可调直流稳压电源设计报告.docx
模拟电子技术课程设计可调直流稳压电源 设计报告摘要：通过直流稳压电源将交流电变换成所需要的稳定的直流电压。单向交流电源 经电源变压器降压后，再经过整流滤波可获得低电压小功率的直流电源。由于交 流电有小幅度的变化，所以必须将整流滤波后的电压稳定后再提供给负载，使负 载上直流电源电压受影响程度最小。所以直流稳压电源包括变压、整流、滤波、 稳压四部分。一：设计任务与要求1. 输出可调电压912V, -9-12V。2. 输出电流为1A。二：设计原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置。稳压 电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程其中，电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电 路所需要的交流电压。七/七n，n为变压比。整流电路：利用单向导电元件将50Hz的交流电变成脉动的直流电。滤波电路：滤掉整流电路输出的电压中的交流成分。滤波电路除掉较大的波纹成 分，输出波纹较小的直流电压。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、半波整流滤波、桥式整流滤波。本次我们采用了单相桥式整流滤波。(4)稳压电路：稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化 会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降 来达到稳定输出电压的目的。三：单元电路设计(1) 电源变压器：u /u = n，其中u =220V,而u = U£ 。LM7809的输出2 112 1.1 1.2电压为9v，LM7909的为-9v，又因为三端稳压管输入输出间存在下降电压，为保 证输出电压的稳定，一般取35V的电压差，所以对于整流电路来说U2=9+3=12V， 所以u =12 = 10V，所以 n=22。2 1.2 一-1(2) 整流二极管：Urm >扼 U2 = 42 x 10=14V, 10商2/广0.5A。IN4001的反向击穿电压Um >50V，额定工作电流Id =1A,所以选用IN4001.(3) 滤波电容:有t = R C = (35)2 T =1，所以C = 005LT fRL根据设计要求，Il = 1A，R = U又因为电容越大滤波效果越好，所以取Uo = 9V, L则Rl = 9Q。所以取滤波电容容值为5.6mF。考虑电网电压波动10%，则电容器承受的最高电压为 。函=72匕x1.1 =很x10x1.1 = 15.6V。变压、整流及滤波电路如图2所示。T1220 Vrms )50 Hzy no21B4B425 lAaaaaJ5:1 1D21B4B42C25.6mF图2变压、整流、滤波电路(4)稳压电路：由于输入电压ui发生波动、负载和温度发生变化，滤波电路输出的直流电压会随着变化。因此，为了维持输出电压稳定不变，则加一级稳压 电路。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时， 使输出直流电压不受影响，维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一 些外围器件组成。采用集成稳压器的稳压电路具有性能稳定、结构简单等优点。本次设计采用三端可调稳压器LM7809和LM7909。LM7809的特点：最大输出电流1.5A，输出电压9V。LM7909的特点：最大输出电流1.5A，输出电压-9V。由于本次设计的要求是输出可调电压912v，-12-9v，所以在LM7809、 LM7909的输出后接定值电阻和电位器来扩大输出电压，通过调节电位器来改变输出电压值。根据公式U' = R1 + R31 U，U，+匚U = U，所以 O R + R o O R + R o o1313U =1+ R32 U '。当U 输出最大值 12V 时，R =0，R = R，所以U =1+1/3U'，O R + Ro O31323OO所以R =1/3 R。我们最初取R =500。，R =166。，由于仿真结果存在稍微的偏3113差，最后选择R为190。稳压电路如图3所示。LM7909CT图3稳压电路四：整体电路图及安装与调试按照变压、整流、滤波、稳压的设计，设计整体电路如图 4所示。U1 LM7809CT图4可调直流稳压电源电路图在Multisim软件对所绘电路图进行仿真，仿真结果如下。正端输出电压波形：最小值9V和最大值12V。负端输出电压波形：最小值T2v，最大值-9v。各分电路的输出波形如下：变压电路输出波形：整流电路输出波形： 滤波电路输出波形：五：设计总结这次设计工作收获颇多，对可调直流稳压电源有了更深刻的了解，掌握了选 择变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源，并了解了 仿真和调试的部分知识。在电路图的设计过程当中，各个部分器件及其参数的选择都需要认真思考选 择，并需要熟练掌握选用器件的管脚分配等。元器件参数的选择也经历了由不合 适到合适的过程。同时因为需要在multisim软件中绘制电路图并进行仿真，所 以需要对该软件非常熟悉以节省时间。硬件的制作按照流程来操作难度并不是很 大，在安装电路这一方面花费的时间并不多。之后在调试过程中也遇到了种种困 难，但也都被 克服。在设计过程中，错误时而出现，而我们也正是从这系错误当中获得了真理； 我们不断改错，则不断领悟，不断获取。这次设计的顺利完成，也与队员之间既 紧密合作又分工明确的任务明细有很大的关系，团队合作在其中起了十分重要的 作用，培养了我们的团队意识。本次设计也培养了我们运用互联网查找资料和综 合应用知识来解决实际问题的能力，让我们意识到灵活运用所学知识的重要性， 启发我们在以后的学习中一定要踏实肯干，学通、学精。在今后的生活中，一定要善于发现问题并善于发现问题背后的价值。遇到问 题不能退缩，一定要耐心地寻找问题根源所在并一一进行解决。以严谨的态度对 待学术问题，对待科学研究；以积极的态度对待生活中的各种问题，最后解决。
