简易直流稳压电源设计

烟台工程职业技术学院 机电系系 机电一体化 专业 10级 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题题目目: :直流稳压电源设计直流稳压电源设计 姓名姓名孙文晓孙文晓学号学号 填上填上 指导教师（签名）指导教师（签名）赵冰赵冰 二○一二年十月二十八日 烟台工程职业技术学院毕业设计（论文) 诚信承诺书 本人慎重承诺： 我所撰写的设计（论文） 《直流稳压电源设计》是在老师的 指导下自主完成， 没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。 如有剽窃、 抄袭， 本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。 毕业论文（设计）的研究成果归属学校所有。 学生(签名) 年月日 目录目录 摘要 引言 设计题目及要求 一、直流稳压电源的基本原理 (一)电源变压器 T (二)整流滤波电路 (三)稳压电路 二、设计方案的选择与论证 三、电源变压器的选择 四、整流电路 五、稳压电路 (一)固定电压输出稳压器 (二)可调式三端集成稳压器 六、直流稳压电源的参数设计方法 心得体会参考文 摘摘 要要 本文介绍了直流稳压电源的工作原理，它是一种简易直流稳压电源，主要是 采用一些简单的电子元件即可。它是采用由电源变压器、整流电路、滤波电路和 稳压电路四个核心部分组成，整流电路是采用桥式全波整流（1N4001 整流管） ； 滤波电路是以电容(lOOOμF/35v)滤波；稳压电路是采用集成稳压器（CW7812 型 号） 。 变压电路用变压器将交流电路变成所需的电压。 整流电路用二极管对交流进 行整流。滤波电路由电容器将脉动电流变成直流。稳压电路是把直流输出电压稳 定化。本设计也可以用其它的方案实现。 关键词：直流稳压电源；降压变压器；桥式整流电路；极性电容；电容滤波 电路；三端集成稳压器 1 引言 直流稳压电源具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应 性强、输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等优点，广泛应用于以电子 计算机为主导的各种终端设备、通信设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺 少的一种电源。 电子设备中都需要稳定的直流电源， 功率较小的直流电源大多数都是将50HZ 的交流电经过电源变压器、整流、滤波和稳压这四个基本部分后获得。整流电路 用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动 电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是将当输入交流 电源电压的波动、负载和温度的变化时，维持输出直流电压的稳定。 由于集成稳压器具有体积小、重量轻、使用方便和上作可靠等优点，应用越 来越广泛。国产的稳压器种类很多，主要分为两人类。稳压器中的调整元件工作 在线性放大状态的称为线性稳压器， 调整元件工作在开关状态的称为开关稳压器。 在电子仪器仪表中，经常要求有稳定的直流电源，所以在整流滤波后面，通常需 要接直流稳压电路。 一切电子设备都离不开电源，没有电源或电源出了故障，整个电路就要停止 工作，所以说电源是电子设备的核心。电子设备不但需要电源，还需要考虑电源 的性能，因为电源的性能在很大的程度上决定了现代电子设备的性能。电源是现 代电子技术的重要基础之一。直流稳压电源是电源的基础技术，是最基本的稳压 电路。 2 设计题目：简易直流稳压电源设计题目：简易直流稳压电源 总总则则：使用三端集成稳压器设计一个直流稳压电源，电源应具有一定 实际使用价值。 撰写要求：撰写要求： (1)画出所设计的直流稳压电源的系统框图；分析各组成部分 的功能。 (2)各个功能模块的设计，计算元件参数并给出参数选择的依据，并按工程 实际确定元件参数的标称值。 具体参数要求：变压器的额定电压、额定电流、额定容量、电压比；整流 器件型号；电阻的阻值和功率； 电容的电容量和耐压值以及类型；稳压IC 型号 等。 (3)技术参数和设计要求： 额定输出功率：5W 输入：交流 220V 输出电压：+ 6V (4)对所设计电源指标进行评价并做总结（需要说明的问题） 。 (5)正文字数 5000 字符左右。 3 一、直流稳压电源的基本原理一、直流稳压电源的基本原理 直流稳压电源一般由电源变压器 T、整流、滤波电路及稳压电路所组成，基 本框图如下。各部分的作用： 稳压电源工作流程图 (一)电源变压器 T 电源变压器 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 U I。变压器副边与原边的功率比为 P2/ Pl=η，式中η是变压器的 效率。 (二)整流滤波电路 整流滤波电路：整流电路将交流电压 U I 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。 D1 U1U2 U2 D4 U2 D1 RL D3 D2 RL U0 U3 D2 4 各滤波电容 C 满足 RC=(3~5) T/2，式中 T 为输入交流信号周期，R 为整流 滤波电路的等效负载电阻。 U1 U2 C RLU3 (三)稳压电路 稳压电路：由于输入电压 U1 发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电 路输出的直流电压 U1 会随着变化。因此，为了维持输出电压 U1 稳定不变，还 需加一级稳压电路。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，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。稳压电路 一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源 具有性能稳定、结构简单等优点。 直流稳压电路的类型： 1.稳压二极管稳压电路 这种稳压电路中利用硅稳压二极管的稳压特性，实现直流工作电压的稳压 输出。这种直流稳压电路的稳压特性一半，往往只用于稳定局部的直流电压。 在整机电源电路中一般不用。 2.串联调整管稳压电路 这种稳压电路利用了三极管集电极与发射极之间阻抗随基极电流大小变化 而变化的特性，进行直流输出电压的自动调整，实现直流输出电压的稳定。在 这种稳压电路中的三极管（调整管）一直处于导通状态。 3.开关型稳压电路 这是一种高性能的直流稳压电路，稳压原理比较复杂，在这种电路中的三 极管（开关管）处于导通、截止两种状态的转换中，即工作在开关状态，所以 开关型稳压电路由此得名。 4.三端集成稳压电路 5 这是一种集成电路的稳压电路，其功能是稳定直流输出电压。这种集成电 路只有三根引脚，使用很方便，在许多场合都有着广泛应用。 二、设计方案的选择与论证二、设计方案的选择与论证 小功率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。 （a）稳压电源的组成框图 （b）整流与稳压过程 方案：由固定式三端稳压器( 7812)组成 由固定式三端稳压器( 7812)输出脚 V 0、输入脚 Vi 和接地脚 GND 组成，它的 稳压值为+12V，它属丁 CW78**系列的稳压器，输入端接电容可以进一步滤波， 输出端接电容可以改善负载的瞬间影响，此电路比较稳定。 三．电源变压器的选择三．电源变压器的选择 电源变压器有很多种：有降压变压器、有升压变压器，在这次的设计中我 用的是降压变压器， 它的作用是将来自电网的 220V 交流电压 U 1 变为整流电路所 6 需要的交流电压 U 2。 η  P2 其中：P 2 是变压器副边的功率，P