直流稳压电源设计实验报告模电

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。

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。

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D 1～D 4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。

由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：2)(9.0U U AV o ≈ ，由此可以得V U 152=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: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A

反向电压的最大值：Urm=2U 2

选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极管的平均电流I D 即，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。

滤波模块

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2

)5~3(T C R l ，故选4200uF/25V 的电解电容。

图3-4 滤波电路

图3-5 滤波后的电压 输出直流电压U L 与U2的关系：

U L = ～U 2

变压器副边电流有效值： I 2=（~2）I L

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~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：

R L ≥12Ω

变压器副边电压： 变压器的副边电压为有效值为15V

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：

2、整流模块

3.整流二极管的选择

流过负载的电流：

I L≤1A

流过二极管的电流：

I D=1/2I L=

二极管所能承受的极间反向电压：

Urm=2U2*2=2*15*2=

所以选择二极管时I D>=,Urm>=

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=R L C0=5*T/2=

取R L=12Ω，则

C0=

电容所能承受的最大电压：Urm=2U2*2=2*15*=

（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

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：

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，相信对以后的学习会有很大帮助。另外，通过本实验，我们学会了直流电压源的设计方法，也对Multisim这个软件有了初步的认识和了解，为以后其他后续课程提供了帮助。在实验过程中我们也获得了很多的经验教训。通过本次不仅对我们知识水平有很大帮助，更重要的是提高了我们自我学习的能力和团队协作的能力。