直流稳压电源的课程设计

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1、 课程设计报告书课程设计报告书 课程名称： 通信电子线路课程设计 题 目： 直流稳压电源的设计 直流稳压电源 1 1 引言引言 近些年来，随着微机，小型计算机的普及和航空数据的通信，交通邮电事业的讯 速发展，和对各种自动化仪器、仪表和设备配套的供求，当代对电源的需求量不断增 大，而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/断、 远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。人们对于这些要求，传统的线性稳 压电源1已不能满足我们的日常要求，和线性稳压电源相比，稳压电源具有以下的一 些优越性：(1)工作效率高；(2)稳压效果好；(3)体积小质量小；(4)安全性能好 2 2 设

2、计目的设计目的与要求与要求 ( (1 1) )目的：目的： 通过本次课程设计课题的设计,较好掌握电子线路系统的设计方案和设计步骤。 学会直流稳压电源的设计方法和 PCB 板的制作 培养操作 Protel 的技能以及分析和解决实际问题的能力。 (2)要求：要求： 输出电压可调：Uo=+3V+15V 最大输出电流：Iomax=800mA 输出电压变化量：Uo15mV 稳压系数2：SV0.003 3 3 直流稳压电源的直流稳压电源的设计方案设计方案 3.1 3.1 直流稳压电源的基本原理直流稳压电源的基本原理 直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路3、滤波电路4及稳压电路5组成，图 1 为直流稳压电

3、源基本原理框图。 图 1 基本原理框图 基本原理： 1 电源变压器：电源变压器的作用是将 220V 的交流电压变换为可以提供整流滤 波电路所需的电压。 2 整流电路：利用单向导电元件二极管，把 50Hz的正弦交流电变换成脉动的直 流电。 3 滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到 比较平滑的直流电压。 4 稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负 载的变化而变化。 3.2 变压电路设计变压电路设计 1 原理：电源变压器的作用是将 220V 的交流电压变换为可以提供整流滤波电路 所需的电压。 2 变压电路图： 如图 2 所示，TF1 为变

4、压器 图 2 变压电路 3 设置参数： 电源变压器的作用是将来自电网的 220V 交流电压 u1变换为整流电路所需要的交 流电压 u2。电源变压器的效率为： 1 2 P P 其中：P2是变压器副边的功率，P1是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率 如表 1 所示： 表 1 小型变压器的效率 副边功率 2 P VA10 VA3010 VA8030 VA20080 效率 0.6 0.7 0.8 0.85 因此，当算出了副边功率 P2后，就可以根据上表算出原边功率 P1。 设计要求的电源变压器为双 1525。 原边输入功率为 P1=25W。 副边输出功率为 P2I2U2=0.815=12W。 因为

5、所选电源变压器为双 1525，由表中数据可知 u=0.7，则 P1=P2/u=12/0.7=17.1W，所选 25W 符合要求。 电源变压器的实际效率为 u=P2/P1=12/25100%=48%。 4 变压电路仿真图： 如图 3 所示，输入电压 220V,a 点输出为 22V 图 3 变压电路仿真图 3.3 整流电路设计整流电路设计 1 原理： 整流电路（rectifying circuit）把交流电转换为直流电的电路。大多数整流电 路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它的广泛应用是在直流电动机的调速、发 电机的励磁调节、电解、电镀等领域。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。 197

6、0 年以后， 多用硅整流二极管和晶闸管组成主电路。 滤波器接在主电路与负载之间， 用于滤除脉动直流电压中的交流成分。实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以 及交流电网与整流电路之间的电隔离是变压器的主要作用。 2 整流电路图： 如图 4 所示，D1 为桥式整流电路 图 4 整流电路 3 设置参数： 4 整流电路仿真图： 如图 5 所示，a 点为半波整流的波形，b 点为全波整流的波形 图 5 整流电路仿真图 V1 V2 3.4 滤波电路设计滤波电路设计 1 原理： 滤波电路的作用是滤去整流输出电压中的交流分量，一般由电抗元 件组成的滤波电路，如在负载电阻两端并联电容器 C，或与负载串联电感 器 L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。 由于电抗元件在电路中具有储能功能，并联的电容器 C 在电源输出 的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能 量释放出来，使负载电压变化幅度小，即电容 C 具有平波的作用；与负 载串联的电感 L,当电源流过的电流增加（由电源电压