1、 徐海学院电子技术综合设计 第 1 页中国矿业大学徐海学院电子技术选修课姓 名： 翟江慧 学 号： 22121462 专 业： 自动化 题 目： 直流稳压电源的制作与调试 设计地点： 电工电子实验室 设计日期： 2014.5.14-2014.5.19 成 绩： 指导教师： 年 月 徐海学院电子技术综合设计 第 2 页电子技术选修课任务书学生姓名 翟江慧 专业年级 自动化 12-1 学号 22121462 设计日期： 2014 年 5 月 14 日 至 2014 年 5 月 19 日设计题目：直流稳压电源的制作与调试设计内容和要求：1. 设计内容 输入交流电(220V/50Hz) ； 输出 4
2、路直流电(+5V、 +12V、 -12V 及+1.25V+14V 可调） 。 各路直流输出电流0.5A 纹波电压50mV 具有输出电压指示（发光二极管）2. 设计要求 用 Multisim 仿真整体电路原理图； 用 Altium designer 设计整体电路图； 用 Altium designer 设计 PCB 板图指导教师签字： 年 月 日徐海学院电子技术综合设计 第 3 页摘要：当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路-电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路
3、的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下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。本文主要介绍了一个完整的小功率直流稳压电路的组成，每个组成部分的原理及其电路设计、电路元器件的选择、电路PCB板设计、电路安装与调试、电路参数测定；详细介绍了晶体管串联型稳压电源、固定输出稳压电源 、可调输出稳压电源三种稳压电源的电路原理；简要叙述了整流、滤波、稳压部分的电路组成、 元器件作用、参数计算、工作原理、电路波形。通过这些能让我们更加直观清晰的了解直流稳压电源的工作特性。关键词：电子设备 持续稳定 直流稳压徐
4、海学院电子技术综合设计 第 4 页目 录1 直流稳压电源的组成 .61.1 简述直流稳压电源的组成 .61.2 几种常见的直流稳压电源 .62 晶体管串联型稳压电源 .62.1 晶体管串联型电路原理图 .62.2 晶体管串联型稳压电源 .72.3 简述电路组成 .72.3.1 整流电路 .72.3.2 滤波电路 .92.3.3 稳压电路 .113 固定输出稳压电源 .113.1 固定输出稳压电源电路原理图 .113.2 固定输出稳压电源电路组成 .123.3 固定输出稳压电源工作原理 .123.4 固定输出稳压电源参数计算 .133.5 固定输出稳压电源波形图 .134 可调输出稳压电源 .1
5、44.1 可调输出稳压电源电路原理图 .144.2 可调输出稳压电源电路组成及工作原理 .14徐海学院电子技术综合设计 第 5 页4.3 可调输出稳压电源参数计算 .144.4 可调输出稳压电源波形图 .155 元件清单 .155.1 晶体管串联型稳压电源元件清单 .155.2 固定输出稳压电源元器件清单 .176 稳压电源实物照片 .177 实际焊接过程中遇到的问题及解决方案 .188 实验小结 .18附录 .20附录 1 Multisim 仿真电路原理图 .21附录 2 Altium designer 设计的整体电路图 .22附录 3 Altium designer 设计 PCB 板图 .
6、23附录 4 元器件清单 .24附录 5 作品照片 .26徐海学院电子技术综合设计 第 6 页1 直流稳压电源组成1.1 简述直流稳压电源的组成一个完整的直流稳压电源由四部分组成，电源变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路。如图 1 所示。图 1 直流稳压电源组成框图变压器：用来将交流电网电压进行降压转换为所需要的电压值。整流电路：将交流电压变成脉动的直流电压。但此脉动的直流电压含有较大的纹波。滤波电路：对较大的纹波加以滤除，从而得到平滑的直流电压。稳压电路：直流电压随着电网电压的波动、负载和温度的的变化而变化，所以需要在整流滤波电路后加稳压电路，用以维持输出直流电压稳定，确保带载能力。1.2
7、 几种常见的直流稳压电源几种常见的直流稳压电源有：晶体管串联型稳压电源、固定输出稳压电源、可调输出稳压电源等。2 晶体管串联型稳压电源2.1 晶体管串联型稳压电源电路原理图徐海学院电子技术综合设计 第 7 页2.2 晶体管串联型稳压电源2.2 晶体管串联型稳压电源电路框图2.3 简述电路组成2.3.1 整流电路采用桥式全波整流电路。一、由四个二极管组成桥式整流电路如图 2 所示。图 2 桥式整流电路在桥式整流电路中，当输入 u 正半周时，Va Vb ：二极管 D1、 D3 导通； D2、 D4 截止，工作波形如图 3 所示。徐海学院电子技术综合设计 第 8 页图 3 桥式整流电路正半周工作在桥
8、式整流电路中，当输入 u 负半周时， VaVb ：二极管 D2、 D4 导通；D1、 D3 截止，工作波形如图 4 中红色波形所示，指标计算如下。图 4 桥式整流电路负半周工作O(AV)L22201sin0.9VtdV2L.9IR脉动系数2L0.483VS平均整流电流2D132D4LL10.5VIIIR最大反向电压 RM2 V2、桥式全波整流电路仿真（1） 仿真电路图徐海学院电子技术综合设计 第 9 页（2） 仿真电路测量波形（3）变压器副边电压 AC+ 12.000V整流电压 ZL 10.638V（4）衡量整流工作性能的参数输出电压平均值 VO（AV）- 反映整流电路将交流电压转换为直流电压
9、的能力。脉动系数 S -反映整流输出电压中交流成分的大小，用来衡量整流电路输出平滑程度。S= VOr / VO（AV) -VOr 谐波电压总有效值；-VO 直流电压2.3.2滤波电路几种滤波电路如图 5 所示，图（a）电容滤波电路，图（b）电感电容滤波电路（倒 L 型），图（c ）型滤波电路徐海学院电子技术综合设计 第 10 页图 5 滤波电路采用单向桥式整流电容滤波电路1滤波原理 利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性（电抗元件的储能作用）, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。2电容滤波电路分析（1） 输出电压 uo 与放电时间常数 RLC 有关。RLC 愈大 电容器放电愈慢 纹波减小 u o 愈大 , 一般 (35)2dLTRC(T:电源电压的周期) , 近似估算:uo=1.2U2 。（2）流过二极管瞬时电流很大RLC 越大 uo 越高 负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大，故一般选管时，取1(23)()2oLDFLUIIR（3） 单向桥式整流电容滤波电路单向桥式整流电容滤波电路如图 6 所示。图 6 桥式整流电容滤波电路未接入 RL 电路如图 7，波形如图 7 所示。
