文档介绍：双 12v 电源实验报告 1 设计任务及要求设计一个输入 220V 交流电压,经双路变压(两路 16V )、整流、双路稳压后输出±12V 直流电压电源。完成电路原理设计,元件选取及参数计算,并完成 PCB 制板,进行软件仿真。 2 直流稳压电源在电子电路及设备中,一般都需要稳定的直流电源供电,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。它由变压、整流、滤波、稳压四部分电路组成,如图 1-1 所示: 图 1-1 直流电源的方框图(1) 降压变压器,它将电网 220V 交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。(2)整流电路,整流电路将交流电压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。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。(3)滤波电路,可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。(4)稳压电路,稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。 T 工频交流脉动直流 直流整流滤波稳压负载 3 电路设计整体原理图如图 3-1 所示: 图 3-1 整体电路原理图 变压器按设计要求,变压器为 220V 输入双路 16V 输出,考虑到负载功率的问题,应该选择功率较大的变压器,本设计中选定 EI型全铜变压器 220 V 转 16V交流 35W电感变压器。 35W已经完全满足设计要求和安全功率。原理图和 PCB 封装分别如图 3-2 和图 3-3 所示: 图3-2变压器原理图图3-3变压器 PC B封装 整流电路本次设计采用单相桥式整流电路,它由四只二极管组成,其构成原则就是保证在变压器副边电压 2u 的整个周期内,负载上的电压和电流方向始终不变。整流桥如图 3-4 所示图 3-4 单相桥式整流路在u2 的正半周内,二极管 D1 、 D3 导通, D2 、 D4 截止; u2 的负半周内, D2 、 D4 导通, D1 、 D3 截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻 RL ,且方向是一致的。电路的输出波形如图 3-5 所示: 图 3-5 整流电路输出波形( 1)输出电压平均值?? t tdU AV o???? sin 2 1u 0 2)(??( 3-1 ) 解得 22)( 22uUU AV???( 3-2 ) V16 U 2?则?? u AV 0?( 3-3 ) ( 2)输出电流平均值???? LL AV o AVR UR u ?( 3-4 ) 在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半?? AD 0DI2 1I?( 3-5 ) 电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 2U2 = ( U2 是变压器副边电压有效值)。 U2U 2??反( 3-6 ) 在实际电路中,考虑到电网电压的波动范围为%10 ?,故在选用二极管时,至少应该有 10% 的余量,选择最大整流电流 FI 和最高反向工作电压 RMU 分别为: ??2 F AV oI?( 3-7 )86 .24 2 RM???反UU V( 3-8 ) 根据 FI 和 RMU 可以确定二极管,本次选用 1N4002 ,其最大整流电流为 ,最大反向电压 100V ,最大功耗 3W ,它完全符合设计要求。桥式整流电路如图 Z0705 所示,其中图( a)、( b)、( c )是它的三种不同画法。它是由电源变压器、四只整流二极管 D1~4 和负载电阻 RL 组成。四只整流二极管接成电桥形式,故称桥式整流。桥式整流电路的工作原理如图 Z0706 所示。在 u2 的正半周, D1 、 D3 导通, D2 、 D4 截止,电流由 TR 次级上端经 D1 → RL → D3 回到 TR 次级下端,在负载 RL 上得到一半波整流电压。在 u2的负半周, D1 、 D3 截止, D2 、 D4 导通,电流由 Tr次级的下端经 D2 → RL → D4 回到 Tr次级上端,在负载 RL 上得到另一半波整流电压。这样就在负载 RL 上得到一个与全波整流相同的电压波形,其电流的计算与全波整流相同,即 UL = GS0709 IL= / RL GS0710 流过每个二极管的平均电流为 ID= IL/ 2= U2 / RL 每个二极管所承受的最高反向电压为目前,小功率桥式整流电路的四只整流二极管, 被接成桥路后封装成一个整流器件,称"硅桥"或"桥堆",使用方便,整流电路