直流稳压电源课程设计

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1、 直流稳压电源直流稳压电源课程课程设计设计 报告报告 专业：电子信息工程专业：电子信息工程 班级：班级： 姓名：姓名： 学号：学号： 一、设计目的一、设计目的 本节的设计任务就是采用分立元器件设计一台串联型稳压电源。其功能和 技术指标如下： （1）输出电压UO= (5+5%)V. （2）最大输出电流IO=400mA. （3）波纹电压0.5. （4）电源内阻 Rs0.1. 二二、设计方案、设计方案 （一）工作原理和输出波形 1.直流稳压电源的组成 直流稳压电源有变压，整流，滤波，稳压，负载组成。其框图 1 如下 图 1 2. 整流电路：桥式整流 设变压器二次电压u2=2 U2sint， 电压、

2、电流波形如图 2(a)所示。 在u2的 正半周，即 a 点为正，b 点为负时，V1、V3 承受正向电压而导通，此时有电流 流过 RL，电流路径为 aV1RLV3b，此时 V2、V4 因反偏而截止，负载 RL 上得到一个半波电压，如电压、电流波形图 2(b)中的 0段所示。若略去二极 管的正向压降，则uOu2。 当电压、电流波形在u2的负半周，即 a 点为负 b 点为正时，V1、V3 因反偏 而截止，V2、V4 正偏而导通，此时有电流流过 RL，电流路径为 bV2RLV4 a。这时 RL 上得到一个与 0段相同的半波电压，电压、电流波形如图 2(b) 中的2段所示，若略去二极管的正向压降，uOu

3、2。 由此可见， 在交流电压u2的整个周期始终有同方向的电流流过负载电阻RL， 故 RL 上得到单方向全波脉动的直流电压。可见，桥式整流电路输出电压平均值 UO=20.45U2=0.9U2。 桥式整流电路中，由于每两只二极管只导通半个周期，故流过每只二极管的 平均电流仅为负载电流的一半，在u2的正半周，V1、V3 导通时，可将它们看成 短路，这样 V2、V4 就并联在u2上，其承受的反向峰值电压为URM=2 U2。同 理，V2、V4 导通时，V1、V3 截止，其承受的反向峰值电压也为URM=2 U2。 二极管承受电压的波形如电压、电流波形图 2(d)所示。 图 2 由上图可见，在交流电压u2的

4、整个周期始终有同方向的电流流过负载电阻 RL，故 RL 上得到单方向全波脉动的直流电压。 3.整流桥参数估算 4.滤波电路 整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分（称为纹波 电压） 。应在整流电路的后面加接滤波电路，滤去交流成分。 （1）电容滤波电路和工作原理 设电容两端初始电压为零，并假定 t=0 时接通电路，u2为正半周，当u2由零 上升时，V1、V3 导通，C 被充电，同时电流经 V1、V3 向负载电阻供电。忽略二 极管正向压降和变压器内阻，电容充电时间常数近似为零，因此uO= uCu2， 在u2达到最大值时，uC也达到最大值，然后u2下降，此时，uC u2，V1、V3

5、 截 止，电容 C 向负载电阻 RL 放电，由于放电时间常数 = RLC一般较大，电容电压 uC按指数规律缓慢下降， 当下降到|u2|uC时， V2、 V4 导通， 电容 C 再次被充电， 输出电压增大，以后重复上述充放电 过程。其输出电压波形近似为一锯齿波直 流电压。 （2）波形及输出电压 图 3 5.稳压电路 稳压电路选用三端集成直流稳压器，其电路连接方式一般如图 4 三端集成直流稳压器 图 4 图中输入电容C1用于抵消输入线较长时的电感效应,以防止电路产生自激振 荡,容量较小,常取 0.33F;输出电容 C0 用于消除输出电压中的高频噪声,常取 0.1 F 以 7800 系为列，其为固定

6、正电压输出的线性集成稳压器。特点如下： 1、三个引出端，无需外接元件（固定输出器件） 。 2、芯片内部设有过热保护、限流保护和调整管安全工作区保护。 3、性能优良的稳压系数、负载调整率和波纹抑制比，完全能满足一般电子 系统的要求。 4、最低输入输出电压差值 22.5V。 5、输出电压的容差2%和4%。 6.变压器 电源变压器是将交流电网 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。 电源变压器的效率为： = P2 P1 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 副边功率 P2 10VA 10 30VA 30 80VA 80 200VA 效率 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。 三三、元器件选择及电路参数计算说明、元器件选择及电路参数计算说明 例图例图 5 （1）选择三端集成直流稳压器 7805 输