设计制作一串联型二路输出直流稳压正电源电路

课程设计说明书课程设计名称：电子技术基础模拟部分课程设计题目：设计制作一串联型二路输出直流稳压电源学院名称：信息工程学院专业：班级：学号：姓名：评分：教师：2013年03月12日模拟电路课程设计任务书2012－2013学年第2学期第1周－3周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。题目设计制作一串联型二路输出直流稳压正电源电路内容及要求设计制作一串联型二路输出直流稳压正电源电路①一路输出直流电压12V；另一路输出5－12V连续可调直流稳压电源；②输出电流IOm=200mA；③稳压系数Sr≤0.05；进度安排2013.2.25-2013.3.3：布置课题，查阅资料，方案分析并进行电路仿真；2013.3.4-2013.3.10：完成系统的制作、焊接、调试；2013.3.11-2013.1.15：设计结果检查，完成设计报告。学生姓名：指导时间：2013.2.25-2013.3.15指导地点：任务下达2013年2月25日任务完成2013年3月15日考核方式1.评阅□√2.答辩□3.实际操作□√4.其它□指导教师系（部）主任1摘要一串联型二路输出直流稳压正电源是将交流电通过变压器等转化为一路输出直流电压稳定，一路输出直流电压可调的设备。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。关键词：直流、稳压、二路目录前言.......................................................................1第一章设计方案的选择......................................................21.1、方案一..............................................................21.2、方案二..............................................................31.3方案比较.............................................................3第二章设计思路............................................................42.1稳压部分电路设计.....................................................42.1.1各电路的介绍....................................................42.1.2各电路的选择....................................................52.2可调二路输出电路设计.................................................72.3实验总原理图.........................................................7第三章单元电路设计、参数计算、器件的选择..................................73.1电压转换电路.........................................................83.3滤波电路.............................................................83.4稳压电路.............................................................83.5电路的仿真...........................................................9第四章制作与调试.........................................................104.1电路制作过程........................................................114.2电路调试............................................................114.2.1变压器电路调试.................................................114.2.2桥堆的调试.....................................................114.2.3滤波电路的调试.................................................114.2.4稳压电路与可调电路的调试.......................................114.3实验结果及其分析....................................................12第五章实验结论及其体会...................................................12参考文献..................................................................14附录一使用元件简介...................................................15附录二实物图.........................................................17附录三元件清单......................................................181前言随着社会的发展，科学的进步，人类的生活品质也在不断地提高，对各种东西的要求也从物质层面提升到了精神层面。尤其是电子产品，不再停留在可以用就可以的层面，而是功能全面，性能优良，外观还要好看。新时代下的大学生，更应该走在时代的前沿，尤其是电科专业的，在当下应该认真学习理论知识，并把理论运用到日常生活中，在实践中与理论更好的相辅相成。而电子课程设计则是一个很好的实践的机会，也是检查学习的一个重要环节，能够真正的体现学习的知识是否扎实。众所周知，各式各样的电子产品都需要一个电源电路，如若没有这个回路，就算性能再好，功能再齐全的电子产品也只能是款废铁。电源电路是把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。电子产品对电源电路的要求是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，为稳压电源。而稳压电源的分类方法繁多，按输出电源的类型分有直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载直流稳压电源的连接方式分有串联稳压电源和并联稳压电源；等等。通常情况下电子设备都要求提供稳定的直流电能，提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。并联稳压电源有效率低、输出电压调节范围小和稳定度不高这三个缺点。而串联稳压电源正好可以避免这些缺点，所以现在广泛使用的一般都是串联稳压电源。电网供给的交流电压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，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。但这样的直流输出电压，还是会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供点要求比较高的场合，还需要使用稳压电路，一保证输出直流电压更加稳定。整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。这次课程设计所做的，就是一个简易的串联型直流电源。它可以直接接在220V的交流电上而输出一稳定的，符合实验要求的直流电压。实验结果预计会在4V—13V左右变动。设计制作一串联型二路输出直流稳压电源2第一章设计方案的选择1.1、方案一由于要求两路输出所以将电路分两部分控制，一部分先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，通过三端稳压器的输入输出关系调整系数，保持输入电压为直流19V，通过三端稳压器LM7812，经过三端稳压器的作用直接得到电压值为12V的恒定电压。图1-1-1一路输出稳定12V第二路同样对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，通过三端稳压器LM317的输入输出关系调整系数，再利用电位器的调节改变电阻，就能得到一个输出电压范围5V—12V、超过200mA的电流。图1-1-2一路输出可调设计制作一串联型二路输出直流稳压电源31.2、方案二前半部分同样对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，后部分直接利用LM7812设计两路输出，由于LM7812固定输出是12V，所以可以利用开关电位器等控制两路输出。电路如下图图1-2方案二实验电路图当开关闭合时，无论电位器电阻如何变化。示波器xsc1都可以测到稳定输出的电压12V左右；当开关打开时，通过对电位器的调节可以得到5V-12V电压。1.3方案比较方案一方案二都能设计出满足要求的电路，但相对比可发现，方案二的电路比方案一简便，使用的元件也相对少很多，经济效应也更高。虽然方案二执行起来很简便可以直观的同时看到两路输出，不需要通过开关的作用来切换，但是电路图复杂不便于焊接与元器件的选用。通过各方面的比较，最终选择了方案二。设计制作一串联型二路输出直流稳压电源4第二章设计思路2.1稳压部分电路设计在电子电路中，由于大多数不能直接接上交流电网220V的电压，所以通常都需要电压稳定的直流电源供电。而通过翻阅书籍及网上资料的了解，知道了小功率稳压电源的组成如图2-1所示，它由电源变压器、桥式整流电路、滤波电路、稳压电路等四部分组成。交流电网220V的电压经过变压器变为对人无影响的小电压，然后通过桥式整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有很大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动、负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。图2-1直流稳压电源的方框图2.1.1各电路的介绍电压转换电路：直流稳压电源的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。桥式整流电路：变压器副边电压通过一个桥堆将输入电压整流成周期为输入电压一半的正向交流电压。即正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，他们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。滤波电路：为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑，一设计制作一串联型二路输出直流稳压电源5般由电抗元件组成。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电场能量释放出来，使负载电压比较平滑。理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压。然而，由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后势必影响其滤波效