串聯型二路輸出直流穩壓正電源電路--模電課報告PAGE課程設計說明書課程設計名稱：模擬電路課程設計課程設計題目：串聯型二路輸出直流穩壓正電源電路學院名稱：南昌航空大學信息工程學院專業：通信工程班級： 學號： 姓名： 評分：教師： 2013年3月11日任務下達2013年2月25日任務完成2013年3月15日考核方式1.評閱eq\o\ac(□,√)2.答辯□3.實際操作eq\o\ac(□,√)4.其它□指導教師系（部）主任摘要隨著電力電子技術的迅速發展，直流電源應用非常廣泛，其好壞直接影響著電氣設備或控制系統的工作性能。這次課設完成了一個串聯型二路輸出直流穩壓正電源，把交流電源經過變壓器得到一個約12V的電壓，經過橋堆整流以及電容的濾波之后，再通過LM7812一端輸出固定電壓，另一端接上可調電阻輸出可調電壓。LM7812是一種三端穩壓器，可在一端輸出固定的電壓12V，由于實驗中有一路需要輸出固定電壓12V所以選擇此穩壓器。另一端通過可調電阻來實現5~12V的可調。關鍵詞：可調兩路直流穩壓電源目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 0第一章設計方案 1方案設計 1第二章電路設計 22.1實驗電路原理 22.2電路設計圖 22.3實驗仿真圖 3第三章單元電路分析與設計 53.1單元電路分析 53.2元件參數計算 6第四章安裝調試與結論分析 74.1安裝與調試 74.2實驗結果 7附錄 9參考文獻 9PAGE10前言電源技術是一門實踐性很強的工程技術，服務于各行各業。當今電源技術融合了電氣、電子、系統集成、控制理論、材料等諸多學科領域。隨著計算機和通訊技術發展而來的現代信息技術革命，給電力電子技術提供了廣闊的發展前景，同時也給電源提出了更高的要求。近幾年隨著科技的發展，直流穩壓電源的工作頻率有原來的幾十千赫發展到現在的幾百千，但是和西方的發達國家還是有一定的差距；以美國為首的幾個發達國家在這方面的研究已經轉向高頻下電源的拓撲理論、工作原理、建模分析等等方面技術領先；因此，直流穩壓電源的研制及應用在此方面與之也存在很大的差距。由于電子技術的特性，電子設備對電源電路的要求就是能夠提供持續穩定、滿足負載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩定的直流電能。提供這種穩定的直流電能的電源就是直流穩壓電源。直流穩壓電源在電源技術中占有十分重要的地位。常見的直流穩壓電源，大都采用串聯式反饋式穩壓原理，通過調整輸出端取樣電阻支路中的電位器來調整輸出電壓。由于電位器阻值變化的非線性和調整范圍窄，使普通直流穩壓電源難以實現輸出電壓的精確調整。第一章設計方案方案設計本電路由四部分組成：變壓電路、整流電路、濾波電路、穩壓電路。（1）變壓電路：本電路使用的降壓電路是單相交流變壓器，選用電壓和功率依照后級電路的設計需求而定。（2）整流電路：整流電路的主要作用是把經過變壓器降壓后的交流電通過整流變成單個方向的直流電。但是這種直流電的幅值變化很大。它主要是通過二極管的截止和導通來實現的。常見的整流電路主要有半波整流電路、橋式整流電路等。我們選取橋式整流電路實現設計中的整流功能。半波整流：U0===U2=0.45U2橋式整流：然而單相橋式整流電路與半波整流電路相比，在相同的變壓器副邊電壓下，對二極管的參數要求式一樣的，并且還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動小、見笑了輸出電壓的脈動等優點，因此在次設計中我選用單相橋式整流電路（3）濾波電路：經整流后的電壓仍具有較大的交流分量，不能直接輸出變為直流電源，必須通過濾波電路將交流分量濾掉。盡量保留其輸出中的直流分量，才能獲得比較平滑的直流分量，使之波形變得平滑，接近理想的的直流電源。（4）穩壓電路：因為要求輸出電壓可調，所以選擇三端可調式集成穩壓器。穩壓內部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優良、不易損壞、使用方便等優點。其電壓調整率和電流調整率均優于固定式集成穩壓構成的可調電壓穩壓電源。

第二章電路設計2.1實驗電路原理本實驗電路采用輸出電壓可調且內部有過載保護功能的三端集成穩壓器（LM7812），一端輸出固定12V，另一端設計輸出電壓5~12V連續可調。該電路所用器件較少且組裝方便。220V交流電壓220V交流電壓橋堆整流電容濾波三端穩壓器輸出12V可調5~12V2.2電路設計圖圖2.1實驗電路圖2.3實驗仿真圖（a）圖中波形為可調時的最小電壓。圖2.2輸出5V電壓（b）圖中波形為可調時的最大電壓。圖2.3輸出12V電壓（c）固定端輸出電壓。圖2.4固定端輸出12V電壓第三章單元電路分析與設計3.1單元電路分析（a）變壓電路變壓電路由電源變壓器組成，變壓器電路原理圖及其波形變換如圖所示，變壓器的功能是交流電壓變換部分，作用將電網電壓變為所需的交流電壓，即將直流電源和交流電網隔離。圖3.1變壓器原理圖(b)整流電路（1）電路圖：:圖3.2整流電路原理圖（2）工作原理：在V2的正半周，D1、D3導通，D2、D4截止，通過D1、D3給RL提供電流，方向由上向下；在V2的負半周期，D2、D4D導通，D1、D3截止，通過D2、D4給RL提供電流，方向由上向下。（c）濾波電路電容濾波原理：電容是一個能儲存電荷的元件。有了電荷，兩極板之間就有電壓UC=Q/C。在電容量不變時，要改變兩端電壓就必須改變兩端電荷，而電荷改變的速度，取決于充放電時間常數。時間常數越大，電荷改變得越慢，則電壓變化也越慢，即交流分量越小，也就“濾除”了交流分量。（d）三端穩壓器：三端可調集成穩壓器克服了固定三端穩壓器輸出電壓不可調的缺點，繼承了三端固定式集成穩壓器的諸多優點。在實驗中，我們要產生一固定電壓12V，故選擇型號為型號LM7812KC的三端穩壓器。關于三個管腳功能，正方從左至右一次為輸入、接地、輸出。圖3.3三端穩壓器3.2元件參數計算電容C1為濾波電容，濾波電容越大，放電過程越慢，輸出電壓越平滑，平均值越高。但在實際上，電容的容量越大，不但體積越大，而且會使整流二極管流過的沖擊電流更大。因此選擇470uF的較為合適。電容C2用于抵消長線傳輸而引起的電感，其容量可選擇在1uF以下，故選擇C20.1uF;電容C3改善負載的瞬態響應，其容量可選1uF及以下。但若C3大，則會在穩壓器輸入端斷開時，C3通過穩壓器放電，所以選擇C3=0.1uF。同理可選擇C4=1uF。實驗要求輸出的電流Iom=200mA，所以固定端的電阻R3=12/0.2=60Ω,穩壓器的輸出端和公共端電流恒定不變I=0.2A，當電阻未接入時5V=I*R1,當電阻全接入時，12V=（R1+R2）*I。由此可得電阻R1=24Ω，R2阻值范圍0-34Ω。

第四章安裝調試與結論分析4.1安裝與調試1．根據實驗電路圖標清各元件位置。2.準備好元件清單，并且檢查各元件的好壞。3.辨別三端穩壓器的引腳，正確安裝三端穩壓器。4.焊接時要對各模塊電路進行單個測試。5.測試電路前要進行安全檢查。6.保證元件接地。7.調節電位器，測量電壓變化范圍。圖4.1實物圖4.2實驗結果當輸入一端輸入220V，50Hz交流電壓時，用萬用表測得固定端的輸出電壓等于12.06V，可調端的電壓范圍為3.96V~10.14V。誤差分析：在測試電路過程中可能帶來誤差的因素有：1.測量時接觸點之間的微小電阻造成。2.萬用表內阻造成誤差。3.電阻及儀器本身的準確度會造成系統誤差。4.元件本身參數不準確。本次完成的電路實現了兩路直流電壓的輸出，但是由于部分元件參數與理論有偏差，用近似元件代替的，所以可調的范圍與理論計算值有一定的誤差。如果更換三端穩壓器的值可以實現更大的可調范圍，，一些元件采用電位器代替的話可以實現更精確的調節，便于被應用。附錄元件名稱型號及數量橋堆3N2471個電容2個0.1uF1個1uF1個470uF電阻1