直流稳压电源设计报告multisim

西安文理学院机械与材料工程学院专业课程设计报告

专业班级测控技术与仪器一班

课程电子技术课程设计

题目直流稳压电源的设计

学号

学生姓名

指导教师

2017年3月

西安文理学院机械与材料工程学院

课程设计任务书

学生姓名11 专业班级15级测控技术与仪器1班学号20

指导教师22 职称讲师教研室测控

课程电子技术课程设计

题目

直流稳压电源的设计

任务与要求

使用Multisim仿真软件，设计一个采用220V，50Hz交流电网供电，固定输出的集成稳压电源，其指标为U O=+12V；I O max=800mA。

设计要求：

(1) 设计系统总体框架

(2) 设计电路

(3) 绘制电路图并仿真

(4) 撰写设计报告

开始日期完成日期

2017年2 月24 日

直流稳压电源的设计

摘要

本设计是设计一个由220V，50Hz交流电源供电，输出为12V电压，限制电流800mA 的交流稳压电源。

首先使用电源变压器将220V的电网电压变成所需要的交流电压，经过由二极管组成的桥式整流电路，将正负交替的正弦交流电压变成单方向的脉动电压，再经过滤波电容使输出电压成为比较平滑的直流电压，在以三端固定式集成稳压器7812为核心构成的直流稳压电路，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。这类稳压器有输入，输出和公共端三个端口，输出电压固定不变，所以输出稳定性极好。本设计就是应用上述原理实现了直流稳压电源的设计。

关键词：直流稳压电源；三端稳压器；变压器；滤波电容；整流二极管。

目录

第一章任务与要求 (1)

第二章总体布局与各部分电路分析 (1)

系统模块 (1)

总体设计 (1)

直流电源的组成及各部分的筛选与作用 (2)

变压电路 (2)

整流电路 (2)

滤波电路 (6)

稳压电路 (7)

第三章制作和调试 (8)

第四章实验心得体会及致谢 (9)

第五章参考文献 (10)

第一章任务与要求

使用Multisim仿真软件，设计一个采用220V，50Hz交流电网供电，固定输出的集成稳压电源，其指标为U O=+12V；I O max=800mA。

设计要求：

(1) 设计系统总体框架

(2) 设计电路

(3) 绘制电路图并仿真

(4) 撰写设计报告

第二章总体布局与各部分电路分析

系统模块

此系统包括电源变压器、整流电路、滤波电路、和稳压电路四大部分：

总体设计

电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发

电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源

直流稳压电源框图

直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图所示。电网供给的交流电压厂U1（220V，50Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压U4，但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。

直流电源的组成及各部分的筛选与作用

变压电路

变压电路相对简单，仅有一个单相变压器，变压器将220V市电转化为电路能承担的电压。

整流电路

整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电压转换为直流电压的电路。有半波整流、全波整流以及桥式整流，最常用的是单相桥式整流电路。

1）半波整流电路

半波整流电路如图a所示，变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管就是半波整流电路。利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被阻，没有电流。这种电路，变压器中有直流分量流过，降低了变压器的效率，整流电流的脉动成分太大，对滤波电路的要求只适用于小电流整流电路。图中T为电源变压，RL为电阻性负载。

2．工作原理

电路的工作过程是在U2的正半周（ωt=0～π），二极管因加正向偏压而导通，有电流iL流过负载电阻RL。由于将二极管看作理想器件，故RL上的电压UL与U2的正半周电

压基本相同。可画出整流波形如图所示

3. 优缺点

优点：结构简单，使用元件少。

缺点：只利用了电源的半个周期，输出直流分量较低，且输出电压波动较大，电源变压器的利用率也比较低。

2）全波整流

1.电路组成

全波整流电路如图所示，它是在半波整流电路的基础加以改进而得到的。

它的指导思想是利用具有中心抽头的变压器与两个二极管配合，使两个二极管在正半周和负半周内轮流导电，而且二者流过RL的电流保持同一方向，从而使正、负半周在负载上均有输出电压。

2. 工作原理

电路的工作过程是在u2的正半周（ωt=0～π），D1正偏导通，D2反偏截止，RL上有自上而下的电流流过，RL上的电压u21相同，在u2的负半周（ωt =π～2π），D1反偏截止，D2正偏导通RL上也有自上而下的电流流过，RL上的电压与U2相同。可画出整流波形如图所示。可见，负载RL上得到的也是一单向脉动电流和脉动电压。

5. 优缺点

优点：电源利用率高，输出电压波动小，输出电压比半波整流提高了1倍，且每个管子通过的电流仅为负载电流的1/2。

缺点：该电路输出电压的直流成分(较半波)增大；整流二极管需承受的反向电压高，要求管子的耐压值比半波整流的耐压值提高了1倍；且需要个有中心抽头的变压器，工艺复杂，成本高。

3）桥式整流

1. 电路组成