直流稳压电源 模电课程设计说明书与Multisim仿真工程下载

题目名称：直流稳压电源

姓名：*

班级：电信162

学号：201633675304

模拟电子技术课程设计任务书

适用专业：电子信息工程专业

设计周期：一周

一、设计题目：直流稳压电源

二、设计目的及要求

1.1 设计目的

1、通过集成直流稳压电源的设计，安装和调试，学会选择变压器、整流二极管、滤波电路、集成稳压器及相关元器件设计直流稳压电源；

2 、仿真并焊接直流稳压电源。

3、掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

1.2 设计要求

1、要求设计制作一个直流稳压电源，可将220V/50HZ交流电源输出±12V(±5V)直流电压；

2、仿真直流稳压电源；

  3、电网供给的交流电压U1为220V，50HZ。 变压器输出电压U2为18V～20V，50HZ。

4、稳压电源输出直流电压可调，且输出电流可扩展。

5、安装调试后焊接并书写课程设计报告书。

6、答辩验收。

三、设计原理及方案比较

四、设计报告总结（要求自己独立完成，不允许抄袭）。

1、 对所测结果（如：变压器的输出，滤波输出，稳压输出进行测量）进行全面分析，总结稳压电路稳压的条件条件。

2、 分析讨论测试中出现的故障及其排除方法。

3、 体会与收获。

一、方案论证与比较

1.1 方案提出

方案一：由交流电压源提供220V和50Hz的交流电压U1，经过电源变压器，输入18~20V的交流电压U2，再经过整流管，将交流电压变直流电压。信号经过  型滤波电路，滤除直流电压中含有的较大的纹波。接着信号进入输出电压可调的稳压电路，该稳压电路的原型为书本P500的图11.2.6，输出端加上万用表测量直流电压中的纹波电压，示波器可以用来检测电压信号。

方案二：在方案一的基础上增加可调电阻，实现输出电压可调。

1.2设计方案的论证和选择

1、利用电源变压器将电网电压变为所需交流电压。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。

2、利用整流电路将交流电压变换为单方向脉动的直流电压。

单相桥式整流器电路的工作原理：电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压U2的正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止，在负载RL上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反，D1、D3截止，D2、D4导通，流过负载RL的电流方向与正半周一致。如图所示：

特点：输出电压高，纹波电压 小，管子承受的反向电 压较低，效率高。

优势：直流成分较高，电源变压器利用率高。

3、利用滤波电路将整流输出的脉动直流电压进行平滑。

电容滤波电路原理：当电路采用电容滤波，输出端空载，设初始时电容电压uC为零。接入电源后，当u2在正半周时，通过D1、D3向电容器C充电；当在u2的负半周时，通过D2、D4向电容器C充电，充电时间常数为 。空载时桥式整流电容滤波电路中包括变压器副边绕组的直流电阻和二极管的正向导通电阻。由于一般很小，电容器很快就充到交流电压u2的最大值，如波形图2（b）的时刻。此后，u2开始下降，由于电路输出端没接负载，电容器没有放电回路，所以电容电压值uC不变，此时，uC＞u2，二极管两端承受反向电压，处于截止状态，电路的输出电压，电路输出维持一个恒定值。

特点：（1）其适用于小电流负载。                          

     （2）电容滤波电路的外特性比较软。

4、利用稳压电路维持输出电压稳定。

原理：稳压二极管稳压电路是利用稳压管在反向击穿时电流可在较大范围内变动  但击穿电压却基本不变的特点实现的

功能：稳定电压部分

作用：维持输出电压稳定

二、系统的功能及设计框图

2.1 系统的全部功能、要求及技术指标。

1、制作一个直流稳压电源，可将220V/50HZ交流电源输出±12V(±5V)直流电压；

2、仿真直流稳压电源；

3、电网供给的交流电压U1为220V，50HZ。 变压器输出电压U2为18V～20V，50HZ。

4、稳压电源输出直流电压可调，且输出电流可扩展。

2.2确定设计框图（系统包含的单元电路及结构）和总体设计方案

2.3单元电路的分析与设计：各功能模块电路的定性说明以及计算分析。

（1）电源变压器：降压，将220V的交流电压变换为18~20V的输出电压电压，以提供整流滤波电路所需电压。

（2）桥式整流电路：利用桥式整流电路，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。

（3）滤波电路：把经过桥式整流电路得到的直流电压的纹波滤去，但其输出电流电压不太稳定。

（4）稳压电路：进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力。

（5）稳压部分增加滑动变阻器，实现输出电压在一定范围内可调。

三、系统调试分析

方案一：固定输出电压电路

输入电压为220V，50Hz交流电压，电路波形显示为正弦波，符合技术指标3。

调试万用表1，电源变压器输出的电压U2为19.992V，在18V~20V范围内，符合技术指标3。

电路将交流电源输出为直流电压，正端12.538V，负端-12.549V，基本满足±12V直流电压的要求，符合技术指标1。

方案二：可调输出电压电路

              经过桥式整流形成脉动的直流电，再经过滤波电路，部分纹波电路滤去，波形呈锯齿波。

调节滑动变阻器，输出电压变化，但此电路稳压效果较差，输出电压有略微浮动。

四、结语

    直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 本设计电路的装置简单易懂，成本低，输出二三十伏的可调直流电压，具有较好的使用价值。

直流稳压电源引可广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、直流电机、充电设备等。（1)可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化　(2)适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子元件的老化、测试　(3)电解电容器脉冲老练　(4)电阻器，继电器，马达等测试老练　(5)整机老练；电子元器件性能测试，例行试验。

个人感悟与体会：

本次的课程设计主要是自己通过自学Multisim10软件，能够熟练地进行电路的仿真与电子设计，通过网上查阅相关资料，结合自己所学的相关知识，进行了电路的设计与演示。在初期阶段，由于软件中含有英文，所以在初期会感觉困难，但是在我的坚持努力下，开始适应了这个软件。我认为，对于做学问这件事，应之以恒的探索精神，因为对于我们大学生来说，自学能力非常重要，培养自学能力对我们今后的发展也是至关重要。不断探索，不断开拓，才能将自己的自学能力得到提高。该软件主要作用是仿真，对于我们今后的实际连接电路有重要的作用。当有一种持之以恒的探索精神，因为对于我们大学生来说，自学能力非常重要，培养自学能力对我们今后的发展也是至关重要。不断探索，不断开拓，才能将自己的自学能力得到提高。该软件主要作用是仿真，对于我们今后的实际连接电路有重要的作用。

附录1：元器件清单

• 电源：（220v，50Hz）×2
  

附录2：总体电路原理图

方案一：

方案二：