直流稳定电源设计

题目：直流稳定电源

院（系）：电子与信息工程学院

学生姓名：罗哲（电子092）

王冬（电子092）

张嘉嵘（通信091）时间：2011年5月

目录

一、设计任务与要求 (2)

二、设计方案 (3)

三、设计参数及其计算 (4)

四、ewb仿真 (5)

五、设计总结 (6)

一、设计任务与要求

任务：设计并制作交流变换为直流的稳定电源。

要求：

基本要求：

（1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围+15%~-20%条件下：

A·输出电压可调范围为+9V~+12V

B·最大输出电流为1.5A

C·电压调整率<= 0.2%（输入电压220V变化范围+15%~-20%下，空载到满载）

D·负载调整率<= 1%(最低输入电压下，满载)

F·效率>= 40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）

G·具有过流及短路保护功能

（2）稳流电源在输入电压固定为+12V的条件下：

A·输出电流：4~20mA 可调

B·负载调整率<=1% （输入电压+12V、负载电阻由200Ω~300Ω变化时，输出电流为20mA 时的相对变化率）

（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V~+12V条件下：

A·输出电压为+100V。输出电流为100mA

B·电压调整率<= 1% (输入电压变化范围+9V~+12V)

C·负载调整率<= 1%（输入电压+12V下，空载到满载）

D·纹波电压（峰-峰值）<= 100mV （输入电压+9V下，满载）

发挥部分：

（1）扩充功能

A·排除短路故障后，自动恢复为正常状态

B·过热保护

C·防止开、关机时产生的“过冲”

（2）提高稳压电源的技术指标

A·提高电压调整率和负载调整率

B·扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值

（3）改善DC-DC变换器

A·提高效率（在100V、100mA下）

B·提高输出电压

（4）用数字显示输出电压和输出电流

二、设计方案

稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路组成

图1

主体部分电路图如下图所示：

图2

+ uo -

+ u3 -

+ u2 - + u1 - 电源变压器 整 流 电 路 滤波 电路

U2

三、设计参数及其计算

主要参数：

1.输入参数：220V 50Hz交流电；

2.变压器参数：PP3-24，经T1变压器处理后，u2两端电压为1

3.21 V；

3.R1为滑动变阻器，最大阻值为5kΩ；

4.R2为20kΩ；

5.R3为保护电阻，阻值为88Ω；

6.D1为二极管；

7.C1电容为400μF。

参数的计算：

关于R3的计算，

I= 1.5 A，求得R3=88Ω，当输出Ui被短路时，若R1阻值为0，则，令1

同理可得当输出为12V时的R1阻值。

四、ewb仿真

如下图3所示进行了电路仿真。示波器所示蓝色波形为电路图中b点处的波形图，紫色波形为电路图中a点处的波形图。

图3

示波器放大图为下图4

图4

从波形上，可以看出由电源变压器输出峰值为18V的交流电，经整流和滤波以后得到12V 的直流电。

当输出端短路时，假设R1阻值为零，则此时回路中电流最大。如图5所示。此时输出电流Io=55.35mA，满足最大电流小于1.5A的要求。

图5

五、设计总结

元件名称元件参数

电位器R1 5KΩ

电阻R2 20KΩ

电阻R3 88Ω

电容C1 400μF

二极管D1 Din 4001

变压器T1 PP3-24

电源Us 220V 50Hz