1、直流穩(wěn)壓電源實(shí)訓(xùn)報(bào)告專業(yè): 應(yīng)用電子指導(dǎo)老師：學(xué)生名字：班級(jí)：目錄一、引言二、設(shè)計(jì)目的三、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求四、設(shè)計(jì)步驟五、總體設(shè)計(jì)思路六、設(shè)備和電路元件七、穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)及測(cè)試方法八、注意事項(xiàng)九、此電路的誤差分析十、綜合總結(jié)一、引言直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓 變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姟Ｕ髌靼呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟姟＝?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直 流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過(guò)變壓， 整流，濾波，穩(wěn)壓過(guò)程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并實(shí)現(xiàn)電壓可在5V左右。二、設(shè)計(jì)目的學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用

2、的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。學(xué)會(huì)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法和性能指標(biāo)測(cè)試方法。培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。三、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)并制作一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，主要技術(shù)指標(biāo)要求： 輸出電壓穩(wěn)壓：Uo=+5V 紋波電壓：=5mv電壓調(diào)整率：K=3%電流調(diào)整率：K=1%設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)，選擇電路元件，計(jì)算確定元件參數(shù)，畫(huà)出實(shí)用原理電路圖。確定穩(wěn)壓電路的最低輸入直流電壓uiminUm/Uom(UU0Ln代入各指標(biāo)，計(jì)算得：U Nimin取值為9 V.確定電源變壓器副邊電壓、電流及功率Uomax/LL Lf所以我們?nèi)1為.UN5/1.1=V變壓器副邊功率

3、P2N7W變壓器的效率q，則原邊功率P110 ,可選購(gòu)副邊電壓為9 V輸出1.5A,功率12W的變壓器.選整流二極管及濾波電容整流二極管1N4007通用參數(shù)：電流參數(shù)：Iq=1A/Ifsm=30A/Ir=10MA電壓參數(shù)：Urrm=Urwm=UR=1000V/Ursm=1200V/Uf/Ur(rms)=700V功 率：Pd=3W濾波電容計(jì)算：C(35)TXIimax/2U1min電解電容作濾波電容。 穩(wěn)壓管的選取LM7805的通用參數(shù)：電壓參數(shù)：Uoc=5V;線性調(diào)整率：在輸入電流500mA的情況下，電壓在7V25V之間變化時(shí)，輸出電壓典 型值為3mV，最大為50mV.靜態(tài)電流：在負(fù)載小于1A

4、時(shí)，I=8mA.電壓降下量：負(fù)載為1A時(shí)，電壓下降2V，要維持5V的電壓，此時(shí)輸入電壓至少在7V以上。自擬實(shí)驗(yàn)方法、步驟及數(shù)據(jù)表格，提出測(cè)試所需儀器及元器件的規(guī)格、數(shù)量，交指導(dǎo)教 師審核。批準(zhǔn)后，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行組裝、調(diào)試，并測(cè)試其主要性能參數(shù)。I、設(shè)計(jì)步驟電路圖設(shè)計(jì)確定目標(biāo)：設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)是由那些模塊組成，各個(gè)模塊之間的信號(hào)傳輸，并畫(huà)出直流穩(wěn)壓電源方框圖。系統(tǒng)分析：根據(jù)系統(tǒng)功能，選擇各模塊所用電路形式。參數(shù)選擇：根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)的要求，確定各模塊電路中元件的參數(shù)。總電路圖：連接各模塊電路。電路安裝、調(diào)試為提高學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)生自行設(shè)計(jì)印刷電路板，并焊接。在每個(gè)模塊電路的輸入端加一信號(hào)，測(cè)試輸出端信號(hào)

5、，以驗(yàn)證每個(gè)模塊能否達(dá)到所規(guī)定的指標(biāo)。重點(diǎn)測(cè)試穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)。將各模塊電路連起來(lái)，整機(jī)調(diào)試，并測(cè)量該系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。五、總體設(shè)計(jì)思路直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大(即脈動(dòng)大)。脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載R。直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸

6、出的直流電壓的裝置，它需要變壓、 整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成，見(jiàn)圖1。圖1直流穩(wěn)壓電源方框圖其中：電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓， 并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。整流電路：利用單向?qū)щ娫?0Hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平 滑的直流電壓。穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。整流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖a所示。在u2的正半周內(nèi)，二極 管D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止；u2的負(fù)半周

7、內(nèi)，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止。正負(fù)半周 內(nèi)部都有電流流過(guò)的負(fù)載電阻R，且方向是一致的。電路的輸出波形如圖b所示。在橋式整流電路中，每個(gè)二極管都只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流等 于輸出電流的平均值的一半，即。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓為(U2是變壓 器副邊電壓有效值)。在設(shè)計(jì)中，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過(guò)電感器的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容 器和負(fù)載電容并聯(lián)或電容器與負(fù)載電阻串聯(lián)，以達(dá)到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容 濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1=(1.11.2)U2，直流輸出電流：(12是變壓器副邊電流 的有效值。)，穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器

8、電路。總體原理電路見(jiàn)圖4。3 .設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的性能指標(biāo)，選擇集成三端穩(wěn)壓器。集成穩(wěn)壓器，主要有LM7805。7805系列穩(wěn)壓器輸出5V正電壓，最大輸出電流為1A。 穩(wěn)壓內(nèi)部含有過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 其電壓調(diào)整率和電流調(diào)整率均高于固定式集成穩(wěn)壓構(gòu)成的電壓穩(wěn)壓電源。電路系列的引腳功 能相同，管腳圖和典型電路如圖5.圖5典型電路注意：因?yàn)榇笕萘侩娊怆娙萦幸欢ǖ睦@制電感分布電感，易引起自激振蕩，形成高頻干擾， 所以穩(wěn)壓器的輸入、輸出端常并入瓷介質(zhì)小容量電容用來(lái)抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾。六、設(shè)備和電路元件（1）直流穩(wěn)壓電源所需元件:元件規(guī)

9、格功能穩(wěn)壓器LM7805三段集成穩(wěn)壓器變壓器交流電壓降壓開(kāi)關(guān)K電源開(kāi)關(guān)二極管IN4007*4橋式整流三極管3DD30190139012采用大功率管擴(kuò)流、過(guò)流保護(hù)發(fā)光二極管電源指示電源線輸入電壓電位器Q焊接電路七、穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)及測(cè)試方法穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩類(lèi)：一類(lèi)是性能指標(biāo)，包括輸入電壓、輸出電壓、輸入電流及輸 出電流等；另一類(lèi)是技術(shù)指標(biāo)，用來(lái)衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓 調(diào)整率）、輸出電阻（或電流調(diào)整率）、溫度系數(shù)及紋波電壓等。其測(cè)試電路如圖7所示。圖7穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)測(cè)試電路（1）紋波電壓紋波電壓是指疊加在輸出電壓Uo上的交流分量。用示波器觀測(cè)其峰一峰值回。（p

10、_p）, 一般為毫伏量級(jí)，也可以用交流電壓表測(cè)量其有效值，但因/不是正弦波，所以用有效 值測(cè)量其波紋電壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定誤差。（2）穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)是指在負(fù)載電流、環(huán)境溫度不變的情況下，輸入電壓的相對(duì)變化引起輸出電 壓的相對(duì)變化，即：SUJUu AU /U（3）電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率是指輸入電壓相對(duì)變化為10%時(shí)的輸出電壓相對(duì)變化量，即AU穩(wěn)壓系數(shù)Su和電壓調(diào)整率Ku均說(shuō)明輸入電壓相對(duì)變化對(duì)輸出電壓的影響，因此只需計(jì) 算其中之一即可。（4）輸出電阻輸出電阻是指當(dāng)輸入電壓不變時(shí)，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對(duì)值，即：r工o叫（5）電流調(diào)整率電流調(diào)整率是指輸出電流從0變到最大值ILmax時(shí)所產(chǎn)

11、生的輸出電壓相對(duì)變化值，即:k=AUi Uo輸出電阻ro和電流調(diào)整率K.均說(shuō)明負(fù)載電流變化對(duì)輸出電壓的影響，因此只需計(jì)算其 中之一即可。八、注意事項(xiàng)焊接時(shí)要對(duì)各個(gè)功能模塊電路進(jìn)行單個(gè)測(cè)試，需要時(shí)可設(shè)計(jì)一些臨時(shí)電路用于調(diào)試。測(cè)試電路時(shí)，必須要保證焊接正確，才能打開(kāi)電源，以防元器件燒壞。按照原理圖焊接時(shí)必須要保證可靠接地。九、此電路的誤差分析綜合分析可以知道在測(cè)試電路的過(guò)程中可能帶來(lái)的誤差因素有：測(cè)得輸出電流時(shí)接觸點(diǎn)之間的微小電阻造成的誤差；電流表內(nèi)阻串入回路造成的誤差；測(cè)得紋波電壓時(shí)示波器造成的誤差；示波器，萬(wàn)用表本身的準(zhǔn)確度而造成的系統(tǒng)誤差；可以通過(guò)以下的方法去改進(jìn)此電路：減小接觸點(diǎn)的微小電阻

12、；根據(jù)電流表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果可以進(jìn)行修正；測(cè)得紋波時(shí)示波器采用手動(dòng)同步；采用更高精確度的儀器去檢測(cè)；十、綜合總結(jié)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，讓我們更進(jìn)一步的了解到直流穩(wěn)壓電源的工作原理以及它的要求和性能 指標(biāo).也讓我們認(rèn)識(shí)到在此次設(shè)計(jì)電路中所存在的問(wèn)題；而通過(guò)不斷的努力去解決這些問(wèn)題. 在解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的同時(shí)自己也在其中有所收獲.我們這次設(shè)計(jì)的這個(gè)直流穩(wěn)壓電源電路;采用 了整流二極管(1N4007)電解電容()來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)整部分;還通過(guò)LM7805實(shí)現(xiàn)電路的穩(wěn)壓 控制，我從中獲得了很多有用的東西。比如說(shuō)，在以前上課時(shí)沒(méi)聽(tīng)懂的知識(shí)，現(xiàn)在 通過(guò)自己的進(jìn)一不了解，再結(jié)合自己以前所學(xué)的知識(shí)，對(duì)它有了新的認(rèn)識(shí)。在此