直流稳压电源设计实验报告(模电)

内容介绍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;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)求滤波电路的输出电压;5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

直流稳压电源的设计实验报告

一、实验目的

1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源

2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法

二、实验任务

利用7812、7912设计一个输出±12V、1A的直流稳压电源；

三、实验要求

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；

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）求滤波电路的输出电压；

5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

四、实验原理

1.直流电源的基本组成

变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。

整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。

滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路：使输出的电压保持稳定。

4.2 变压模块

变压器：将220V的电网电压转化成所需要的交流电压。

4.2 整流桥模块

整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D1～D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。

内容介绍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;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)求滤波电路的输出电压;5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：Uo(AV) 0.9U2 ，由此可以得U2 15V即可

即变压器副边电压的有效值为15V

计算匝数比为 220/15=15

2.器件选择的一般原则

选择整流器

流过二极管的的平均电流: ID=1/2 IL 在此实验设计中IL的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U2

选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路IDF应大于流过二极管的平均电流ID即0.5A，二极管的反向峰值电压Urm应大于电路中实际承受最大反向电压的一倍。

实验中我们采用的是1B4B42封装好的单相桥式电路。

4.2 滤波模块

3.3滤波电路

交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交流分量，为使设备上用纯净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路以及 型滤波电路。在此电路中，由于电容滤波电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。 滤波电容一般选几十至几千微法的电解电容， 由于RlC (3~5)

T ，故选4200uF/25V的电解电容。

2

内容介绍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;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)求滤波电路的输出电压;5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

图3-4 滤波电路

图3-5 滤波后的电压

输出直流电压UL与U2的关系：

UL= (1.1～1.2)U2

变压器副边电流有效值： I2=（1.5~2）IL

4、稳压电路

A．根据实验要求，选用三端固定式输出集成稳压器MC78012CT和LM79012CT

B．为防止自激震荡，在输入端接一个0.1~0.33uF的电容C1

C．为消除高频噪声和改善输出地瞬态特性输出端要接一个1uF以上的电容C2

五、实验设计

1.变压器的选择

根据实验要求，输出±12V,1A的直流稳压电源，

负载电阻：

RL≥12Ω

变压器副边电压： 变压器的副边电压为有效值为15V

内容介绍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;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)求滤波电路的输出电压;5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

变压器的变压比：n1：n2=220/15=15

变压器的副边电压图像

实验过程中通过确定通过稳压管的电压控制在15—17V之间，来调节变压器的副边电压，确定匝数比为15:1

电路图：

仿真波形：

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2、整流模块

3.整流二极管的选择

流过负载的电流：

IL≤1A

流过二极管的电流：

ID=1/2IL=0.5A

二极管所能承受的极间反向电压： Urm=2U2*2=2*15*2=42.4V

内容介绍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;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)求滤波电路的输出电压;5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

所以选择二极管时ID>=0.5A,Urm>=42.4V

设计过程中我们选用的是

1B4B42

2.滤波电容的选择

时间常数：

τ=RLC0=5*T/2=0.05s

取RL=12Ω，则

C0=4.2mF

内容介绍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;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)求滤波电路的输出电压;5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

电容所能承受的最大电压：Urm=2U2*2=2*15*1.1=23.3V

（考虑到电网电压波动10%）

仿真电路：

仿真结果：

4.其他

防自激震荡电容： C1=330nF

消高频噪声电容： C2=1uF

5、稳压电路

由于LM7812输出的最大电流为1.5A

要求输出的最大电流为1A

在输出电阻的两端并联为1A的整流二极管1N4001

六、.实验电路图：

内容介绍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;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)求滤波电路的输出电压;5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。

根据原件的选择，连接电路图：如下所示

七、实验总结

本次实验，我们充分理解并掌握了直流稳压电源设计的过程方法，特别是在实验过程中我们相互帮助学习，提高了自我学习的能力，也提高的团队协作的能力，在试验中，我们自己学会去解决问题，发现问题，相信对以 …… 此处隐藏：1583字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……