文档介绍：湖南工学院
实验报告

专业电子信息工程技术班级电信0403
学号姓名
指导老师

半导体直流稳压电源
设计和测试任务书
一设计目的
1、学习直流稳压电源的设计方法;
2、研究直流稳压电源的设计方案;
3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法;
二设计要求和技术指标
1、技术指标:—15V(根据需要定),输入电压为交流220V,最大输出电流为IL=,稳压系数Sr≤5%,
设计要求
—15V的直流稳压电源;
要求绘出原理图,并用Protel画出印制板图;
根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;
测量直流稳压电源的稳压系数;
测量直流稳压电源的内阻;
拟定测试方案和设计步骤;
写出设计性报告。
设计提示
1、设计电路框图如图所示,
稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节,晶体管选用3DD或3DG等型号;若用集成电路选7812和7912稳压器。
测量稳压系数,在负载电流为最大时,分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo,并将其中最大一个代入公式计算Sr,当负载不变时,Sr=
ΔVoVI/ΔVIVO。
测量内阻,在输入交流为220V,分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo,ro=ΔVO/ΔIL。
实验仪器与参考书提示
电脑一台
PROTEUS SP4软件系统
参考书:《电工学》电子工业出版社;
《晶体管直流稳压电源》辽宁科技出版社。
设计报告要求
1、选定设计方案;
2、拟出设计步骤,画出电路,分析并计算主要元件参数值;
3、列出测试数据表格。
五、设计总结
1、总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识点,对设计方案进行比较。
2、总结直流稳压电源主要参数的测试方法。
方案及原理
一、电路原理
直流稳压电源的工作流程如下:
图1—2 直流稳压电源的方框图
结合图—1、图—2,我们得出直流稳压电源的工作原理:电路接入幅值为220V、频率为50Hz的市电ui,通过图1—1中的电源变压器TRIAD,将市电220V的电压幅值调整为合适的电路工作压值u2。通过电源变压器TRIAD输送过来的交流电,再通过图1—1中的桥式整流电路BRIDGE,得到单方向全波脉动的直流电压。由于单方向全波脉动的直流电压中含有丰富的交流成分,为了获得平滑的直流电压,在整流电路的后面加一个滤波电路,以滤去交流成分,图1—1中的电容C就起到这个作用;对于要求不高的电路,经过滤波后的直流电压可以直接应用,对于一些要求比较高的电路。我们在滤波电路的后面再接一个稳压电路,使输出的直流电压更加平滑,如图1—1中的集成稳压器CW7812和CW7912。
一般来说,滤波电容C的容量比较大,本身就存在着较大的等效电感,因此对于市电引入的各种高频干扰的抑制能力很差。为了解决这个问题, 在电容C旁并联一只小容量电容器C1、C2,就可有效地抑制高频干扰。另外,稳压器在开环增益较高、负载较重的状态下时,由于分布参数的影响,有可能产生自激,C1、C2则兼有抑制高频振荡的作用。
输出端接入电容器C3、C4、C5、C6,是为了改善瞬态负载响应特性和减小高频输出阻抗。
1)电源变压器
源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η,式中η是变压器的效率
副边功率P/vA
〈10
10-30
30-80
80-200
效率η

2 )整流滤波电路
整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。本设计采用单相桥式整流电路,。它的四臂是由四只二极管构成,当变压器B次级的1端为正、2端为负时,二极管D2和D4因承受正向电压而导通,D1和D3因承受反向电压而截止。此时,电流由变压器1端通过D4经RL,再经D2返回2端。当1端为正时,二极管D1、D3导通,D2、D4截止,电流则由2端通过D3流经RL,再经D1返回1端。因此,与全波整流一样,在一个周期内的正负半周都有电流流过负载,而且始终是同一方向。
3 )稳压电路
输出电压的变化量△Usc 是很微弱的,它对调整管的控制作用也很弱,因此稳压效果不够好,带有放大环节的稳压电源,就是在电路中增加一个直流放大器,把微弱的输出电压变化量先加以放大,再去控制调整管,从而提高对调整管的控制作用,使稳压电源的稳定性能