个电容量较大的电解电容C ，则构成了电容滤波电路，如图5所示电路，由于滤波电容与负载并联，也称为并联滤波电路。

图5 单相桥式整流电容滤波电路

从图4可以看出，当2u 为正半周时, 电源2u 通过导通的二极管VD1、VD3向负载L R 供电，并同时向电容C 充电（将电能存储在电容里，如t1～t2），输出电压o u ＝c u ≈ 2u ；o u 达峰值后2u 减小，当o u ≥2u 时，VD1、VD3提前截止，电容C 通过L R 放电，输出电压缓慢下降（如t2～t3），由于放电时间常数较大，电容放电速度很慢，当c u 下降不多时2u 已开始下一个上升周期，当2u ＞o u 时，电源2u 又通过导通的VD2、VD4向负载L R 供电，同时再给电容C 充电（如t3～t4），如此周而复始。电路进入稳态工作后，负载上得到如图中实线所示的近似锯齿的电压波形，与整流输出的脉动直流（虚线）相比，滤波后输出的电压平滑多了。

显然，放电时间常数L R C 越大、输出电压越平滑。若负载开路（L R =∞），电容无放电回路，输出电压将保持为2u 的峰值不变。