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直流电源设计 专业班级：电子信息工程一班 学生姓名：谢丰应 学号设计时间：2014/3/18 电源设计报告 1.设计要求 直流稳压电源的基本功能和要求1)输出电压值能够在额定输出电压值以下任意设定和正常工作。 2)输出电流的稳流值能在额定输出电流值以下任意设定和正常工作。 3)直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。 4)对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。 5)对于输出电压之和电流值有精准要求的直流稳压电源，一般要用多圈电位器和电压电流微调电位器，或者直接数字输入。 6)要有完善的保护电路。直流稳压电源在输出端发生短路及异常工作状态时不应损坏，在异常情况消除后能立即正常工12v ②输出电流Io=1A 2设计框架 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[2]，如图1所示。 图1 直流稳压电源框图 其中： 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。 ② 整流电路：整流电路将交流电压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。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等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各滤波电容C满足RC＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。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。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。 由于一般这种整流电路后面都要用稳压电路，因此以上估算已能解决实际问题，而没有必要再作繁琐的精确计算。 整流电路 整流电路的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。 有载时的直流输出电压： 故变压器次级线圈电压的有效值： 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(U2是变压器副边电压有效值)。 可根据ID和值选二极管。可选用整流二极管IN4004（标准整流电流为1A，最大反向工作电压为400V）。 滤波电路 滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波 I2是变压器副边电流的有效值。 RLC(RL为负载阻值)越大，电容器放电越慢，输出电压平均值越大。一般可选放电时间常数RLC大于C的充电周期(3~5)倍[3].对桥式整流来说,C 的充电周期等于交流电网周期的一半，即 ，设计选取 式中，为流电周期，RL为负载电阻， 取 所以 电容耐压=1.414*10=14.14V 稳压电路 前面所讨论的整流滤波电路，都是不能保证输出稳定的直流电压。输出电压不稳定的主要原因有以下几个方面： 经整流滤波后输出的直流电压，虽然平滑程度较好，但其稳定性仍比较差。其原因主要有以下几个方面： 1、由于输入电压不稳定（通常交流电网允许有±10％的波动），而导致整流滤波电路输出直流电压不稳定； 2、由于整流滤波电路存在内阻，当负载变化时，引起负载电流发生变化，使输出直流电压发生变化； 3、由于电子元件（特别是导体器件）的参数与温度有关，当环境温度发生变化时，引起电路元件参数发生变化，导致输出电压发生变化； 4、整流滤波后得到的直流电压中仍然会有少量纹波成份，不能直接供给那些对电源质量要求较高的电路。 所以，为了得到输出稳定的直流电压，经整流滤波后的直流电压必须采取一定的稳压措施才能适合电子设备的需要。固定式三端稳压器1.5A的输出电流。虽然是按照固定电压值来设定的，但是当接入适当的外部器件后，就能获得各种不同的电压和电流。 文中选用W7812三端正电源稳压电路，输出稳定+12v电压；选用W7912三端负电源稳压电路，输出稳定的-12v电压。 具有如下特点： （1）短路电流230mA,峰值电流2.2A，但是当输出电流超过1.5A时，就需要提供足够的散热片； （2）输入电压极限值35v，输出电压典型值为12V，最大值12.6V； （3）热过载保护； （4）短路保护； （5）输出晶体管安全工作区保护； 78xx/79xx系列在降压电路中应注意以下事项：1）输入输出压差不能太大,太大则转换效率急速降低，而且容易击穿损坏； 2）输出电流不能太大，1.5A 是其极限值。大电流