直流穩(wěn)壓電源電路的設計

1、 模擬電子技術課程設計報告 直流穩(wěn)壓電源的設計學院： 信息與控制工程學院 專業(yè)： 自動化班級： 自動化12-2班 姓名及學號： 指導教師： 011目錄一、設計目的及要求 2 （一）設計目的 2 （二）設計任務及要求 2二、各部分功能介紹及詳細參數(shù)的選擇 3 （一）電源變壓器 3 (二)整流電路 3 （三）濾波電路 4 （四）穩(wěn)壓電路4三、仿真模型 5 （一）總原理圖5 （二）各階段波形6 （三）實驗結果與誤差分析8四、設計總結 9五、參考文獻 9六、附錄101、 設計目的及要求 （一）、設計目的1、結合所學的模擬電子技術的理論知識完成直流穩(wěn)壓電源的課程設計；2、理論結合實踐，把課堂上的知識應用

2、在實踐當中，加深對理論知識的理解；3、目的：引導學生自主性學習、研究性學習，加強團隊合作，提高創(chuàng)新意識。 （二）、設計任務及要求 1、任務：利用7809、7909設計一個輸出±（912）V、1A的直流穩(wěn)壓電源。 2、要求：1）畫出系統(tǒng)電路圖，并畫出變壓器輸出、濾波電路輸出及穩(wěn)壓輸出的電壓波形和變壓器副邊的電流波形；2）輸入工頻220V交流電的情況下，確定變壓器變比；3）在滿載情況下選擇濾波電容的大?。ㄈ?倍工頻半周期）；4）求濾波電容的最大輸出電壓；5）求電路中固定電阻阻值和可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)范圍。 2、 各部分功能介紹及詳細參數(shù)的選擇 利用交流電源變換成直流電源的組成方框圖如圖1所示。

3、交流電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路負載圖1、直流穩(wěn)壓電源的組成框圖 （一）、電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。輸入交流電壓：220V，50Hz；變壓器選?。阂驗?809及7909的輸出為9V，故最大UL在15V到12V之間，副邊電壓，所以變比，使用的變比為的變壓器。輸入7809及7909的電壓為15V左右。 （二）、整流電路：整流電路的任務是將交流電變換成直流電。二極管具有單向?qū)щ娞匦?，可以將交變電流變換為單一方向的直流。整流電路的作用是利用二極管的單向?qū)щ娦?，將正負交替的正弦江流電壓變換成單一方

4、向的直流脈動電壓。本設計所使用的整流電路為單相橋式整流電路： 圖2 、整流電路單元分析圖由于單相橋式整流電路中，二極管分別輪流導通半個周期，所以流過二極管的電流平均值為在U2的正半周時，二極管D1、D2導通，D2、D4截止而承受反向電壓，反向電壓的最大值為U2的峰值，即在U2的負半周時，二極管D1、D2承受同樣的反向電壓。選擇二極管時，主要依據(jù)上面兩式。利用單向?qū)щ姸O管，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電。濾波電路輸出的最大電壓即二極管兩端最大反向電壓,。流過二極管的最大電流為。為了安全起見，選擇二極管的最大整流電流IDF應大于流過二極管的平均電流ID，二極管的反向峰值電壓應大于在電路

5、中實際承受的最大反向電壓URM的一倍。所以根據(jù)算出的最大反向壓降及最大電流可以選擇二極管為1B4B42。（3） 、濾波電路：濾波電路的作用是利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將脈動電壓中的脈動成分（即紋波）濾掉，使輸出電壓稱為比較平滑的直流電壓。此次設計采用單向橋時整流濾波電容濾波,。題目要求是5倍工頻半周期，所以.由得：，選用的電容。 （四）、穩(wěn)壓電路：交流電經(jīng)過整流、濾波可得到平滑的直流電壓。然而當電網(wǎng)電壓波動和負載變化時輸出電壓將隨之變化。穩(wěn)壓電路的作用就是在這兩種情況下，將輸出電壓穩(wěn)定在一個固定的數(shù)值上。根據(jù)設計所要求的性能指標集成三端穩(wěn)壓器。在后面的放大器

6、中，若取固定電阻，由計算可知，滑動變阻器其阻值應在。但在仿真中，由實際實驗得出滑動變阻器在時誤差最小。故滑動變阻器選用的。 因為LM7809（08）CT內(nèi)含有過熱，過流和過載保護電路。輸出電流可達到1A，雖然是固定的三端穩(wěn)壓原件，但在其外端加不同的元器件可得到不同的電壓和電流。具有安全可靠，性能優(yōu)良，不易損壞，使用方便等優(yōu)點。3、 仿真模型 （一）、總原理圖： 圖3、電路原理圖元器件：二極管（整流橋）、LM7809CT、LM7909CT、電阻、電容、開關、滑動變阻器。參數(shù)估算： 7808和7909的下降電壓：VD=3-5V。 7909的典型輸出值為：VD=-9V。 7809的典型輸出值為：VD

7、=+9V。 估計輸入的電壓要超過11V，要是輸出電壓達到規(guī)定的值還得加放大器。 （二）、各階段波形 圖4、輸入電壓的波形 圖5、經(jīng)變壓器變壓后的波形圖6、整流之后的波形圖7、濾波后的波形圖8、穩(wěn)壓后的波形 （三）、實驗結果與誤差分析：試驗中，輸出正電壓的一端，其最大輸出為12.035V，誤差為0.29%，最小輸出為8.975v，誤差為0.27%。輸出負電壓的一端，其最小電壓為-12.056V，誤差為0.46%，最大電壓為-8.980V，誤差為0.22%。其中紋波較小，濾波效果較為明顯。4、 設計總結 通過這次課程內(nèi)容的自我學習和課程任務的自我實踐設計，不但激發(fā)了我們自己學習和理解知識的熱情，而

8、且使我們樹立起了自覺應用自身的理論知識轉(zhuǎn)化為能力的意識。在整個設計過程中遇到了不少麻煩，但是通過我們上網(wǎng)查詢資料和別的同學交流的方法解決了?？偨Y整個設計過程，我們學到了一些東西： 1、在整個實際過程中我們總結的設計方法是先頂層框架設計后底層具體模塊設計的方法。比如在這個設計過程中我們必須先確定所設計的穩(wěn)壓源屬于什么類型的（穩(wěn)壓單電源輸出，正負穩(wěn)壓輸出，正負可調(diào)輸出還是恒流源），然后確定該電路由那幾部分構成及其各個部分的基本功能。在底層幾中意該做的就是根據(jù)設計的要求具體計算理論值，查數(shù)據(jù)手冊選用符合要求的元件器件。 2、做事應分清層次，有條理的進行。在此次設計試驗中，要將直流電源的每一個部分依次完成，不要急功近利； 3、實踐出真知，無論課本上講的內(nèi)容如何，只有事實才是真正的真理；4、 團隊的力量大于個人，團隊的默契程度可以將各種困難一一化解，不是一個人厲