模拟电路课程设计---直流稳压电源设计

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1、 模拟电路课程设计报告 设计课题： 直流稳压电源设计 直流稳压电源设计 一、设计任务与要求 1输出电压可调范围；+5V+10V 2稳压系数：Sr0.01%； 3纹波输出电压（峰-峰）5mv； 二、方案设计与论证 直流稳压电源将交流电网电压转换成直流电压，为电子系统提供工作电源， 是各种电子系统的重要组成部分。直流稳压电源得基本组成如图 其中： 1、电源变压器： 将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压 u2 较小。 2、整流电路： 将变压器次级交流电压 u2 变成单向的直流电压 u3，它包含直流成份和许多 谐波分量。 3、滤波电路： 滤除脉动电压 u3 中的谐波分量，输出比较平滑

2、的直流电压 u4。该电压往往 随电网电压和负载电流的变化而变化。 4、稳压电路： 它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出直流电压的稳定。它是直流 稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标。 图 1 直流稳压电源 方案一： 单相半波整流电路： 单相半波整流简单，使用器件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴 上面的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流电的一半波形，所以整流 效率不高， 而且整流电压的脉动较大， 无滤波电路时， 整流电压的直流分量较小， Vo=0.45Vi，变压器的利用率低。 方案二： 单相全波整流电路： 使用的整流器件较半波整流时多一倍，整流电压脉动较小，

3、比半波整流小一 半。无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi，变压器的利用率比半波整流时高。变 压器二次绕组需中心抽头。整流器件所承受的反向电压较高。 方案三： 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。 综合综合 3 3 种方案的优缺点种方案的优缺点: :决定选用方案三决定选用方案三 三、单元电路设计与参数计算 1、桥式整流电路 桥式整流属于全波整流， 它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个 二极管接成电桥形式，使在电压 V2的正负半周均有电流流过负载，在负载形成 单方向的全

4、波脉动电压。 图 2 桥式整流电路 主要参数： 输入电压 Ui=220V ， f=50HZ ，输出电压 U2=18V； 2、滤波电路 整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，与所要求的波形相去甚远。所以 通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。 滤波电路常有电容滤 波，电感滤波和 RC 滤波等。 图 3 电容滤波电路 图 3 分别是桥式整流电容滤波电路和它的部分波形。这里假设 t0 时，电容 器 C 已经充电到交流电压 V2的最大值（如波形图所示）。 整流二极管 VL1VL4 组成单相桥式整流电路， 将交流电压 U2 变成脉动的直流 电压。再经滤波电容滤除波纹 Ui.Ui 与交流电压 U2 的关系为 Ui=(1.11.2)U2 每支整流二极管的最大反向电压 Urm=2U2。 通过每支整流二极管的平均电流 2 0.45 D U I R 。 式中 R 为整流滤波电路的负载电阻，为电容提供放电回路，RC 放电时间常数应 该满足 RC(3 5)/ 2T.式中 T=20ms，式中 T=20ms。令 RL=5k，则 C=10F