正负双路输出直流稳压电源设计报告

正负双路输出直流稳压电源设计

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2013级

模拟电子技术课程设计

摘要

当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。

大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。袖珍计算器则是简单多的电池电源电路。不过你可不要小看了这个电池电源电路，比较新型的电路完全具备电池能量提醒、掉电保护等高级功能。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。

由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。

关键词：直流稳压变压

目录

第1章设计任务与要求 (4)

第2章方案与论证 (4)

2.1 稳压电源组成 (4)

2.2 整流电路 (5)

2.3 滤波电路 (5)

2.4 稳压电路 (3)

2.5 保护电路 (6)

第3章单元电路设计与参数计算 (4)

3.1电源变压器 (4)

3.2整流电路 (4)

3.3 选择集成三端稳压器 (5)

3.4 选择电源变压器 (8)

3.5 选用整流二极管滤波电容 (6)

3.6 滤波电容 (6)

第4章仿真与调试 (7)

第5章结论与心得 (10)

参考文献 (7)

第1章设计任务与要求

采用LM7805/7909三端集成稳压器设计正负双路稳压电源，其设计要求：

1.输出+5V和-9V。

2.选择其他元件，并给出参数计算过程。

第2章方案与论证

正负双路输出稳压电源设计思路：

(1)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，但其幅度变化大(即脉动大)；

(3)脉动大的直流电压经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电；

(4)通过稳压器得到稳定的电源。

2.1稳压电源组成

+ 电源+ 整流+ 滤波+ 稳压+

u1u2 u3 u I U0

_ 变压器_ 电路_ 电路_ 电路_

图2-1 稳压电源图

U 2 U3 U4

0 t

2.2整流电路

(1)单相桥式整流电路

使用的整流器件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值，变压器利用率较全波整流电路高。电路如图2-3所示。

图2-2 整流过程图

2.3滤波电路

电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，它的负载能力比较差，只是用于负载较轻且变化不大的场合。电路图如图2-4所示。

图2.3 滤波电路

2.4稳压电路

因为设计要求可调式直流稳压器，所以应用可调式稳压芯片设计电路。

图2.4稳压电路

2.5保护电路

采用二极管防止电路短路，损坏原件。

图2.5 保护电路

第3章 单元电路设计与参数计算

3.1 电源变压器

电源变压器是将交流220V 的电压变为所需要的电压值，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

3.2 整流电路

整流电路常采用二极管的单相全波整流电路。在2U 的正半周内，二极管1D 、2

D 导通，3D 、4D 截止；在2U 的负半周内，二极管3D 、4D 导通，1D 、2D 截止。正负半周内部都有电流流过的负载，且方向是一致的。电路的输出波形如图3-1所示。

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：

15.0o f I I = (3-1)

电路中的每只二极管承受的最大反向电压为22U (2U 是变压器副边电压有效值)。 在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压为：

21)2.1~1.1(U U o = (3-2)

直流输出电流为：

)

2~5.1(2

1I I o =

(3-3)

(I 2是变压器副边电流的有效值)，稳压电路可选集成三端稳压器电路。

总体原理电路如图3-2所示。

图3-2 总体原理图

3.3 选择集成三端稳压器

因为要求输出电压可调，所以选择三端可调式集成稳压器。我选用LW7805。LM7909其特性参数：

输出电压：+5V -9V ；

能满足设计要求，故选用LM7805 LM7909

3.4 选择电源变压器

电源变压器的作用是将220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压i U 。变压器副边与原边的功率比为η=12/P P ，式中η是变压器的效率。

因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。要求变压器二次侧电压为12V 交流电。

3.5 选用整流二极管滤波电容

二极管的选择：整流二极管选用C9013。