模电课设：直流稳压电源

课程设计任务书

半导体直流稳压电源的设计和测式

一、设计目的

1、学习直流稳压电源的设计方法；

2、研究直流稳压电源的设计方案；

3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。

二、设计要求和技术指标

1、技术指标：要求电源输出电压为±12V(或±9V/±5V)，输入电压为交流2 20V，最大输出电流为I omax=500mA，纹波电压△V op-p≤5mv,温压系数Sr≤5%。

2、设计要求：

（1）设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源；

（2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；

（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；

（4）要求绘出原理图，并用Protel画出印制版图；

（5）在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源；

（6）测量直流稳压电源的内阻；

（7）测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；

（8）撰写设计性报告。

三、设计提示

1、设计电路框图如图所示

稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选78XX和79XX稳压器。

测量稳压系数:在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小1 0%的输出△Vo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=△VoV I/△V I Vo.

测量内阻:在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的△Vo，R o=△Vo/△I I.

纹波电压测量:叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。可将其放大后，用示波器观测其峰—峰值△V op-p;用可用交流毫伏表测量其有效值△Vo,由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量存在一定误差。

2、实验仪器设备

自耦变压器一台、数字万用表、数字电压表、变压器、面包板或万能板、智能电工实验台、示波器

3、设计用主要器件：

变压器、整流二极管、集成稳压器、电容、电阻若干

4、参考书：

《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社

《模拟电子技术基础》高等教育出版社

四、设计报告要求

1、选定设计方案；

2、拟出设计步骤，画出电路、分析并计算主要元件参数值；

3、列出测试数据表格；

4、测试总结。

五、设计总结

1、总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点，对设计方案进行比较。

2、总结直流稳压电源的主要参数的测试方法。

目录

第1章绪论 (5)

直流稳压电源研究的意义 (5)

直流稳压电源的发展状况 (5)

第2章设计概述 (7)

设计目的 (7)

设计要求与性能指标 (7)

设计原理 (7)

设计方案的分析 (9)

第3章单元电路设计与元器件的选择 (10)

变压器的确定 (10)

整流电路的确定 (10)

滤波电路的确定 (13)

稳压电路的确定 (15)

电路的整合连接 (16)

第4章电路仿真与测试 (17)

仿真软件简介 (17)

仿真电路图 (19)

仿真结果及分析 (20)

第5章安装与调试 (21)

PCB板制作 (21)

万能板安装电路 (22)

调试与检测 (22)

技术指标测量 (23)

第6章误差分析 (24)

第7章心得体会 (25)

参考文献 (27)

附录【1】 (28)

附录【2】 (29)

附录【3】 (30)

附录【4】 (31)

第1章绪论

直流稳压电源的研究意义

电源是各种电子、电器设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分，直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。

直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压控制电路所组成，具有体积小，重量轻，性能稳定可等优点，电压从零起连续可调，可串联或关联使用，直流输出纹波小，稳定度高，稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能，是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给，才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低，电子设备本身耗供电造成不稳定因家。解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。

直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。

直流稳压电源的发展状况

1955年美国的科学家罗那（）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。此后，利用这一技术的各种形式的精益求精不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入，并且转换的速度也不能太高。

60年代，由于微电子技术的快速发展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围，并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。开关电源在世界各国迅速发展，但在初期价格较高

直到八十年代，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频