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简易直流稳压电源设计 1 引言 直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在6-13V可调。 2 设计目的 1学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3 设计任务及要求 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。主要技术指标要求： 1额定输出功率：5W 2输入：交流220V 3输出电压：﹢6V 4 设计步骤 4.1直流稳压电源设计思路 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1。 图1直流稳压电源方框图 （1）电源变压器：是降压变压器，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。电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 （2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （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。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。 （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。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。 4.2 电源变压器 电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。实际上，理想变压器满足I1/I2=U2/U1=N2/N1=1/n，因此有P1=P2=U1I1=U2I。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。78**系列的稳压集成块的极限输入电压是36V，最低输入电压为输出电压的3-4V以上。变压器选用15W以上，输出双端AC为 9V。确定电源变压器副边电压、电流及功率。 图2 电源变压器 UI≥UImax/1.1,? II≥IImax 我们取II为1.1A。UI≥17/1.1=15.5V,变压器副边功率P2≥17W 变压器的效率 =0.7，则原边功率P1≥24.3W。由以上分析，可选购副边电压为16V,输出1.1A,功率30W的变压器 4.3整流电路 整流电路选用桥式整流电路。其作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。整流管用1.5~2A的4只桥式整流。 桥式整流电路如图2所示，工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3加正向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路,在Rfz ,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路,同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。 ?? 图3 整流电路 如此重复下去,结果在Rfz ,上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图5-6中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整洗电路小一半 　　桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。 　　半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。 　　桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。 桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 ??图4 桥式整流电路波形图 4.4 滤波电路 经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压，习惯上称单向脉动性直流电压。脉动大的直流电压须 图5 滤波电路 经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波电容选用47