直流稳压电源电路的设计.docx

）十阈石曲九考网CHINA UNVERS nF OF PETROLEUM中闽石曲上孝修CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM模拟电子技术课程设计报告直流稳压电源的设计学院： 信息与控制工程学院专业：自动化班级：自动化12-2班姓名及学号：指导教师：i1十阂分也大考作东1CHINA UN IVERS OF PETROLEUM目录一、设计目的及要求 2（一）设计目的 2（二）设计任务及要求 2二、各部分功能介绍及详细参数的选择 3（一）电源变压器 3（二）整流电路 3（三）滤波电路 4（四）稳压电路 4三、仿真模型 5（一）总原理图 5（二）各阶段波形 6（三）实验结果与误差分析 8四、设计总结 9五、参考文献 9六、附录 10i10d阂力也大学ECHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM一、设计目的及要求（一）、设计目的1、结合所学的模拟电子技术的理论知识完成直流稳压电源的课程设计；2、理论结合实践，把课堂上的知识应用在实践当中，加深对理论知识的理 解；3、目的：引导学生自主性学习、研究性学习，加强团队合作，提高创新意 识。（二）、设计任务及要求1 、任务：利用7809、7909设计一个输出土 （ 912） V、1A的直流稳压电 源。2 、要求：1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波 形和变压器副边的电流波形；2）输入工频220V交流电的情况下，确定变压器变比；3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取 5倍工频半周期）；4）求滤波电容的最大输出电压；5）求电路中固定电阻阻值和可调电阻的调节范围。7十阂分汕大考停东CHINA UNVERSmF OF PETROLEUM、各部分功能介绍及详细参数的选择利用交流电源变换成直流电源的组成方框图如图 1所示。交流电源一变压器-整流电路一滤波电路一稔压电路一负载图1、直流稳压电源的组成框图（一）、电源变压器：是降压变压器，它将电网 220Vt流电压变换成符合需要 的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。输入交流电压：220V, 50Hz;变压器选取：因为7809及7909的输出为9V,故最大UL在15,M2d间，副边电 压U2 =15/1.2 =12.5V ,所以变比n = 220/12818,使用的变比为18:1的变压器。 输入7809及7909的电压为15V&右。（二）、整流电路：整流电路的任务是将交流电变换成直流电。二极管具有单 向导电特性，可以将交变电流变换为单一方向的直流。整流电路的作用是利用二极 管的单向导电性，将正负交替的正弦江流电压变换成单一方向的直流脉动电压。本设计所使用的整流电路为单相桥式整流电路：图2、整流电路单元分析图屋I十阂力出大考IM）CHINA lJNVERSl-nF OF PETROLEUM由于单相桥式整流电路中，二极管分别轮流导通半个周期，所以流过二极管的电流 平均值为Id = 0.5父Il =0.45 x（U 2/Rl）在U2的正半周时，二极管 Di、D2导通， D2、D4截止而承受反向电压，反向电压的最大值为U2的峰值，即URM=V2j2在U2的负半周时，二极管Di、D2承受同样的反向电压。选择二极管时，主要依 据上面两式。利用单向导电二极管，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。滤波电路 输出的最大电压即二极管两端最大反向电压Urm =v2U2=17TV, RL=15V/1A = 1S<流过二极管的最大电流为Imax=0.45MU2/RL=0.531A。为了安全起见，选择二极 管的最大整流电流IDF应大于流过二极管的平均电流Id,二极管的反向峰值电压应 大于在电路中实际承受的最大反向电压URM的一倍。所以根据算出的最大反向压降及最大电流可以选择二极管为1B4B42。（三）、滤波电路：滤波电路的作用是利用电容器两端的电压不能突变和流过 电感器的电流不能突变的特点，将脉动电压中的脉动成分（即纹波）滤掉，使输出 电压称为比较平滑的直流电压。此次设计采用单向桥时整流滤波电容滤波，T =RMC =（35）T/2。题目要求 是5倍工频半周期，所以工=RMC =5T/2=0.05.由Rl =15G得： C =0.05/15 =3.33mf ,选用 C = 4mf 的电容。（四）、稳压电路：交流电经过整流、滤波可得到平滑的直流电压。然而当电 网电压波动和负载变化时输出电压将随之变化。稳压电路的作用就是在这两种情况 下，将输出电压稳定在一个固定的数值上。根据设计所要求的性能指标集成三端稳压器。在后面的放大器中，Uo/Ui = （Ri + R2）/（R 变+ R2）若取固定电阻500Q,由计算可知，滑动变阻器其阻值应在 166Q o但在仿真 中，由实际实验得出滑动变阻器在175夏时误差最小。故滑动变阻器选用175c 的。十圜分加大考作东】CHINA lJNlVERSJ-nf OF PETROLEUM因为LM7809 （08） CT内含有过热，过流和过载保护电路。输出电流可达到 1A,虽然是固定的三端稳压原件，但在其外端加不同的元器件可得到不同的电压 和电流。具有安全可靠，性能优良，不易损坏，使用方便等优点。三、仿真模型（一）、总原理图:图3、电路原理图lM7Mget-.<-、L嗯沙邮t . r . . . . f .元器件:变阻器。7808电容、开关、滑动二极管（整流桥）、 LM7809CT、LM7909CT、电阻、参数估算：和7909的下降电压：VD=3-5VO管中阂力出大考(M)CHINA UNIVFIRSJTYOF PETROLEUM7909的典型输出值为：VD=-9V。7809的典型输出值为：Vd=+9V估计输入的电压要超过11V,要是输出电压达到规定的值还得加放大器。(二)、各阶段波形图4、输入电压的波形8十阂4出大考作东1CHINA UNI VERSITY OF PETROLEUM图5、经变压器变压后的波形图6、整流之后的波形9图7、滤波后的波形10十阚/曲九考作的CHINA L.MYEERSJTYOF PETROLEUM示波器-XSC1通道_B通道/9.593 V9.593 V15.903 uV时间4通06? ms504,191 rns54.188 msT1 * * n囹囹反向保存T2l外触发触发11图8、稳压后的波形（三）、实验结果与误差分析：试验中，输出正电压的一端，其最大输出为 12.035V,误差为0.29%,最小/U出为8.975v,误差为0.27%。输出负电压的一 端，其最小电压为-12.056V,误差为0.46%,最大电压为-8.980V,误差为0.22%, 其中纹波较小，滤波效果较为明显。、十阂>4曲大孝（华东 CHINA U>VERSJ TY OF PETROLE UM 四、设计总结通过这次课程内容的自我学习和课程任务的自我实践设计，不但激发了我们自 己学习和理解知识的热情，而且使我们树立起了自觉应用自身的理论知识转化为能 力的意识。在整个设计过程中遇到了不少麻烦，但是通过我们上网查询资料和别的 同学交流的方法解决了。总结整个设计过程，我们学到了一些东西：1、在整个实际过程中我们总结的设计方法是先顶层框架设计后底层具体模块 设计的方法。比如在这个设计过程中我们必须先确定所设计的稳压源属于什么类型 的（稳压单电源输出，正负稳压输出，正负可调输出还是恒流源），然后确定该电 路由那几部分构成及其各个部分的基本功能。在底层几中意该做的就是根据设计的 要求具体计算理论值，查数据手册选用符合要求的元件器件。2 、做事应分清层次，有条理的进行。在此次设计试验中，要将直流电源的每 一个部分依次完成，不要急功近利；3 、实践出真知，无论课本上讲的内容如何，只有事实才是真正的真理；4,团队的力量大于个人，团队的默契程度可以将各种困难一一化解，不是一 个人厉害就行，要以大局为重。五、参考文献模拟电子技术基础简明教程（第二版） 高等教育出版社杨素行主编模拟电子技术基础简明教程（第三版）高等教育出版社杨素行主编模拟电子技术基础 中国石油大学出版社 刘润华 李震梅主编11十圜分出大考(M)CHINA UNI VERSITY OF PETROLEUM六、附录78*系列参数 内邰框图极限参数仃许寿P阡。tod单世M九电Jh(vc>=3v kp i ev>H 口=2型立VI36 -ICVV L1山R& JA空.ow怙到先amRajas*owJ中派/T&prA 4 129pIT喜温医Tslg-65 - +1SD79*系列参数#