线性稳压电源设计

《模拟电子技术》课程研究性学习报告组长：吴玉凤组员：雷清吕梦莎112130781121307011213072—线性稳压电源设计线性稳压电源设计专题研讨①掌握集成稳压电源的实验方法②掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计线性直流稳压电源的方法③掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法④进一步培养工艺素质并提高基本技能目的:基本电路框图设计UiUo整流电路电源变压器~220V50Hz滤波电路稳压电路变压器输出波形整流电路输出波形滤波电路输出波形稳压电路输出波形直流稳压电源电路的原理框图和波形变换设计任务及要求1、设计并制作一个线性稳压电源，主要技术指标：①输出电压：Uo=-12V~+12V②最大输出电流：=1A③输出电压变化量：5mV④稳压系数：0.0032、设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数。4.1变压器变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。变压器的基本原理是电磁感应原理，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流），从而将市电电压转化为电路所需的低电压。为防止线路电流过大，在变压器次级输出应加上保险丝。理想变压器满足I/I=U/U=N/N=1/n。4.1.1变压器的选择：⑴确定副边电压U2：假设性能指标要求：Uo,min=—12VUo,max=+12VIo,max=1A又∵Ui≥[Uo,max+Ui−Uomin]/0.9Ui—Uo,min≤(Ui−Uo)max其中，Ui−Uomin=3V，(Ui−Uo)max=35V∴16.67V≤Ui≤23V在此范围内可任选：Ui=16.67V根据Ui=1.2UL；UL=0.9U2可得变压器的副边电压U2≈15V变压器的变比n=22015=14.6而实际上我们设计的是上下对称的正负12V直流，相当于对地压降为24V的直流，因此N应该取一半，即N=7。4.1.1变压器的选择：⑵确定变压器副边电流：又副边电流=（1.5~2）则⑶选择变压器的功率变压器的输出功率：=22.5W=副边功率效率0.60.70.80.852PVA10VA30~10VA80~30VA200~80表1小型变压器的效率4.2整流电路整流电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉冲电压。由于这种电压存在着很大的脉动部分，因此，一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波会严重影响到负载的性能指标。4.2.1桥式整流电路工作原理图2单相桥式整流电路4.2.1桥式整流电路工作原理图3桥式整流电压变化4.2.2参数计算输出平均电压为流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压4.2.3整流电路中二极管的选择桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：2U2≈21V二极管承受的最高平均电流为：Io2=12=0.5A最大允许流经每个二极管的电流：ID=1.1×Io2=0.55A每个二极管所承受的最大反向电压为：VRM=1.1×2U2≈23V反向击穿电压UBR=50V23𝑉最大整流电流IP=1A0.5𝐴4.3滤波电路交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源。滤波电路可以大大降低这种交流纹波成份，让整流后的电压波形变得比较平滑。图4滤波电路4.3.1电容滤波电路工作原理图5电容滤波电路图4.3.1电容滤波电路工作原理图5电容滤波电路图4.3.2参数计算当=时，=；当为有限值时,0.9。为获得良好滤波效果，一般取：C≥(3～5)(T为输入交流电压的周期)，此时近似认为=1.2。LR0U22ULR2U0U22U2T0U2U4.3.3滤波电路中滤波电容的选择滤波电容的大小可用式C=Iot∆Ui求得。⑴求∆Ui:根据稳压电路的稳压系数的定义：SV=∆UOUO∆UiUi设计要求：∆UO≤5mV,SV≤0.003UO=−12V~+12VUi=15V代入上式，则可求得∆Ui=∆UOUOUiSV=0.005×1512×0.003=2.08⑵滤波电容C设定Io=Io,max=1A,t=T2=0.01S则可求得C=Iot∆Ui=1×0.012.08=4800uF。4.4稳压电路经过滤波后输出的直流电压仍然存在较大纹波，稳压电路的作用是当输入交流电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。4.4.1方案一+-RZDR1UT+-oU4.4.1方案一晶体管基极的最大电流为（—）因此，最大负载电流为：这也就大大提高了负载电流的调节范围。输出电压为：=-maxZIminZI))(1(minmaxZZIIOUZUBEU-maxLI4.4.2方案二UoC2Ui(a)输出正电压电路(b)输出负电压电路W78XX132+_C1+_UoC2UiW79XX231+C1__+五、总电路设计图10方案一总电路设计图五、总电路设计图11方案二总电路设计图谢谢！