1、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

2、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1.1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

3、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

4、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512V連續可調。該電路所用器件較少且組裝方便。輸入220V交流電壓橋堆整流輸出直流12V三端穩壓器電容器濾波輸出直流512V圖2.1實驗流程圖 首先，由220V交流電壓輸入，再經變壓器變壓，再通過橋堆

5、進行整流，然后用兩個電容器進行濾波，最后由三端穩壓器分別輸出固定電壓12V和可調電壓512V。2.2電路圖設計圖2.2 電路設計圖2.3 仿真結果圖圖2.3.1固定輸出仿真圖 當要求固定輸出12V時，將開關閉合，將滑動變阻器調到最上端，用萬用表測出輸出端兩端的電壓，輸出為12.01V；將滑動變阻器調到最下端，用萬用表測出輸出端兩端的電壓，輸出為12.009V。可以看出，此時電路固定輸出確為12V，滿足要求。圖2.3.2可調輸出仿真圖當要求輸出電壓512V連續可調時，將開關斷開，將滑動變阻器調到最大值處，用萬用表測量測出輸出端兩端的輸出電壓，可以看到最小輸出為4.7V左右；將滑動變阻器調到最小值

6、處，用萬用表測出輸出端電壓最大為14V左右。實驗結果完全符合實驗要求。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

7、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

8、，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=60,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=24，R2

9、阻值范圍0-34。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。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11.94V，可調端的電壓范圍為3.96V11.04V。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

10、。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。4.3 實驗結論與體會 經過一周左右的時間與組員的共同努力和老師的指導下，我們終于完成了這次課程設計。當然，其中還有些不完美的地方，比如說由于有些理論的元件沒有，只能用相近的元件代替，導致電路的輸出電壓沒有完全達到預期要求。這也說明了實際和理論是存在偏差的，只有經過實際的的操作才能真正學到技術和知識。參 考 文 獻1、 華成英.模擬電子技術基本教程.第五版.北京:清華大學出版社，2006 2、華容茂.盛過軍.電工電子技術實習與課程設計.電子工業出版社20003、賈達.數字電子技術基礎.北京:化學工業出版社.2001 4、周敏.唐