直流稳压电源课程设计

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课程设计报告

设计题目：直流稳压电源

学院：理学院

专业班级：11级电子信息科学与技术（2）班

学号：201031120201 201131120203

201131120226

姓名：蔡楚集俊杰越

电子：704315725qq.

时间：2013年3月

成绩：

指导教师：丹

华南农业大学

理学院应用物理系

课程设计（报告）任务书

一、题目

集成直流稳压电源

二、任务与要求

1、设计任务

设计组装集成直流稳压电源电路

2、设计要求

1）输出稳定的+9v、-9v、+5v、-5v的电压

2）画出正确的电路图，写出完整的设计报告

三、容摘要

集成直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路组成。采用电源变压器220v交流电压变成所需要的低压交流电，并通过由四个二

极管组成的桥堆把交流电变成直流电，经电容滤波后，采用三端稳压器把不稳定的直流电压变成稳定的直流电压输出。本设计将介绍整流、滤波、稳压的详细情况以及简要介绍各种三端稳压器的结构原理和使用方法。

关键词：直流稳压电源、电源变压器、稳压器

Integrated DC power supply is generally composed by a power transformer, rectifier circuit, filter circuit, and a voltage regulator circuit. Become the need of low-voltage AC power transformer 220v AC voltage through four diodes bridge heap alternating current into direct current, unstable DC voltage into a stable, three-terminal regulator after capacitor filter the DC voltage output. The design will be introduced to the rectifier, filter, regulator, and a brief introduction to the structure principle and the use of a variety of three-terminal regulator

Keywords: DC power supply, power transformers, voltage regulators.

四、引言

随着电子技术的高速发展，电子设备与电气设备被广泛应用于我们的日常生活、科学研究与学习等各个方面。因此，作为电子设备不可或缺的一部分，对于电源的需求与要求在日益增加。在家庭用电中，我们使用的是220v、50Hz的交流电，这使得无法对一些电子设备以及电器直接供电，需要将220v的交流电

转换成需求的伏值的、稳定的直流电源。

本设计通过变压器、整流、滤波、稳压等各个电路，主要应用变压器、二极管、各类型号的三端稳压器，并且通过调节电位器来调节所需的输出电压值。其设计清晰简单、性能优良、具有绝对的稳定性，因此被广泛应用与电子设计领域。

五、设计原理

1 总体设计流程

稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。

电源整流滤波稳压

变压器电路电路电路

图1 集成直流稳压电源总体框图

2 总电路图

图2 仿真电路图

3整流电路

常见的整流电路有半波整流与全波整流。本设计中整流电路采用桥式整流电路，电路如图3所示。在u2的正半周，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周部都有电流流过的负载电阻R L，且方向是一致的。电路的输出波形如图4所示、

图3 单相桥式整流电路

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期导电，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 22U

图4 单相桥式整流电路输出波形

4 滤波电路

常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。本设计中的滤波电路采用电容滤波电路。在上述的整流电路的输出端即负载电阻R 两端并联一个电容值较大的电解电容C ，即构成了电容滤波电路。如图5所示。该部分主要的作t

t

用是滤除整流电路输出电压中的交流成分，保留原有的直流成分，使电压波形变得平滑。在滤波电容的电容值满足RC≧（3~5)T/2时（T为电网交流电压的周期），可以认为输出直流电压近似为1.2U2。

U1

图5 整流滤波电路

5 稳压电路

5.1

整流电路把交流电变换成单方向的脉动电压，而滤波电路降低了输出电压中的脉动成分。但是，整流滤波的电路的输出电压与理想的直流电源还有相当距离，主要存在两方面的问题：首先，当负载电流变化时，由于整流滤波电路存在阻，因此输出直流电压将随之发生改变。其次，当电网电压波动时，因整流电路的输出电压与变压器二次电压有关，故也要相应地变化。为了得到更加稳定的直流电源，需要在整流滤波电路后面加上稳压电路。

稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。稳压电路可选集成三端稳压器电路。

三端集成稳压器有固定输出和可调输出两种不同的类型。其中固定输出集成稳压器又分为正输出和负输出两大类。本设计要求输出稳定的+9v、-9v、+5v、-5v的电压。根据要求可选择三端集成稳压器LM7809、LM7909、LM317、LM337。其中LM7809、LM7909可以输出固定的直流电压，而LM317、LM337可调式集成稳压器，可通过调节电路中的电位器来输出要求的电压。由于LM7809、LM7909同为固定式稳压器，LM317、LM337同为可调式稳压器。下面以LM7809、LM317为例，介绍其电路组成、主要参数等。

5.2 集成稳压器简介

5.21 LM7809简介

固定式三端稳压电源LM7809是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+9V，输入端接电容可以进一步的滤波输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好。稳压部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、使用方便等优点。LM7809三端集成稳压器的封装形式有两种，一种是金属菱形式，另一种是塑料直插式。本设计采用塑料直插式稳压器。如下图6.