設計目的

1．學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗，掌握模擬電路設計的基本方法、設計步驟，培養綜合設計與調試能力。2．學會直流穩壓電源的設計方法和性能指標測試方法。3．培養實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。直流穩壓電源設計思路（1）電網供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網電壓降低獲得所需要交流電壓。（2）降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。（3）脈動大的直流電壓須經過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。（4）濾波后的直流電壓，再通過穩壓電路穩壓，便可得到基本不受外界影響的穩定直流電壓輸出，供給負載RL。圖1：直流穩壓電源方框圖（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。（2）整流電路：利用單向導電元件，把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（4）穩壓電路：穩壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩定，不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。1、整流電路整流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖所示。在u2的正半周內，二極管D1、D2導通，D3、D4截止；u2的負半周內，D3、D4導通，D1、D2截止。正負半周內部都有電流流過的負載電阻RL，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖所示。輸出電壓表達式為:在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內導電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半，即在設計中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將電容器和負載電容并聯或電容器與負載電阻串聯，以達到使輸出波形基本平滑的目的。1.25是集成穩壓塊輸出端與調整端之間的固有參考電壓。此電壓加于給定電阻兩端產生一個恒定電流通過輸出電壓調節電位器電容器C可進一步減小輸出電壓的紋波二極管D，用于防止輸出端短路時10μF大電容放電倒灌入三端穩壓器而被損壞2）確定變壓器副邊電流I2副邊電流I2=(1.5～2)IOut取IOut=IOmax=800mA則I2=1.5＊0.8A=1.2A3）選擇變壓器的功率變壓器的輸出功率：Po>I2U2=14.4W4選擇整流電路

∵變壓器的副邊電壓U2=12V∴橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為：橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：（4）濾波電路中濾波電容的選擇濾波電容的大小可用式求得。1）求ΔUi:根據穩壓電路的的穩壓系數的定義：設計要求ΔUo≤15mV，SV≤0.003Uo=+3V～+9VUi=14V代入上式，則可求得ΔUi2）濾波電容C設定Io=Iomax=0.8A，t=0.01S則可求得C。電路中濾波電容承受的最高電壓為，所以所選電容器的耐壓應大于17V。5、測試要求1．測試并記錄電路中各環節的輸出波形。2．測量穩壓電源輸出電壓的調整范圍及最大輸出電流。3．測量輸出電阻Ro。4．測量穩壓系數。用改變輸入交流電壓的方法，模擬Ui的變化，測出對應的輸出直流電壓的變化，則可算出穩壓系數SV.（注意：用調壓器使220V交流改變±10％。即ΔUi=44V）5．用示波器測量輸出直流電壓中的交流紋波電壓大小，并用示波器觀察、記錄其波形。6．分析測量結果，并討論提出改進意見。6、設計報告要求

1．設計目的。2．設計指標。3．總體設計框圖，并說明每個模塊所實現的功能。4．功能模塊，可有多個方案，并進行方案論證與比較